1、第十章第十章 脑力工作负荷脑力工作负荷2023-5-13主要内容主要内容 脑力负荷的定义及影响因素脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷评价方法脑力负荷评价方法 脑力负荷预测方法脑力负荷预测方法 应激应激 脑力疲劳及其消除脑力疲劳及其消除 案例：肥胖青少年脑力作业后注意能力变化特点案例：肥胖青少年脑力作业后注意能力变化特点2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n脑力负荷研究背景脑力负荷研究背景n现代人机系统现代人机系统 体力劳动体力劳动 脑力劳动：脑力劳动：操作型作业操作型作业 知识型作业知识型作业 劳动力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大劳动
2、力结构：脑力劳动者在从业人口中所占的比例越来越大 研究人在系统中的表现及脑力负荷对人机系统效率的影响具有重研究人在系统中的表现及脑力负荷对人机系统效率的影响具有重要意义。美国空军要求飞机的设计要符合脑力负荷标准。脑力负荷成要意义。美国空军要求飞机的设计要符合脑力负荷标准。脑力负荷成为系统设计必须考虑的一个重要课题。为系统设计必须考虑的一个重要课题。问问 题题 什么是脑力负荷？什么是脑力负荷？如何测量脑力负荷？如何测量脑力负荷？2023-5-13n一、脑力负荷定义（一、脑力负荷定义（Mental Workload）脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。脑力负荷；心理负荷；精神负荷；脑力负担。（
3、1）最初定义）最初定义 形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量，形容人在工作中的心理压力，形容人在单位时间人所承受的脑力活动工作量，形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。或信息处理能力。（2）北大西洋公约组织国家相关学者北大西洋公约组织国家相关学者的定义：的定义：1 1）19761976年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔年，北大西洋公约组织国家的一些科学家在美国麻省理工学院谢尔顿教授的主持下召开了顿教授的主持下召开了“监视行为和控制监视行为和控制”的专题会议，提出了在新的系统的专题会议，提出了在新的系统中测量人的脑力负荷的重要性。中测量人的脑力负荷的重要性。第一节
4、第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 2 2）19771977年，北约组织的一些著名学者又召开了年，北约组织的一些著名学者又召开了“脑力负荷的理论和脑力负荷的理论和测量测量”专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。专题会议，系统讨论了脑力负荷的定义、理论及测量方法。与会者从不同的角度定义脑力负荷，没有得出统一的可被大家接受的定义。与会者从不同的角度定义脑力负荷，没有得出统一的可被大家接受的定义。最后结论为：最后结论为：脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力，操作者的能力脑
5、力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力，操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。和努力程度，行为表现和其他许多因素。2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 （2）学者学者不同角度不同角度的定义的定义 1)脑力负荷是人在工作时的脑力负荷是人在工作时的信息处理速度信息处理速度，即决策速度和决策的困，即决策速度和决策的困 难程度。（工作要求）难程度。（工作要求）2)脑力负荷是人在工作时脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度所占用的脑力资源的程度，即脑力负荷，即脑力负荷 与人在工作时所剩余的能力是负相关的。与人在工作时所剩余的能力是负相关
6、的。（资源占用）（资源占用）3)脑力负荷是人在工作中脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小感受到的工作压力的大小，即脑力负荷，即脑力负荷 与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）与工作时感到的压力是相关的。（感受压力）4)脑力负荷是人脑力负荷是人在工作中的繁忙程度在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行脑力工，即操作人员在执行脑力工 作时实际有多忙。作时实际有多忙。（行为表现）（行为表现）2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素 （3）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷定义归纳（教材中的定义）脑力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。脑
7、力负荷：反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。脑力负荷脑力负荷+人的闲置未用的信息处理能力人的闲置未用的信息处理能力=人的信息处理能力人的信息处理能力 人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：人的闲置未用的信息处理系统与下列因素有关：人的信息处理能力人的信息处理能力 （人的能力水平）（人的能力水平）工作任务对人的要求（工作要求）工作任务对人的要求（工作要求）人工作时的努力程度（努力程度）人工作时的努力程度（努力程度）因而脑力负荷也与这些因素有关。因而脑力负荷也与这些因素有关。2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n二二、脑力负荷的影响因素脑力负
8、荷的影响因素 （1）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的）工作内容。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的情况下，工作内容越多（需时间长），越复杂（完成困难），操作人员情况下，工作内容越多（需时间长），越复杂（完成困难），操作人员所承受的脑力负荷越高。所承受的脑力负荷越高。工作内容工作内容：时间压力、工作任务的困难程度、工作强度等。时间压力、工作任务的困难程度、工作强度等。（2）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存在差异，）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存在差异，干同样的工作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷干同样的工作，能
9、力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷 越高。越高。（3）人的努力、认真程度。对脑力负荷影响表现为两个方面，不确定。）人的努力、认真程度。对脑力负荷影响表现为两个方面，不确定。2023-5-13第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素n人的业绩与脑力负荷的关系。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、人的业绩与脑力负荷的关系。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。下图为工作绩效操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。下图为工作绩效与与 脑力负荷强度的关系模型。（脑力负荷强度的关系模型。（TR客观要求，客观要求，TA操作者实际达操作者
10、实际达到）到）低低 脑力负荷脑力负荷 高高n（TR操作在客观操作在客观要求的时间要求的时间nTA-操作者实际提操作者实际提供的时间）供的时间）反映操作要求强度反映操作要求强度2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n脑力负荷评价研究脑力负荷评价研究文献来源文献来源n 中国学术期刊全文数据库中国学术期刊全文数据库 中国优秀硕博士论文全文数据库中国优秀硕博士论文全文数据库 Elsevier Science期刊期刊 Springer Link全文全文数据库数据库 Wiley Interscience期刊期刊数据库数据库 ARLARL全文期刊与报纸数据库全文期刊
11、与报纸数据库 美国计算机协会美国计算机协会ACMACM数据库数据库n检索关键词检索关键词 “脑力负荷脑力负荷”，“Mental Workload”；脑力劳动，；脑力劳动，“Mental Work”2023-5-13近近2020年脑力负荷评价研究文献数量年脑力负荷评价研究文献数量脑力负荷研究文献趋势图脑力负荷研究文献趋势图脑力负荷研究文献趋势脑力负荷研究文献趋势0 05 510101515202025253030353540401980-19881980-19881990199019921992199419941996199619981998200020002002200220042004200
12、62006年份文献数量文献数量学术期刊学术期刊学位论文学位论文中文中文elsevierelsevierspinglinkspinglinkACMACM2023-5-13国内外国内外主要期刊和相关学者主要期刊和相关学者n 国内刊物国内刊物：人类工效学人类工效学系统工程学报系统工程学报工业工程与管理工业工程与管理工业工业工程工程心理学报心理学报研究与发展管理研究与发展管理中国航空航天医学杂志中国航空航天医学杂志航天航天医学与医学工程医学与医学工程航空军医航空军医中华劳动卫生职业病杂志中华劳动卫生职业病杂志中国心理卫中国心理卫生杂志生杂志中国临床心理学杂志中国临床心理学杂志，以及各大学学报。，以及各
13、大学学报。国内学者国内学者：廖建桥（华中科技大学管理学院）、：廖建桥（华中科技大学管理学院）、董明清董明清（第四军医大学（第四军医大学航空心理学）航空心理学）、袁修干和柳忠起（北京航空航天大学）袁修干和柳忠起（北京航空航天大学）、朱祖祥和张智君朱祖祥和张智君（杭州大学心理系）、刘宝善（空军航空医学研究所）、王东光（杭州大学心理系）、刘宝善（空军航空医学研究所）、王东光（中国民航（中国民航飞行学院航行系）、飞行学院航行系）、苗丹民苗丹民（第四军医大学空军医学系）、（第四军医大学空军医学系）、文治洪（第四军文治洪（第四军医大学航空航天医学系）、韩东旭（航空医学工程研究所）、肖元梅（四川医大学航空航
14、天医学系）、韩东旭（航空医学工程研究所）、肖元梅（四川大学华西公共卫生学院）大学华西公共卫生学院）等等 2023-5-13脑力负荷评价研究相关期刊脑力负荷评价研究相关期刊 国外刊物国外刊物：Applied ErgonomicsApplied Ergonomics、International Journal of International Journal of Industrial ErgonomicsIndustrial Ergonomics、Theoretical Issues in Ergonomics Theoretical Issues in Ergonomics ScienceSc
15、ience、Human FactorsHuman Factors、International Journal of Human-International Journal of Human-Computer Studies Computer Studies、Aviation,Space and Environmental MedicineAviation,Space and Environmental Medicine、International Journal of PsychophysiologyInternational Journal of Psychophysiology、Inter
16、national International Journal of NeuroscienceJournal of Neuroscience、IEEE transactions on systems,man and IEEE transactions on systems,man and cybernetics cybernetics 等等 国外学者国外学者：Moray NMoray N，T.B.SheridanT.B.Sheridan，Reid GBReid GB，JuergenJuergen Sauer Sauer，ODonnell RDODonnell RD，Young MS and St
17、anton NAYoung MS and Stanton NA，Guillermo M(Guillermo M(墨西哥大学墨西哥大学)，Hwa S.JungHwa S.Jung，B.S.MoonB.S.Moon，Shinji MiyakeShinji Miyake，Kilseop RyuKilseop Ryu 等等2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法-主观评价法；主观评价法；-主任务测量法；主任务测量法；-辅助任务测量法；辅助任务测量法；-生理测量法。生理测量法。（一）主观评价法（一）主观评价法是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操作
18、是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操作 者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。作活动进行难度顺序的排列。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）主观评价法及其特点（二）主观评价法及其特点 （1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。（2）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰。（3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负
19、）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负 荷评价结荷评价结 果可相互比较。果可相互比较。（4）使用简单、省时。）使用简单、省时。数据收集与分析容易。数据收集与分析容易。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（三）主观评价法分类（三）主观评价法分类 常见方法：常见方法：n古柏一哈柏古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法评价法n主观负荷评价法（主观负荷评价法（SWAT量表）量表）nNASATLX量表等。量表等。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n古柏一哈柏古柏一哈柏(Cooper-Harper)评
20、价法，评价法，1969年提出 （1 1）古柏一哈柏提出主要目的：）古柏一哈柏提出主要目的：用于评价飞机驾驶难易程度的一种方用于评价飞机驾驶难易程度的一种方法，用于飞机操纵特性的评定。法，用于飞机操纵特性的评定。（2 2）建立依据：）建立依据：基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。基于飞行员工作负荷与操纵质量直接相关的假设。（3 3）具体方法：）具体方法：把飞机驾驶的难易程度分为把飞机驾驶的难易程度分为1010个等级，飞机驾驶员在个等级，飞机驾驶员在驾驶飞机之后，根据自己的感觉，对照各种困难程度的定义，给出自驾驶飞机之后，根据自己的感觉，对照各种困难程度的定义，给出自己对这种飞机的评价。己
21、对这种飞机的评价。表表10-110-1为为Cooper-HarperCooper-Harper方法的分级方法。方法的分级方法。2023-5-13表表10-1 Cooper-Harper10-1 Cooper-Harper法的分级方法法的分级方法飞机的特性飞机的特性对驾驶员的要求对驾驶员的要求评价等级评价等级优良：人们所希望的优良：人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的1很好，有可忽略的缺点很好，有可忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的2不错，只有轻度的不足不错，只有轻度的不足为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力3小
22、但令人不愉快的不足小但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力需要驾驶员一定的努力4 4中度的、客观的不足中度的、客观的不足为了达到要求需要相当的努力为了达到要求需要相当的努力5 5非常明显但可忍的不足非常明显但可忍的不足为达到合格的驾驶需非常大努力为达到合格的驾驶需非常大努力6严重的缺陷严重的缺陷要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大要达到合格的驾驶，需要驾驶员最大的努力，的努力，飞机是否可控不是问题飞机是否可控不是问题7严重的缺陷严重的缺陷为控制飞机就需要为控制飞机就需要相当大的努力相当大的努力8严重的缺陷严重的缺陷为了控制飞机为了控制飞机需要非常大的努力需要非常大的努力9 9严重的缺陷严重的缺陷如
23、不改进，飞机驾驶时可能失控如不改进，飞机驾驶时可能失控102023-5-13在在60年代后期，美国空军用年代后期，美国空军用CooperHarper方法评价新式飞机操方法评价新式飞机操作的难易程度取得了很大的成功。作的难易程度取得了很大的成功。由于飞机操作的难易程度与脑力负荷是极为相关的，后来，人们由于飞机操作的难易程度与脑力负荷是极为相关的，后来，人们对对CooperHarper方法进行了改进，把评价表中的方法进行了改进，把评价表中的飞机驾驶困难程度飞机驾驶困难程度改为改为工作的困难程度工作的困难程度，使之适合评价，使之适合评价一般任务的一般任务的脑力负荷。脑力负荷。(1)(1)单一变量评价
24、方法单一变量评价方法第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2023-5-13（2 2）主观负荷评价法（）主观负荷评价法（Subjective Workload Assessment Subjective Workload Assessment TechniqueTechnique）SWATSWAT法法 SWATSWAT法是美国空军开发的，由法是美国空军开发的，由ReidReid等人建立。等人建立。1 1）主要考虑因素）主要考虑因素 ReidReid等人对脑力负荷的影响因素进行了系统的调查，经过必要的归纳等人对脑力负荷的影响因素进行了系统的调查，经过必要的归纳和整理，认为
25、脑力负荷可以看作是和整理，认为脑力负荷可以看作是时间负荷、压力负荷和努力程度时间负荷、压力负荷和努力程度等等3 3个个要素的结合。每个因素又被分为要素的结合。每个因素又被分为1 1、2 2、3 3三级，三级，SWATSWAT描述的变量及水平描述的变量及水平如表如表10-210-2所示。所示。第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2023-5-13表表10-2 SWAT10-2 SWAT描述的变量及水平描述的变量及水平维度水平维度水平描述描述时间负荷时间负荷努力程度努力程度 压力负荷压力负荷1 1经常有空余时间，经常有空余时间，各项活动之间很少各项活动之间很少有冲突或相互
26、干扰有冲突或相互干扰很少意识到心理努力，很少意识到心理努力，活动几乎是自动的，活动几乎是自动的，很少或不需注意力很少或不需注意力很少出现慌乱、危险、很少出现慌乱、危险、挫折或焦虑，工作易挫折或焦虑，工作易容易适应。容易适应。2偶尔有空余时间，偶尔有空余时间，各项活动之间经常各项活动之间经常出现冲突或相互干出现冲突或相互干扰扰 需要一定的努力或集需要一定的努力或集中注意力。由于不确中注意力。由于不确定性，不可预见性或定性，不可预见性或对工作任务不熟悉，对工作任务不熟悉，工作中有些复杂工作中有些复杂由于慌乱、挫折和焦由于慌乱、挫折和焦虑而产生虑而产生中等程度的中等程度的压力压力，增加了负荷。，增加
27、了负荷。为了保持适当的业绩，为了保持适当的业绩，需要相当的努力需要相当的努力3几乎从未有空余时几乎从未有空余时间，各项活动之间间，各项活动之间冲突不断冲突不断 需要十分努力和聚精需要十分努力和聚精会神。工作内容十分会神。工作内容十分复杂，要求集中注意复杂，要求集中注意力力由于慌乱、挫折和焦由于慌乱、挫折和焦虑而产生虑而产生相当高的压相当高的压力力，需要极高的自我，需要极高的自我控制能力和坚定性控制能力和坚定性2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n2 2）使用方法）使用方法n三个因素及每个因素的三个状态，共形成三个因素及每个因素的三个状态，共形成3 3
28、 3 3 3=273=27个脑力负荷水平。个脑力负荷水平。这这2727个脑力负荷水平被定义为在个脑力负荷水平被定义为在0 0100100之间。之间。n在三个因素都为在三个因素都为1 1时，其脑力负荷对应的水平为时，其脑力负荷对应的水平为0 0，当三个因素都为，当三个因素都为3 3时，脑力负荷水平为时，脑力负荷水平为100100。n其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用2727张卡片分别代表张卡片分别代表2727种情种情况，操作人员首先对这况，操作人员首先对这2727张卡片根据自己的主观观点进行排序，然后张卡片根据自己的主观观点进行排序，然后研究人员根据数学中的
29、合成分析方法把这研究人员根据数学中的合成分析方法把这2727种情况分别与种情况分别与0 0100100之之间的某一点对应起来，如间的某一点对应起来，如(1(1，1 1，1)1)对应于对应于 0 0；(1(1，2 2，1)1)对应于对应于15.215.2等。等。n操作人员完成某一任务后给出这项任务的时间负荷、努力程度、压力操作人员完成某一任务后给出这项任务的时间负荷、努力程度、压力负荷的程度，根据这三个指标就可以确定脑力负荷的状态，然后根据负荷的程度，根据这三个指标就可以确定脑力负荷的状态，然后根据前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。2023-5-13第二
30、节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n3 3）SWATSWAT的优缺点的优缺点n优点优点 运用了数学分析方法对操作人员给出的运用了数学分析方法对操作人员给出的2727种情况的排序数据进行了数种情况的排序数据进行了数学处理，这样使得到的数据比简单的把学处理，这样使得到的数据比简单的把2727个点平均地确定在个点平均地确定在0 0100100之间更可靠些。之间更可靠些。n缺点缺点 对对2727种情况进行排序，不仅需要相当的时间，而且排序的准确性也很种情况进行排序，不仅需要相当的时间，而且排序的准确性也很难保证。因此应用起来较难难保证。因此应用起来较难。2023-5-13第二节
31、第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n（3 3）NASA-TLXNASA-TLX量表量表 美国航空和宇宙航行局下属美国航空和宇宙航行局下属 AMES研究中心的研究中心的Hart等人建立起来等人建立起来的。的。1 1）主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。）主要观点：认为脑力负荷是一个多维的概念。Hart等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过等对飞行员进行调查，拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为：大量调查研究之后，确定了六个影响脑力负荷的因素。分别为：a.a.脑力需求脑力需求 b.b.体力需求体力需求 c
32、.c.时间要求时间要求 d.d.努力程度努力程度 e.e.操作成绩操作成绩 f.f.挫折水平挫折水平2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法nNASA-TLXNASA-TLX量表：量表：脑力需求：脑力需求：这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作这项工作是简单还是复杂，容易还是要求很高？完成工作需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻需要多少脑力或知觉方面的活动（如：思考、决策、计算、记忆、寻找等）？找等）？体力需求：体力需求：需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动等）？需要多少体力类型的活动（推、拉、转身、控制活动
33、等）？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？这项工作是容易还是要求很高，是快还是慢？悠闲还是费力？时间需求：时间需求：工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是工作速度使你感到多大的时间压力？工作任务中的速度是快还是慢，悠闲还是紧张？快还是慢，悠闲还是紧张？2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法努力程度努力程度：在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努在完成这项任务时，你在脑力和体力方面做出了多大的努力？力？业绩水平业绩水平：你认为你完成这项任务是多么成功？你对自己业绩的满意你认为你完成这项任务是多么成功？你对自己业绩
34、的满意度如何？度如何？受挫程度受挫程度：在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲在工作时，你感到是没有保障还是有保障，很泄气还是劲头十足，恼火还是满意，有压力还是放松？头十足，恼火还是满意，有压力还是放松？每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显示出差异。示出差异。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法NASANASATLXTLX法的使用过程分三步：法的使用过程分三步：n1 1）确定因素权重）确定因素权重 采用两两比较法，对每个因素在脑力负荷形成中的相对重要性进行
35、评采用两两比较法，对每个因素在脑力负荷形成中的相对重要性进行评定。六个因素的权数之和等于定。六个因素的权数之和等于l l。在对权数进行评估时，自相矛盾的。在对权数进行评估时，自相矛盾的评估评估(即即A A比比B B重要，重要，B B比比C C重要，重要，C C比比A A重要重要)是允许的，这种情况出现是允许的，这种情况出现时，说明被评估的因素的重要性非常接近。时，说明被评估的因素的重要性非常接近。n2 2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定 NASANASATLXTLX主观评价方法要求操作人员在完成了某一项任务之后，主观评价方法要求操
36、作人员在完成了某一项任务之后，根据脑力负荷的六个因素在根据脑力负荷的六个因素在O O100100之间给出自已的评价。除业绩这之间给出自已的评价。除业绩这一因素之外，其他五个因素都是感觉越高，给分值也越高，而对业绩，一因素之外，其他五个因素都是感觉越高，给分值也越高，而对业绩，感觉到自己的业绩越好，则所给的分值越低。感觉到自己的业绩越好，则所给的分值越低。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法n3 3）确定了各个因素的权数和评估值之后，进行加权平均就可以求出）确定了各个因素的权数和评估值之后，进行加权平均就可以求出脑力负荷。脑力负荷。（四）主观评价法的缺
37、陷（四）主观评价法的缺陷 （1）评价结果有偏差。）评价结果有偏差。主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种感觉不一定就是脑主观评价是操作人员对某项工作的感觉。这种感觉不一定就是脑力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉不到的，我们力负荷。在执行许多任务时，大脑中进行的活动是感觉不到的，我们所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的信息处理系统中的许所感觉到的东西只是我们意识到的东西，而人的信息处理系统中的许多活动是我们意识不到的。多活动是我们意识不到的。（2）评价结果容易混淆。）评价结果容易混淆。1 1）主观评定一般反映脑力负荷和生理负荷共同作用的结果，这）主观评定一般反映脑力负荷和生
38、理负荷共同作用的结果，这 在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价主观负荷时在测量总负荷时不会导致严重的问题，但在评价主观负荷时 却由于结果混淆而易产生错误。却由于结果混淆而易产生错误。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 2 2）评价定者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以）评价定者一般较难将外部需要与实际努力分开，往往以“应该应该”而不而不 是以是以“实际经历实际经历”的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或的工作要求作为评定基础，因此可能出现高估或 低估工作负荷的倾向；低估工作负荷的倾向；3 3）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加
39、伴随主观努力体验的）主观评价技术的理论假设是，能量消耗的增加伴随主观努力体验的 增加，但实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能增加，但实际上两者可能出现脱节，而操作者又往往不能将实际能 量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。量消耗与主观努力体验区分开来，因而容易出现评价偏差。（3 3）方法应用存在局限性。）方法应用存在局限性。1 1）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者）主观评价方法的应用受短时记忆消退的严重局限。如果要求操作者 同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现同时作几项评定，且操作与评价间存在较长的时滞，则很可能出现
40、评定偏差。（评定偏差。（需操作后立即测试才好）需操作后立即测试才好）2 2）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。）主观评价法一般不适用于主操作有记忆要求的场合。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 二、主任务测量方法二、主任务测量方法n以作业人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑以作业人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类：力负荷。主任务测量法可以分为两大类：n（一）单指标测量法（一）单指标测量法 单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指单指标测量法就是用一个
41、业绩指标来推断脑力负荷。在使用单指标测量法时，指标选择的好坏对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的标测量法时，指标选择的好坏对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的作用。作用。人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研人们已进行过许多用单项业绩指标来测量脑力负荷的研究，在这些研究中主要是用究中主要是用错误或错误或时间延迟时间延迟作为业绩指标作为业绩指标。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法例：例：1 1）Dorman和和Goldstein研究在监视类任务中信息显示速度的影响研究在监视类任务中信息显示速度的影响 结论：结论：显示速度增加之后
42、，人的正确反应率明显地降低了。显示速度增加之后，人的正确反应率明显地降低了。2）PercivalPercival用反应时间检查了在搜索性任务中两种不同类型的目标、用反应时间检查了在搜索性任务中两种不同类型的目标、背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间的影响，背景目标的数量、眼睛在目标上的停留时间的影响，结论：结论：发现目标的类型和背景因素对反应时间有显著影响，而眼睛的发现目标的类型和背景因素对反应时间有显著影响，而眼睛的停留时间则没有什么影响。停留时间则没有什么影响。实验结果说明：实验结果说明：认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。认真选取的单个业绩指标能够反映脑力负荷的变化。2023
43、-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法（二）多指标测量法（二）多指标测量法 1）多指标使用的目的）多指标使用的目的 通过多个指标的比较和结合减小测量的误差，通过多个指标来找通过多个指标的比较和结合减小测量的误差，通过多个指标来找出脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。出脑力负荷产生的原因，可提高测量的精度。多指标测量法的结果有成功的，也有失败的。在有些场合，业绩指多指标测量法的结果有成功的，也有失败的。在有些场合，业绩指标反映不出脑力负荷的变化，而用其他方法得到的指标可以反映脑力标反映不出脑力负荷的变化，而用其他方法得到的指标可以反映脑力负荷的变化。但在另外一
44、些场合，至少某一个业绩指标又能反映脑力负荷的变化。但在另外一些场合，至少某一个业绩指标又能反映脑力负荷的变化。负荷的变化。速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标速度和精确度用来反映脑力负荷的重要指标 2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法 （三）主任务测量法存在的问题（三）主任务测量法存在的问题 （1）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，）各种操作性质各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。因此各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。（2）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工
45、作负荷）根据资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于得到充足资源的供应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏应而并不出现下降，在这种情况下主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。感。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法三、辅助任务测量法三、辅助任务测量法 (一一)辅助任务测量法的原理辅助任务测量法的原理 应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员应用辅助任务测量法时，操作人员被要求同时做两件工作。操作人员
46、 把主要精力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务把主要精力放在主任务上。当他有多余的能力时，尽量做辅助任务 主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷主任务的脑力负荷是通过辅助任务的表现来进行的。主任务脑力负荷 越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。越大，剩余资源越少，操作者从事辅助任务的能力就越弱。（二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤（二）用辅助任务法测量脑力负荷步骤 第一步为测量单独做辅助任务时的业绩指标；第一步为测量单独做辅助任务时的业绩指标；第二步则在做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任第二步则在做主任务的同时，在不影响主任务的情
47、况下尽量做辅助任 务。务。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法(三三)辅助任务的种类辅助任务的种类 辅助任务必须满足这样几个条件：辅助任务必须满足这样几个条件：第一，它必须是可以细分的；第一，它必须是可以细分的；第二，它必须与主任务使用相同的资源第二，它必须与主任务使用相同的资源 第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。不同的任务使用不同的资源，因而使可使用的辅助任务也有很大的不不同的任务使用不同的资源，因而使可使用的辅助任务也有很大的不同，下面是常用的辅助任务。同，下面是常用的辅助任务。(1)(1)选择反应。选择
48、反应。(2)(2)追踪。追踪。(3)(3)监视。监视。(4)(4)记忆。记忆。(5)(5)脑力计算。脑力计算。(6)(6)复述。复述。(7)(7)简单反应。简单反应。2023-5-13第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法四、生理测量法四、生理测量法（一）心率变异（一）心率变异 正常情况下，人的心率是不规则的。研究发现，当人承受脑力负荷正常情况下，人的心率是不规则的。研究发现，当人承受脑力负荷时（采用每分钟时（采用每分钟4040个信号和个信号和7070个信号两种情况），两种情况的心率平个信号两种情况），两种情况的心率平均值没有很大的提高，但心率变异明显下降，而且随着负荷
49、强度（所均值没有很大的提高，但心率变异明显下降，而且随着负荷强度（所处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。（二）大脑诱发电位（二）大脑诱发电位 大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分(知觉知觉/认知负荷认知负荷)较为较为敏感。其中，敏感。其中，P300P300（是指刺激呈现后约（是指刺激呈现后约300ms300ms时出现的一个正向电位时出现的一个正向电位波动）尤为敏感。波动）尤为敏感。2023-5-13 生理测量法的局限：生理测量法的局限：1.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的
50、变化，但是生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某些生理指标的变化，但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化；其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起这些变化；2.不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理反应。一项生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量(评价评价)方法方法2023-5-13第三节第三节 脑力负荷预测方法脑力负荷预测方法n对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法，目前的方法有时间压对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法
