作业行为的神经与心理机制课件.ppt

1、第二章 作业行为的神经与心理机制1.1 生产作业中的主要生理心理活动生产作业中的主要生理心理活动 操作活动中的心理活动，是人们通过感觉、知觉、思维和注意等一系列心理活动的集中性、指向性和组织性来能动地认识事物的过程，也是人们受某种自我的激励，积极地指引劳动活动按一定规范进行的过程。2“认知心理学”v认知心理学（Cognitive Psychology）是以信息加工观点为核心的心理学，所以又称作信息加工心理学。v认知心理学运用信息加工观点来研究认知活动，研究范围包括感知觉、注意、表象、学习记忆、思维和言语等心理过程或认知过程，以及儿童的认知发展和人工智能（计算机模拟）。3什么是认知v“认知”有广

2、义和狭义之分。广义的认知与认识的含义基本相同，指个体通过感觉、知觉、表象、想象、记忆、思维等形式，把握客观事物的性质和规律的认识活动。狭义的认知与记忆含义基本相同，是指个体获取信息并进行加工、贮存和提取的过程。4信息加工观点v所谓信息加工观点，就是将人脑类比为计算机的信息加工系统。v将计算机作为人的心理的模型，企图对人的心理和计算机的行为作出某种统一的解释，发现一般的信息加工原理。v这种类比主要局限于人脑与计算机在机能方面的相似性，而不管产生这些机能的物质结构。5认知过程v认知过程是个体认知活动的信息加工过程。认知心理学将认知过程看成一个由信息的获得、编码（Encoding&Coding）、贮

3、存、提取和使用等一系列连续的认知操作阶段组成的按一定程序进行信息加工的系统。信息的获得就是接受直接作用于感官的刺激信息。感觉的作用就在于获得信息。信息的编码是将一种形式的信息转换为另一种形式的信息，以利于信息的贮存和提取、使用。个体在知觉、表象、想象、记忆、思维等认知活动中都有相应的信息编码方式。信息的贮存就是信息在大脑中的保持，在记忆活动中，信息的贮存有多种形式。信息的提取就是依据一定的线索从记忆中寻找所需要的信息并将它取出来。信息的使用就是利用所提取的信息对新信息进行认知加工。6认知心理学的研究领域v包括认知活动、认知发展和人工智能（计算机模拟）等。认知活动的研究主要是指旨在揭示认知活动的

4、信息加工过程的心理机制认知发展的研究旨在探讨个体认知能力的发展规律人工智能的研究旨在以心理学关于心理过程的理论为依据，建立心理过程的计算机模型（计算机程序），以验证心理学理论的正确性，并将成果运用于自动化机器的控制。7认知心理学研究的基本思路p认知心理学家关心的是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。p人们不能直接观察内部心理过程，只能通过观察输入和输出的东西来加以推测。所以，认知心理学家所用的方法就是从可观察到的现象来推测观察不到的心理过程。有人把这种方法称为会聚性证明法，即把不同性质的数据会聚到一起，而得出结论。认知心理学的方法 v在认知心理学的具体研究中，

5、常采用的研究方法有实验、观察和计算机模拟等方法。其中，目前最常用也是最重要的研究方法是实验研究法，计算机模拟法也颇受关注，但还面临着许多问题。v方法应用的条件：快速的信息加工，则用反应时为指标进行实验；较慢的加工则用出声思考形式的观察法；计算机模拟法两者皆宜。9典型方法v反应时实验v计算机模拟人与计算机的类似之处：1、都有信息的输入和输出、信息储存和提取2、都依照一定的程序对信息进行加工 对计算机模拟的争论：1）适用范围问题：是不是可以用计算机模拟人类全部的信息加工？2）相似性问题：计算机的思维方式主要是条件判断，它与人类高效的推理、直觉和具有创新特点的思维活动有多大的差异？3）替代性问题：计

6、算机与人脑进行信息处理的基本过程是一样的。经历着一个信息输入、信息保持和信息输出的过程。但二者在诸过程中又有着明显的不同。在人脑信息加工的多个过程之中，过去的知识经验一直起着重要的作用。而在计算机模拟中，这种已有知识经验的作用机制很难表现出来，因此，有人主张没有必要通过计算机模拟的方法分析人脑的信息加工过程。直接以电脑代替人脑进行各种信息加工。然而，这种观点却面临着更大的挑战。（一）感觉系统：人的信息处理的第一个阶段是感觉。在这一阶段，人通过各种感觉器官接受外界的信息，然后把这些信息传递给中枢信息处理系统。（二）中枢信息处理系统：人的认知系统接收从感知系统传入的经过编码后的信息，并将这些信息存

7、入本系统的工作记忆中，同时从长时记忆中提取以前存入的有关信息和加工规律，进行综合分析后做出如何反应的决策，并将决策信息输出到运动系统。（三）反应（运动）系统：它执行中枢信息系统发出的命令，产生人的信息处理系统的输出。1.2 人在作业活动中的信息加工处理过程人在作业活动中的信息加工处理过程1.2.1人的信息加工模型人的信息加工模型（1）感觉贮存。又叫感觉登记或感觉记忆，是人的信息加工的第一阶段。它贮存输入感觉器官的刺激信息，但保持时间很短，假若不对输入感觉的信息作进一步处理，就速度衰退直至完全消失。感觉记忆的内容，人是意识不到的。各种感觉系统都有对输入信息的短暂记忆，视觉记忆保持的时间不足1秒，

8、听觉记忆约能保持2秒。（2）知觉译码。在知觉时，人把当前感觉登记中的信息与以前贮存在长时记忆中的有关信息进行匹配，从而赋予刺激一定的意义。知觉过程中作出的这种匹配是多对一多对一的关系，即把许多不同特性的刺激物归入同一范畴。例如，人们平时阅读时，接触到形状、大小和方向不同的各种字母“A”，这些不同的字母“A”都被识别为属于同一范畴、具有同一涵义的对象，人们以相同的方式对它们作出反应。与此同时，它们之间的判别也被保持在记忆中，如果需要作出选择或区分的话，人们就会去注意这些不同字母“A”的个别特性，比如，是大写的还是小写的，是书写体的还是印刷体的，等等。人的信息加工模型人的信息加工模型（3）记忆与决

9、策。一旦某个知觉的对象被归入一定范畴后，个体需要决定对它作出什么行动。例如，当汽车司机看到前方路口出现黄信号灯时，他可能决定加速或者刹车。在这种情境中，决策以反应选择的形式表现出来。在有些情况中，人们也可能决定不对当前的刺激作反应，而是把关于外界刺激的信息存入记忆。这时还可能需要作出第二个决定，即把输入的信息是存入操作记忆暂时保持一下，还是把它存入长时记忆较永久地贮存起来。在实际决策活动中，往往包含多种可能的行动方案，因此必须进行比较分析，才能选出最优的方案。（4）执行。如果作出的一个决定是对外界刺激所取某种反应活动，这种决策信息就会以指令形式传输到效应器官，支配效应器官作出相应的动作。（5）

10、反馈。人借助于感觉器官获得关于自己活动结果的信息，这样就组成了上图模型中所描述的反馈回路。通过反馈，人们对自己的活动进行自我调节。虽然在绝大部分时间里，视觉反馈起主要作用，但对于某些活动，由听觉、触觉、动觉等感觉系统提供的反馈也很重要。例如，驾驶员在操纵变速杆时，就需要依靠来自手的动觉反馈以调节和控制所执行的动作。（6）注意。在感觉登记之后的各阶段的信息加工几乎都离不开注意。注意的重要功能在于把各种有关的信息区分开来，使人能够稳定地集中于所要加工的信息。人用于执行任务的注意资源量是有限的，假如有些阶段的信息加工占用了比较多的资源量，那么其他阶段能分配到的就比较少，它们处理信息的效率就会因此而降

11、低，但通过学习和练习能够提高注意的分配能力。例如，我们能够一边走路一边聊天，这两种活动所以能顺利地同时进行，就是因为我们对走路已经相当熟练，只要给予少量注意资源就可以了。1.2.2信息、信息量与信息传递模式信息、信息量与信息传递模式（一）信息的基本含义（一）信息的基本含义（1）信息。信息是能消除事先不能确定的情况的信号或知识，它存在于一切事物中，是一种抽象量。（2）信息量。信息量是人机系统中设计时考虑的重要参数。有关信息量的计算通常选用对数单位进行度量。v所谓信息量是指从N个相等可能事件中选出一个事件所需要的信息度量或含量,也就是在辩识N个事件中特定的一个事件的过程中所需要提问“是或否”的最少

12、次数。v如何计算信息量的多少？在日常生活中，极少发生的事件一旦发生是容易引起人们关注的，而司空见惯的事不会引起注意，也就是说，极少见的事件所带来的信息量多。如果用统计学的术语来描述，就是出现概率小的事件信息量多。因此，事件出现得概率越小，信息量愈大。即信息量的多少是与事件发生频繁(即概率大小)成反比。（二二）信息量的计算）信息量的计算 如已知事件Xi已发生，则表示Xi所含有或所提供的信息量 例题：若估计国足在一次比赛中获得冠军的可能性为0.1(记为事件A)，而在另一次比赛中获得冠军的可能性为0.9(记为事件B)。试分别计算当你得知国足获得冠军时，从这两个事件中获得的信息量各为多少？3.32(比

13、特)0.152(比特)2()log()iiH XP X 2()log(0.1)H AP 2()log(0.9)H BP（三）信息传递模式 人机系统中，信息在信息源和信宿（信息接收者）之间传递过程通常有三种模式：1）信息源发出的信息被信宿完全接收。2）信源发出的信息在传递过程中消耗殆尽。3）从信源发出的信息虽然有些损耗，信宿收到的信号也混有某些噪声成分，但仍有部分信源发出的信息被有效地传送到了信宿。v感受器管按其接受刺激的性质可分为视、听、触、味、肤觉等多种感受器。其中视觉、听觉和嗅觉接受远距离的刺激。每一种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感。这种刺激就是该感受器的适宜刺激。人的感觉和各类

14、感受器的适宜刺激见下表。感感 觉觉感感 受受 器器适宜刺激适宜刺激刺激源刺激源视觉视觉眼睛眼睛一定频率范围的电磁波一定频率范围的电磁波外部外部听觉听觉耳耳一定频率范围的声波一定频率范围的声波外部外部旋转旋转半规管肌肉感受器半规管肌肉感受器内耳液压变化，肌肉伸张内耳液压变化，肌肉伸张内部内部下落和直线运动下落和直线运动半规管半规管内耳小骨位置变化内耳小骨位置变化内部内部味觉味觉头和口腔的一些特殊细胞头和口腔的一些特殊细胞溶于唾液中的一些化学物质溶于唾液中的一些化学物质外部外部嗅觉嗅觉鼻腔粘膜上的一些毛细胞鼻腔粘膜上的一些毛细胞蒸发的化学物质蒸发的化学物质外部外部触觉触觉主要是皮肤主要是皮肤皮肤表

15、面的变形弯曲皮肤表面的变形弯曲接触接触感感 觉觉感感 受受 器器适宜刺激适宜刺激刺激源刺激源振动觉振动觉无特定器官无特定器官机械压力的振幅及频率变化机械压力的振幅及频率变化接触接触压力觉压力觉皮肤及皮下组织皮肤及皮下组织皮肤及皮下组织变形皮肤及皮下组织变形接触接触温度觉温度觉肤及皮下组织肤及皮下组织环境媒介的温度变化，或人体接触物的温度变化，环境媒介的温度变化，或人体接触物的温度变化，机械运动，某些化学物质机械运动，某些化学物质外部或接触面外部或接触面表层痛觉表层痛觉确切的感觉尚不清楚，一般认为是确切的感觉尚不清楚，一般认为是皮肤的自由神经末梢皮肤的自由神经末梢强度很大的压力、热、冷、冲击及某

16、些化学物质强度很大的压力、热、冷、冲击及某些化学物质 外部或接触面外部或接触面深层痛觉深层痛觉一般认为是自由神经末梢一般认为是自由神经末梢极强自压力和高热极强自压力和高热外部或接触面外部或接触面位觉和运动觉位觉和运动觉肌肉、腱神经末梢肌肉、腱神经末梢肌肉拉伸，收缩肌肉拉伸，收缩内部内部自身动觉自身动觉关节关节不清楚不清楚内部内部1.2.3感知系统的信息加工感知系统的信息加工一、感觉与知觉系统一、感觉与知觉系统v人的感官除了要求“适宜刺激”信号的载体外，感官对信息载体的能量要求也有一定的限度。感官的这种对信号刺激能量范围要求称为该感官的绝对感觉阈限。要保证信息传递畅通有效，信号的能量必须较大幅度

17、地超过人的绝对感觉阈限下限值。下表为几种主要感觉器官的刺激阈限。感感 觉觉刺激阈限下限刺激阈限下限触触 觉觉蜜蜂翅膀从蜜蜂翅膀从lcm高处落到肩上的感觉高处落到肩上的感觉听听 觉觉在寂静场所从在寂静场所从60m远能听到的钟摆走动声远能听到的钟摆走动声(约约210-5Pa)视视 觉觉在晴朗的夜晚距在晴朗的夜晚距48km远能看到的远能看到的烛光烛光嗅嗅 觉觉在在30m2的房间内开始嗅到的一滴香水散发的香味的房间内开始嗅到的一滴香水散发的香味味味 觉觉一匙白糖溶于一匙白糖溶于9L水中初次能尝到的甜味水中初次能尝到的甜味二二、人的信息传递能力、人的信息传递能力（1）理论能力估计与人的实际能力。理论能力

18、估计与人的实际能力。哈佛大学的米勒(GAMiller)在大量研究和考察的基础上得出了这样的结论：“在最理想的条件下，传信能力的实际上限似乎处于25 bit/s左右，至今无人声称最高值能达到40 bit/s”。（2）感知觉的绝对辨认能力。感知觉的绝对辨认能力。如下表为不同感知觉的绝对辨认能力。辨认能力是指当单个的刺激呈现而不与其他刺激作比较的条件下，感觉器官所具有的辨认能力。（3）信息传递率。信息传递率。信息传输速率（R）是指人在单位时间内能传递的信息量。由于实验条件的不同，所得的信息传递率也不完全一致。一般认为，人的通道容量约为7 bit左右，即人每秒最大可传递7 bit左右的信息量。实际上，

19、人的信息传递率远远高于7 bit，这是因为作用于人的感官的外界刺激往往都是多维度的。感觉感觉刺激维度刺激维度绝对辨认能绝对辨认能力力(bit/刺激刺激)辨认的刺激数辨认的刺激数研究者研究者视觉视觉在直线上在直线上(在直线度盘上在直线度盘上)3.2510Hake、Garner(1951)点点(指针指针)的位置的位置3.9010Coonan、Klemmen(in Miller,1956)颜色颜色(主波长主波长)3.109Eriksen、Hake(1955)明度明度2.305Eriksen、Hake(1955)简单几何图形的面积简单几何图形的面积2.202.6056Pollack(in Miller

20、,1956)直线的长度直线的长度2.603.0078Pollack(in Miller,1956)直线倾斜度直线倾斜度2.803.30711Pollack(in Mler,1956)弧度弧度(其弦不变其弦不变)1.602.2045Pollack(in Miller,1956)不同感知觉的绝对辨认能力不同感知觉的绝对辨认能力感觉感觉刺激维度刺激维度绝 对 辨 认绝 对 辨 认能力能力(bit/刺激刺激)辨认的辨认的刺激数刺激数研究者研究者听觉听觉纯音强度纯音强度(音响音响)2.305Gamer(1953)纯音频率纯音频率(音高音高)2.507Pollack(1952、1953)味觉味觉食盐水浓度

21、食盐水浓度1.904Beebe-Center、Rodgers、Connell(1955)振动觉振动觉(胸部胸部)振动强度振动强度2.004Geldard(in Miller,1956)振动持续时间振动持续时间2.305Geldard(in Millef，1956)振动位置振动位置2.807Geldard(in Miller,1956)肤觉（电击）肤觉（电击）电击强度电击强度1.703Hawker（l960)电击持续时间电击持续时间1.803Hawker、Warn(1961)不同感知觉的绝对辨认能力不同感知觉的绝对辨认能力(续表续表3)三三、注意、注意（一一）注意的基本概念）注意的基本概念 注意

22、是心理活动或意识对一定对象的指向与集中。注意的指向性是指人在某一瞬间，他的心理活动或意识选择了某个对象，而忽略了另一些对象。当心理活动或意识指向某个对象的时候，它们会在这个对象上集中起来，即全神贯注起来，这就是注意的集中性。（二二）注意的功能）注意的功能 （1）注意的选择功能。（2）注意的保持功能。（3）注意的调节及监督功能。（三）注意的种类（三）注意的种类 根据引起注意和维持注意有无目的及是否需要付出意志努力，注意可分为：(1)无意注意。无意注意是指事先没有目的、也不需要意志努力的注意。(2)有意注意。有意注意是指有预定目的、需要一定意志努力的注意。(3)有意后注意。有意后注意是注意的一种特

23、殊形式。从特征上讲，它同时具有无意注意和有意注意的某些特征。（四）注意的特性四）注意的特性 （1）注意的广度。注意广度是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。（2）注意的选择性。注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。（3）注意的持续性。注意持续性是指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上，也叫注意的稳定性。（4）注意的分配。注意的分配性是个体在同一时间对两种或两种以上的刺激进行注意，或将注意分配到不同的活动中。（五）注意的认知理论（五）注意的认知理论1.注意的选择功能 （1）过滤器理论。神经系统在加工信息的容量方面是有限度的，不可能

24、对所有的感觉刺激进行加工。当信息通过各种感觉通道进入神经系统时，要先经过一个过滤机制。只有一部分信息可以通过这个机制，并接受进一步的加工；而其他的信息就被阻断在它的外面，而完全丧失了。（2）衰减理论。基于日常生活观察和实验研究的结果，特瑞斯曼(Treisman，1964)提出了衰减理论。衰减理论主张，当信息通过过滤装置时，不被注意或非追随的信息只是在强度上减弱了，而不是完全消失。（3）后期选择理论。这种理论认为，所有进来的信息都被加工。当信息达到工作记忆时，开始选择获得进一步加工的信息。因为进一步加工的选择是在工作记忆中进行的，即对信息的选择发生在加工后期的反应阶段。（4）多阶段选择理论。过滤

25、器理论、衰减理论及后期选择理论都假设，注意的选择过程发生在信息加工的某个特定阶段上。约翰斯顿等人(Johnston&Heinz，1978)提出了一个较灵活的模型，认为选择过程在不同的加工阶段上都有可能发生。三种理论的比较示意图三种理论的比较示意图2.注意与认知资源分配注意与认知资源分配v（1）认知资源理论。该理论认为，与其把注意看成一个容量有限的加工通道，不如看作一组对刺激进行归类和识别的认知资源或认知能力。下图描述了注意的能量模型。v（2）双加工理论。该理论认为，人类的认知加工有两类：自动化加工和受意识控制的加工。其中自动化加工不受认知资源的限制，不需要注意，是自动进行的。这些加工过程由适当

26、的刺激引发，发生比较快，也不影响其他的加工过程。在形成之后，其加工过程比较难改变。而意识控制的加工受认知资源的限制，需要注意的参与，可以随环境的变化而不断进行调整。四四、影响信息处理的因素、影响信息处理的因素 1.大脑信息处理能力的界限 （1）大脑皮质对连续接受的各种信息不可能全部确切地给以处理，其能力具有一定的限度。把从感觉器官得到的信息，在大脑皮质进行判断，决定采取什么样的行动时，人不可能同时处理两种以上的信息。（2）在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时，人们可以正确地进行处理；当信息时间短触信息又错综复杂时，就不能很好地处理，将出现以下各种情况：漏掉了未处理的信息。作了错误的处理。处理

27、延迟。信息内容处理不全。信息处理的质量降低。使用了规定以外的处理方法。放弃处理。2.内部因素v 影响信息处理能力的内部因素主要有：觉醒水平，动力，学习(练习)和疲劳。（1）人的唤醒水平。唤醒水平指人的总体生理激活程度。它对工作效率有很大影响。在适宜的范围内，唤醒能维持大脑的兴奋性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范围过分激活，人将处于十分紧张状态，无法实现有效行为。（2）工作任务因素。认知加工器的加工周期通常为10次/s左右，每次约70(25170)ms。认知加工器的加工周期变动性较大，不同的加工任务，其加工周期时间可在很大范围内波动。下表为不同认知系统的加工速度。v（3）学习。从学习曲线规

28、律可知，如果反复的练习同种作业，随着练习次数的增加，工作质量和效率都将在一定程度上有所改善。并能减轻人的疲劳。v（4）疲劳。对信息处理过程来说，疲劳将带来与学习相反的效果。在疲劳使信息处理能力降低的状态下，就会发生不能很好地处理刺激的反应模式。v（5）动力。人因具有动机才能对所给的刺激产生一定的行动，这种现象称为动力。人对作业形成动力是人处理信息时的基础条件之一，特别是在重新学习掌握信息处理方法时，动力具有更加重要的作用。3.外部条件v 大脑依据记忆而积累的经验来确定如何处理新接受的信息和进行什么样的行动。信息处理过程与处理信息者的知识、技能等个人的因素有很大关系。但同时作业时间、时机以及作业

29、条件等也有影响。例如，作业环境对作业者的生理和心理有直接和间接影响。在这些因素的影响下，信息的处理能力或者是增大或者是减少。人的视觉及其特性人的视觉及其特性（1 1）人眼的构造人眼的构造 眼球的基本结构眼球的基本结构 眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图（2 2）视觉的基本参数）视觉的基本参数 波长和强度效应波长和强度效应 视角视角 视力视力 视野视野 视距视距 色觉色觉人眼球的基本结构眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图 视角视角 LDarctg22人的水平视野和垂直视野人的水平视野和垂直视野 人对不同颜色的视野人对不同颜色的视野 几种工作视距的推荐值几种工作视距的推荐值任务要求举 例视距离（cm）

30、固定视野直径(cm)备 注最精细的工 作安装最小部件（表电子元件）12252040完全坐着，部分地依靠视觉辅助手段精细工作安装收音机、电 视 机2535（多为3032）4060坐着或站着中等粗活印刷机、钻井机、机床旁工作50以下至80坐着或站着粗 活包装、粗磨5015030250多为站着远 看黑板、开汽车150以上250以上坐着或站着（3 3）常见的几种视觉现象）常见的几种视觉现象 暗适应与明适应暗适应与明适应眩光眩光 视错觉视错觉 暗适应和亮适应曲线暗适应和亮适应曲线 几种常见视觉错误几种常见视觉错误 一系列视错觉图Hermann栅格栅格 你看到了交叉处的灰点了吗？仔细看看它并不存在。这是为

31、什么？你的视网膜上有两种区域，一种注视着十字交叉处，另一种注视着两个交叉处之间的白条。物理上这两种区域的明暗程度是一样的，但它们邻近的区域是不同的，对于交叉处上下左右都是明亮的白条，而白条的周围有两处是黑色的区域。这引起了一种称之为侧抑制的过程，它使得被更亮的区域包围的区域显得暗些，而被暗一些的区域包围的区域显得亮些。你看到的褐色直线是平行的吗?这个例子是被称为左氏错觉(Zollner illusion)的一种视空间错觉.它是如何形成的呢?当两个轮廓彼此接近时,它们在视网膜上的投影业彼此接近.由于视网膜上的神经细胞兴奋产生视觉信息时存在侧抑制现象(即相邻的感受细胞间存在互相抑制的现象),由轮廓

32、所刺激的视细胞的活动被改变,使得神经兴奋的中心发生了相对的位移,进而引起几何图形形状和方向的错觉.本例中,本来是平行的褐色直线在视网膜上的投影也是平行的,在加上了不同方向的直线后,它们共同产生的轮廓在视网膜上的投影由于侧抑制的影响而发生了位移,因此产生了这种假平行的错觉现象.栅 格 火 花 错 觉 你看到了什么？那些交叉点是不是在放射火花？它与Hermann栅格错觉相似，但错觉效果更强。在Grid火花错觉中，眼球的运动也是非常重要的。介绍的文章，但它本质的原因仍然没有被充分的尽管在视觉研究领域有对这种错觉进行全面介绍了解。一群大雁往南飞。？往北飞！？往南飞，往北飞？（4）视觉运动规律眼睛的水平

33、运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底白

34、字，蓝底白字，白底黑字等。听觉特性听觉特性（1）人耳构造和听觉过程（2）听觉特征 v可听范围v可听声音的强度v方向敏感度v掩蔽效应人耳的构造人耳的构造 人耳的剖面图人耳的剖面图年龄对听力敏感性的影响年龄对听力敏感性的影响 人的听觉阈限人的嗅觉、味觉和肤觉特性人的嗅觉、味觉和肤觉特性（1）嗅 觉（2）味 觉（3）肤 觉v触觉v温度觉v痛觉表皮真皮皮下组织反应痛感的神经末梢感受触摸的触觉小体反应冷感的冷敏小体反应热感的热敏小体皮肤分哪几层?有什么功能?部分触觉感受器人的痛、温度和粗略触觉传导通路 一、信息输出形式一、信息输出形式 在实际情境中，操作者的信息输出形式多种多样。信息输出最重要的方式是运

35、动输出。根据操作活动的形式，人体操作活动可分为以下六种：（1）定位运动（2）重复运动（3）连续运动（4）操作运动（5）序列运动（6）静态调节运动 上述各种运动形式，经常按一定的关系年并行或连续出现，例如，静态调节运动与其他各种运动同时存在；连续运动与操作运动穿插进行，重复运动往往在序列运动中出现等。1.3 人的信息输出与反应时间二、反应时与运动速度二、反应时与运动速度（一）反应时的概念v一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。反应时又称反应潜伏期，反应不能在给予刺激的同时立即发生，而是有一个反应过程。v反应过程包括刺激使感觉器官产生活动，经由神经传递至大脑，经过

36、加工处理，再从大脑传给肌肉，肌肉收缩后作用于外界的某种客体。（二）简单反应时与选择反应时间v简单反应时。如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为简单反应时。v选择反应时。有多种不同的刺激信号，刺激与反应之间表现为一一对应的前提下，呈现不同刺激时，要求做出不同的反应，这时获得的反应时称为选择反应时。（三）各种感觉通道的反应时v不同的感觉通道受刺激的反应时明显不同。各种感觉通道的简单反应时见下表。感觉通道感觉通道反应时反应时/ms感觉通道感觉通道反应时反应时/ms触觉触觉 117182温觉温觉180240听觉听觉120182 嗅觉嗅觉210390视觉视觉 1

37、50225痛觉痛觉4001000 冷觉冷觉 150230 味觉味觉3081082 反应时间随感觉通道的变化反应时间随感觉通道的变化 T（秒）听觉触觉视觉嗅觉味觉咸味甜味酸味苦味0.1150.1820.1170.2010.1880.2060.2000.3700.3080.4460.5231.082动作部位动作特点最少平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服阻力720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260反应时间与运动器官的关系反应时间与运动器官的关系 执行器官的反应时间执行器官的反应时间 动作部位动作特点最少

38、平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服的720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260反应时间与刺激性质的关系反应时间与刺激性质的关系 执行器官反应时间（ms）右手左手右脚左脚147144174179反应时间与刺激数目的关系反应时间与刺激数目的关系刺激选择数12345678910反应时间 （ms）187316364434485532570603619622反应时间与颜色的关系反应时间与颜色的关系 年龄与反应时间的关系年龄与反应时间的关系 年 龄2030405060反应时间相对值100104112116161

39、颜 色 对 比白与黑红与绿红与黄红与橙 平均反应时间 （ms）197208217246（四）影响反应时的因素 1.刺激信号性质的影响：1)刺激的强度。2)刺激的空间特性。3)刺激的持续时间。4)刺激的清晰度。2.人的机体状态的影响：1)机体对环境条件的适应状态。2)精神准备程度。3)年龄因素。（五）影响选择反应时的因素 影响选择反应时的因素，除上述讨论的各种因素外，还有如下一些因素有特别重要意义。(1)刺激物数量的影响。(2)刺激物间差别的影响。(3)作业时间长短的影响。(4)信号间隔与发生频度的影响。三、运动时间三、运动时间（一）运动速度 1.定位速度 （1）早期进行的研究表明，定位运动时间

40、依赖于运动距离和运动精度两个因素。（2）关于定位运动时间和运动方向的关系，施密特克 (HSchmidtke)对此做了实验研究。实验结果见下图。（3）定位运动时间与空间介质有关。（4）定位运动时间还受操作者年龄的影响。（5）1964年费兹的进一步研究结果表明，定位运动的反应时间和运动时间是相互独立的。简单反应时与神经发放速度的关系简单反应时与神经发放速度的关系 2.重复运动的速度v 许多操作都包含一组效应器(如手指)的重复运动，例如打字、键盘输入、手书写等。各效应器的重复运动速度大小，对诸如打字等操作的速度有明显影响。v（1）手指敲击速度。下表列出了被试在15 s内各手指的最大敲击速度。手手 指

41、指左左 手手右右 手手食食 指指6670中中 指指6369无名指无名指5762小小 指指4856手指的最大敲击速度（手指的最大敲击速度（15s内敲击的次数）内敲击的次数）v（2）不同效应器的敲击速度。下表列出了2545岁被试不同效应器的平均敲击速度。效应器类型效应器类型手手 指指手手 腕腕肘肘肩肩男男 性性右手右手6.006.937.086.12左手左手5.556.236.435.66女女 性性右手右手5.586.486.676.05左手左手5.236.786.105.63 不同效应器的敲击速度不同效应器的敲击速度（二）操作运动的准确度v连续运动的准确度。连续运动是在运动的全过程中要求准确控制

42、的运动，但是，由于手臂的颤动，往往使运动偏离设计的轨迹，从而导致操作运动的准确度下降。v操作运动的速度和准确度之间的关系，可用如图所示的速度、准确度操作特性曲线表示。速度、准确度操作特性曲线速度、准确度操作特性曲线四、反应时的应用示例四、反应时的应用示例 1.对产品和设备的检查作业，可以采用物理的或化学的测定方法，但是目前还特别重视感官检查。2.在工业及其他许多领域，大量存在着需要集中注意力监视信号的作业。如监视雷达上的飞机踪迹，发现机器上的异常值，确认车辆运行中的信号等。3.作业人员从事的任何作业过程，都包括在特定条件下不断获取信息、识别加工信息及动作反应等活动。4.随着技术的复杂化，作业分工越来越细，特殊工种也越来越多。重视选拔和训练适应特殊工种需要的合格人员，才能保证工作的质量、安全和效率。5.人机系统的安全、高效，取决于机器设备同操作人员的特性相适应的程度。应把反应时作为选择、设计或管理机器设备系统必须考虑的因素之一，利用反应时及其影响因素的原理，分析评价人机界面中的显示器和控制器，为优化人机系统提供科学依据。半米尺半米尺反应时间反应时间 (秒秒)半米尺下跌的距离半米尺下跌的距离(cm)(cm)