工程心理学简答及论述(2009-02-23 17:00:56)
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1.※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。
2.※☆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。
3.※☆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。
4.※☆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。
5.※☆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。
6.※☆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。
7.※☆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。
8.※☆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。
9.◇工程心理学研究中的变量主要涉及行为变量，这种变量有两个主要的维度：定量维度和定性维度。
10.※☆人的信息加工模型有哪几个阶段？①感觉储存。又叫感觉登记或感觉记忆。感觉记忆的内容人是意识不到的。视觉记忆保持的时间不足一秒，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储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。③记忆与决策。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。决策以反应选择的形式表现出来。④执行。这种决策信息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反馈。反馈回路，通过反馈，人能对自己的活动进行自我调节。⑥注意。
11.※☆补偿显示的效果不如尾随显示有两个原因：①补偿显示信息的模糊性。②尾随显示的运动兼容性。
12.※紧张状态的发展可分为三个阶段：警戒反应期、抵抗期、衰竭期。
13.※☆按照系统开发的阶段，人为差错可分为以下六类：①设计差错。是指由于设计不当造成的差错。②制造差错。是指产品没有按照设计图样进行加工和装配造成的差错。③检验差错。是指检验手段不正确，没有完成检验项目。④安装差错。⑤维修差错。是指对设备未进行定期维修或设备出现异常时，没有及时维修和更换零部件造成的差错。⑥操作差错。是指操作人员错误操纵机器和设备造成的差错。
14.※☆人为差错产生的背景因素：通常把产生人为差错的外部因素称之为背景因素。背景因素的分类简称4M：①人（Man）。②机械（Machine）。③环境（Media）。④管理（Management）。
15.※☆工作中对人造成压力的原因通常有四个方面：⑴工作的负荷。⑵工作的变动。⑶工作中的挫折。⑷不良的环境。
15.人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量。处于睡眠状态时，大脑的觉醒水平极低。处于第I层次状态时，大脑活动水平低下，反应迟钝，易于发生人为失误或差错。处于第II、III层次时，均属于正常状态，层次II是意识的松弛阶段。层次III是意识的清醒阶段，在此状态下，大脑处理信息的能力、准确决策能力、创造能力都很强。第IV层次为超常状态。
16.※☆影响人操作可靠性的因素：包括人的因素和环境的因素。①人的因素：心理因素、生理因素、个体因素、操作能力。②环境因素：机械因素、环境因素和管理因素。
17.※☆从信息加工角度来看决策应包含哪些方面的内容？①线索接受和整合。②假设的生成。③假设的评估和选择。④产生并选择行动方式。
18.※☆决策过程中产生影响的因素和认知缺陷包括：①进入工作记忆中的线索信息的数量和质量。②对每一个决策活动的可利用的时间长充。③注意资源。④知识的数量和质量。⑤从长时记忆中提取相关信息的能力。⑥工作记忆的能力限制。这些影响因素和认知局限提醒我们，可以退而求其次，作出一个次优决策。
19..※★☆决策过程中启发式的运用？（举例说明）⑴在获得和运用线索中的启发式。在这一阶段通常出现的简单启发式或偏见有：①注意集中在一些有限的线索上。②首因线索。最先接受的少数信息，比平均权重要大，或比其它信息更重要，这就是一种首因效应。③对后来线索的不注意。④线索的显著性。⑤对不可信线索赋予过高权重。⑵假设生成中的启发式。影响这个阶段的启发式和偏见有：①数量有限的假设形成。②可用性启发式。③典型性启发式。④过分自信。⑶假设评定和选择中的启发式。①认知固着。一旦一个假设生成或被选择，人们就会用它来解释接下来的线索，但有时我们还是用先前的假设，这就是认知固着的过程。②从众偏见。倾向于寻找一些一致的信
息，而忽略不一致的信息。⑷行动选择中的启发式和偏见。①提取少数行动。②行动可利用性的启发式。③结果的可利用性。
20.※☆仪表显示器的种类：⑴按显示形式分为：①数字式显示器。直接用数码来显示信息的仪表。②模拟式显示器。用标定在刻度盘上的指针来显示信息的显示器。⑵按显示功能分为：①读数用仪表。用具体数值显示机器参数和状态的仪表，如汽车上的时速表。②检查用仪表。用以显示系统状态参数偏离正常值情况的仪表，宜采用指针运动。③警戒用仪表。用以显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区的仪表。用绿、黄、红三种不同颜色表示正常区、警戒区和危险区。④追踪用仪表。如雷达。⑤调节用仪表。只用以显示操纵器调节值，而不显示机器系统运行动态过程的仪表。
21.※☆显示装置的选择原则。显示装置的功能是让操作人员观察、接受、理解、处理和反馈来自生产过程的信息，对生产过程进行监控。应注意的原则：①数量识读仪表的选择。数量识读的主要目的是获取准确的数据，数量识读应选择数字显示装置，具有精度高、识读性好的优点。②状态识读仪表的选择。状态识读仪表只需向操作者显示被测对象参数变化趋势的信息，通常选用指针仪表。
22.※☆视觉显示器的显示必须满足以下基本要求：①鲜明醒目；②清晰可辨；③明确易懂。
23.※☆视觉显示器的设计和选用应遵循的原则：①根据使用要求，选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码。②使显示精度与人的视觉辨认特性同系统要求相适应。③尽量采用形象直观的、与人的认知特点相匹配的显示格式。④对同时呈现的有关联的信息，尽可能实现综合显示，以提高显示的效率。⑤目标和背景之间要有适宜的对比关系。⑥具有良好的照明性质和适宜的照明水平。⑦根据任务的性质和使用条件，确定视觉显示器的尺寸和定放位置。⑧要与系统中的其它显示器和控制器，在空间关系和运动关系上兼容。
24.※☆影响荧光屏显示效率的主要因素（CRT设计中应考虑哪些人的因素）：①目标亮度。②目标与背景的亮度比。目标与背景的亮度比取决于目标亮度、屏面亮度和周围环境照明三因素。③分辨率。CRT的分辨率是指可视图像中最小可辨或可测的细节。④颜色。在单色显示屏上，白色、绿色、黄色对深灰色或黑色形成的颜色对比，最适于图形和字符的识别。通常将白色、绿色等明快颜色用作目标色，而将深色或黑色作为背景色。⑤目标位置指示物。⑥屏幕大小及位置。视距的范围应为50-70厘米。
25.※☆控制器的排列原则：①重要性原则：按照每个控制器对实现系统目标的重要程度决定其位置安排的优先权。②使用频次原则：按照每个控制器在系统操作中的使用频次多少决定位置安排的优先权。③功能原则：按照功能关系安排控制器的位置，将功能相近或相关的控制器组装在一起。④使用顺序原则：对系统操作中使用顺序固定的控制器，按照它们的使用顺序安排其位置。
26.※☆在人机界面中用户的分类：①偶然型用户。是既没有计算机应用领域的专业知识，也缺少计算机系统基本知识的用户。②生疏型用户。他们更常使用计算机系统，因而对计算机的性能及操作使用，已经有一定程度的理解和经验。但他们往往对新使用的计算机系统缺乏了解，不太熟悉，因此对新系统而言，他们仍旧是生疏用户。③熟练型用户。这类用户一般是专业技术人员，他们对需要计算机完成的工作任务有清楚地了解，对计算机系统也有相当多的知识和经验，并且能熟练地操作、使用。④专家型用户。都很精通，通常是计算机专业用户。
27.※★☆用户的使用需求分析包括哪些？影响人的行为因素为出发点，来讨论用户的使用需求。⑴用户对计算机系统的要求。①系统能让用户灵活地使用，用户不必以严格受限的方式使用系统。②系统能区分不同类型的用户并适应他们。③系统的行为及其效果对用户是透明的。④用户可以通过界面预测系统的行为。⑤系统随时随地提供帮助功能。⑥人机交互应尽可能和人际通信相类似。⑦系统设计必须考虑到人使用计算机时的身体、心理要求，包括机房环境、条件、布局等，以使用户能在没有精神压力下使用计算机，同时能让用户舒适地使用计算机完成他们的工作。⑵用户技能方面的使用需求。①应该让系统去适应用户，对用户使用系统不提特殊的身体、动作方面的要求。②用户只需有普通的语言通信技能，就能进行简单的人机交互。③要求有一致性的系统设计。④应能让用户通过使用系统来进行学习。⑤系统提供演示及例子程序，为用户使用系统提供范例。⑶用户习性方面的使用需求。人的习性至少有以下弱点：一是易遗忘，二是易出错，三是急躁心理。就用户习性方面对系统的要求有：①系统应该让在
终端工作的用户有耐心。②系统应该很好地对付人的易犯错误、健忘以及注意力不集中等习性。③应该减轻用户使用系统的压力。⑷对用户经验、知识方面的使用需求。系统应能让未经专门训练的用户使用。⑸用户对系统的期望方面的要求。用户界面应提供形象、生动、美观的布局显示和操作环境。
28.※★☆开发用户友好性系统的设计原理：①确定用户。确定用户是进行系统分析和设计的第一步。不同的用户会有不同的经验、能力和要求。偶然型和生疏型要求系统给出更多的支持和帮助。熟练型和专家型要求系统运行效率高，能灵活使用。②尽量减少用户的工作。应该让计算机更积极主动，更勤劳，做更多的工作；让人尽可能少做工作，因而能更轻松、更便当地完成工作任务。③应用程序和人机界面分离的原则。④一致性原则。在程序系统中，应该要求系统的概念模式、语义、命令语言语法及显示格式等具有一致性。而人机界面的一致性主要体现在输入、输出方面的一致性。⑤系统要给用户提供反馈。人机交互系统的反馈是指用户从计算机一方得到信息，表示计算机对用户的动作所做的反应。⑥尽量减少用户的记忆要求。⑦应有及时的出错处理和帮助功能。⑧使用图形和比喻。
29.※☆人机交互方式的评价标准：人机界面的根本目的是使用户更方便、更容易地操作和使用计算机系统，评价标准有：①使用的难易程度。②学习的难易程度。③人机界面的复杂程度。交互方式提供什么范围的功能和操作方式。④操作速度。⑤人机界面的控制方式。⑥开发的难易程度。
30.※☆菜单界面在人机交互方式中的优缺点？菜单交互方式是使用较早，也是使用最广泛的人机交互方式。其特点是，让用户在一组多个可能对象中进行选择，各种可能的选择项以菜单项的形式显示在屏幕上。优点：易学、易用，是由系统驱动的，能大大减轻用户的记忆量。输入量少，不易出错。菜单界面的编程也比较容易。缺点：被选对象受限制，即只能完成预定的系统功能。在大系统中使用速度慢。因受屏幕显示空间的限制，每幅菜单显示的菜单项数受限制。显示菜单需要占用屏幕空间和显示时间，增加了系统开销。
31.※☆图符界面在人机交互方式中的优缺点？图符方式是菜单交互方式，只是它使用图符来代表文本菜单的菜单项。优点：形象、逼真地反映菜单的功能，使理解、学习和操作变得更加容易。缺点：有时图符不能明确表达语意，必须在图符中附加文字来辅助图符的语义。图符占用较大的屏幕空间。使用图符方式必须具有图形硬软件环境的支持。
32.※☆软件开发中的人机界面内容：⑴调查用户对界面的要求和环境。⑵用户特性分析。⑶任务分析。⑷建立界面模型。⑸任务设计。⑹环境设计。⑺界面类型设计。⑻交互设计。⑼屏幕显示和布局设计。⑽帮助和出错信息设计。⑾原型设计。⑿界面测试和评估。
33.※☆提高软件可用性原则有哪些？可用性是指一个系统易学、易用、有效、较少出错、容许修复错误。提高软件可用性有八大原则：①将系统和现实世界进行匹配大家都很熟悉；②使界面保持一致，包括与系统内部和任何现存的外部标准保持一致；③系统状态的可视性也是大家较为熟悉的；④用户控制和容错性的原则；⑤错误和错误的修复；⑥记忆；⑦灵活性和使用的高效性；⑧简洁性和一致性的设计目标。
34.※☆软件界面采用的基本的对话方式包括：①菜单；②填空；③问答；④命令语言；⑤功能键；⑥直接操作；⑦有限的自然语言。
35.※☆有许多关于软件界面设计的模型和规定，大部分都包括一些相同的步骤。软件界面设计模式：
阶段1：确定范围。⑴作出一个有范围和日程表的项目计划；⑵对用户的情况进行描述，给出用户的特征；⑶确定软件和硬件平台，列出这些平台支持的界面技术。
阶段2：确定功能。⑷进行任务分析；⑸设置用户的界面目标，它应包括可接受的最低的操作水平；⑹定义训练方法和各种所需文件。
阶段3：设计。⑺虚构一个用户界用。⑻开发方式指导。⑼进行详细的用户界面设计。⑽开发界面原型。⑾撰写标准的用户界面检测计划。⑿进行标准的用户界面测试，然后作改设计，再测试。
阶段4：开发。⒀进行训练和文本撰写。⒁对用户界面测试计划进行评估。
阶段5：检测/完善。⒂用户界面测试。⒃对最终的用户界面进行评价。
在设计过程中很重要的一点是，在每一个阶段都必须有用户的积极参与。
36.※☆以人的因素为中心的行为模式有哪几种？行为模式理论认为，事故是由人机系统中操作人员的某些行为缺陷或心理特征造成的。行为模式主要包括三个方面的理论：①学习理论。操作人员的工作技能，是后天习得的行为模式。只有在实际工作过程中，对安全行为给予积极的正面强化，同时给不安全行为以负面强化。这样其他的操作人员就会去学习正确的操作规范，学会安全行为。②记忆错误。记忆错误主要表现为“错、忘、漏”。③个性特征理论。个性特征理论认为，人们存在着某种个性倾向，容易造成事故的称之为“※◎事故倾向个性”。还有一些与事故关系比较密切的个性特征。年龄和经验也与事故发生率有密切关系。一般认为，青年工人缺乏经验、注意力容易分散、纪律观念不强、能力不足，因而更容易发生事故。老年人由于工作记忆能力下降，容易疲劳，容易发生错误，因而导致事故的发生。
37.※☆影响事故发生的人的因素主要有以下几个方面：①视觉与视知觉。没有达到视觉标准的个体，就会有更高的事故发生率。②经验。经验与事故的发生有很高的相关关系，经验总是能把事故控制在最小的可能发生率上。③年龄。④人格特质。一般工人有20％的时间陷于情绪低潮，有一半的事故是发生在这20％的情绪低潮期。⑤疲劳。在某种意义上来说，疲劳导致了事故的发生，这是自然而然的事情。
