06年4月“工程心理学”北大版串讲第一章

第一章 概论

1.工程心理学：以人-机系统为对象，主要研究人的工作效能，人在系统中的行为特点，以及人机间的合理配合等。有人把人机系统概念扩大为人-机-环境系统。这里说的“机”是广义的，包括人在工作、学习、生活和休息中所使用的各种人造器物。“环境”不仅指各种物理环境因素，也包括劳动组织、工作制度等社会环境条件。

2.怎样解决好人—机—环境三者的关系：对这个问题有两种对立的观点。一种是机器中心论，认为机器在人机系统中处于中心地位，在系统设计中要求人去适应机器的特点。另一种观点与此相反，认为人是劳动的主体，机器是为人服务、供人使用的工具，机器的设计应首先考虑操作的利益和要求。因此在人机系统的设计中，除了强调机器和环境的设计，应尽可能符合人的身心特点和满足人的要求外，同时也要考虑如何通过选拔与训练，使操作者适应机器与环境的问题。

3.工程心理学偏重于研究人机系统中的人的行为特点和工作效能。它的主要作用是，为人机系统设计提供有关人的生理心理功能特点的资料。因此，工程心理学的工作多侧重于应用基础研究。

工程心理学是一门以心理学为核心内容的综合性学科。它以实验心理学和认知心理学的理论和方法为基础。

4.工程心理学研究的主要内容：①人体生理心理特点和人的工作能力限度。在人机系统中，人机关系主要表现为两个方面：一是人机功能分配，二是人机特性匹配。工程心理学侧重于从工程技术设计的角度对身心因素进行研究。②人机相互作用过程和人机界面的设计要求。人机信息交换的效率，在很大程度上，取决于显示器与控制器同人的感觉器官和运动器官的匹配程度。工程心理学为各类显示装置与控制装置的设计，提供心理学的原则和人机匹配的参数。③工作空间的设计要求。在人机系统中，工作空间的大小、显示器与控制器的位置、工作台的高低、座位的尺寸、机具和加工件的排列、工作间的距离等，都会对操作人员的工作效率与系统的安全发生影响。④工作环境的要求。异常因素包括超重、失重、高压、低压、缺氧等情况。  ⑤人工智能。人工智能是通过计算机等技术对人的智能活动的模拟。

5.工程心理学的作用：①提高效率。人机系统的效率不仅取决于人或机各自的效率，同时也依赖于人、机、环境三者的配合和协调。②防止事故，保障安全。③创造健康和舒适的工作条件。一个好的系统，不仅要求效率高、事故少，而且还要无害于操作人员的身心健康，要尽可能使操作人员感到舒适、满意。工程心理学关于人机环境关系的研究，可为制订工效学标准、安全标准、劳动卫生标准提供科学依据。工效学标准通常规定的是最低要求，制定和实现标准，只是为了保障安全和健康。安全和健康地工作是最起码的要求。

6.人机系统：在劳动或工作中，人与他使用的机器以一定的方式互相结合而构成的系统，称为人机系统。系统可以层层相属，系统之间也可联合成新的系统。

7.人机系统的分类：①人机系统按人机连接的方式，可区分为串联式人机系统和并联式人机系统。人机连环串接，人机任何一方停止活动或发生故障，都会使整个系统中断工作，例如司机开车。并联式人机系统，人机并接，两者可互相替代。②人机系统还可作闭环系统和开环系统的区分。两者的区别就在于人是否能够了解系统活动的结果，即有没有所谓结果反馈。闭环人机系统中有信息反馈回路。飞行员驾驶飞机就是闭环人机系统的例子。开环人机系统没有信息反馈回路，人机系统一般都采取闭环式设计。

8.人在人机系统中的作用：人机系统按人在系统中的作用特点，可以区分为三类，即手控式人机系统，机控式人机系统和自动化人机系统。手控式人机系统以人力作为动力源，机器直接受人力驱动而工作，因而在手控系统中，人的活动与作用主要是体力的。机控式人机系统以电能、化学能等作动力，在这种系统中，人主要是依靠显示器来了解机器的。这种系统对人的体力要求相对降低，而对心理功能的要求提高，系统的效率和工作质量，更多地取决于机器的性能特点与人的信息加工能力的匹配。在自动化人机系统中，机器本身是一个闭环系统，它能自动实现包括信息接收、加工和执行等功能。只有在机器发生故障或需要改变机器工作的程序时，才需要人进行干预，也称为监控式人机系统。

9.电站集中控制室、自动化生产车间、用自动驾驶仪操纵的飞机等，都属于自动化人机系统。在这类人机系统中，操作人员的责任很重，而操作负荷很低，出现所谓工作低负荷状态。在低负荷状态下，由于得不到强化而引起注意松弛，也容易造成信号的漏检。

10.人机相互作用的基本模式：人机系统中的人机相互作用过程就是人机进行信息交换的过程。人和机的活动都包括输入、加工和输出三个环节。人的这三个环节，通常用S-O-R表示。S表示刺激作用；O表示机体组织，主要是大脑中枢；R表示身体反应。

11.人机界面：控制器、加工器或运算器、显示器是机器系统的三个环节。机器和人通过控制器、显示器进行信息交换，人们把它们叫做人机接口或人机界面。

12.人机系统中人机的信息交换包含两方面的人机信息交换：一方面是人的输出信息转换成机器的输入信息；另一方面是机器的输出信息转换为人的输入信息。

人从接收反馈信息到作出调整被控对象状态的操作反应，要经历一系列心理动作过程。

13.信息模型：人从显示器中所感知的不是被控对象本身，而是代表被控对象变化状态的符号、标记或图像，显示器上所呈现的这些符号、标志、图像等叫做“信息模型”。

14.观念模型：人感知到信息模型后，就要对它进行解析或译码，即在大脑中把它转化成被控对象状态的映象，这种映象叫做“观念模型”。

15.目标模型：人对机器进行控制或调整，是为了使它按照预期目标运转。大脑中以映象形式存在的预期目标称为“目标模型”。

16.对人机系统的分析：首先，从分析系统总目标开始，即先要明确为什么设计这个系统。系统总的目标要求明确后，就要进一步分析系统应具有哪些功能，并分析这些功能实现的途径，确定哪些功能由硬件设备实现，哪些功能通过软件实现，哪些功能由人承担，哪些功能需要由人与软、硬件设备的结合来实现。

17.人机配合中，人与机器各有哪些特点？一个理想的人机系统应具有可靠性高，跟踪反应快，抗干扰性强，操作负荷轻，费用效益比较小等性能。人机配合包括两方面的涵义：一是人机功能分配，二是人机在构形与性能特点上的匹配。

⑴机器具有许多人所不及的功能特点：①强度大；②速度快；③精度高；④具有某些人所缺少的感受和反应能力；⑤具有独特的记忆功能；⑥能够长时间地连续工作；⑦能在人无法耐受的环境中工作。

⑵人也有一些机器所不及的功能：①某些感受能力比较高；②具有补偿的能力；③具有高度的灵活性；④具有多种潜能；⑤具有总结经验，除旧创新的能力；⑥具有主观能动性，因而能成为机器的支配者。

一般来说，强度大的、快速的、高精度的、持续久的、单调的或操作环境恶劣的工作，要安排机器去干；设计方案、编制程序、应付不测、排障维修等工作应由人去做。

18.人机匹配：人机系统只有当机器设计得与人的身心特点相匹配，系统才能效率高，安全可靠。人机匹配主要通过两个方面的工作。一方面是通过选拔与训练，使操作人员能够与机器要求相适应。另一方面，人与机器相比，机器在构造和性能特点上，可以有很大的变化，而人的身体结构和功能特点，在很大程度上受生物遗传因素制约，具有较大的不变性。因此，人机匹配不能仅依靠人对机器的适应，应主要依靠把机器设计成符合人的特点来实现。人机相互作用，主要表现为人机双方通过显示器与控制器进行信息交换。

19.人机匹配应符合的原则：①要选用最有利于发挥人的能力和提高人的操作可靠性的匹配方式。②匹配方式要有利于使整个系统能够达到最大的效率。③要使人操作起来方便、省力。④要采用信息流程和信息加工过程自然的、使人容易学习的、差错少的匹配方式。⑤不要采用需要人做高度精密的、频繁的、简单重复或过于单调的、连续不停的、作长时间精确计算的匹配方式。⑥匹配方式要使人认识到或感到自己的工作很有意义或很重要，不可把人安排作机器的辅助物。

20.泰勒开创了“时间研究”，与吉尔布瑞斯创始了“动作研究”，时间研究和动作研究合称为“动作时间研究”。

21.德国心理学家闵斯特勃格首先把实验心理学应用于工业生产。20世纪初，用实验心理学的方法为企业选拔、培训工人和改善工作环境。在1912年前后，他出版的《心理学与工业效率》、《心理技术原理》。

22.二十世纪三十年代，清华大学开设了工业心理学课程。《工业心理学概观》（陈立，1935）是最早系统介绍工业心理学的著作。

23.与互联网（信息高速公路）有关的工程心理学研究内容有哪些？①人-计算机界面的研究。包括工效学标准、多媒体、虚拟现实技术。②对语言理解过程和知识组织方式的研究。③对人的视、听注意分配和信息综合特征的研究。④远距离配合工作的信息加工的特征。