《工程心理學》

《工程心理學》

《工程心理學》是由威肯斯、霍蘭茲編著,華東師範大學出版社於2003年4月出版的心理學書籍,本書主要講述工程設計、使用過程中人一機互動的心理因素,意在從心理的角度關注並改善人類作業的績效。

基本信息

簡介

作 者:(美)威肯斯,(美)霍蘭茲著,朱祖祥

威肯斯威肯斯

出版社:華東師範大學出版社 2003-4
定 價:66元
叢書:當代心理科學名著譯叢

目錄

總序
譯者前言
中文版前言(附原文)
前言
第1章工程心理學與人的作業導論
 工程心理學與人類因素學
工程心理學發展簡史
人類因素工程的過程
作業績效測量
 人的人主息加工模型
 結論
 參考文獻
第2章信號檢測、資訊理論和絕對判斷
 概述
 信號檢測論
信號檢測的模式
設定反應標準:SDT中的最最佳化
敏感性
 ROC曲線
理論表述
經驗數據
 信號檢測論的套用
醫療診斷
丙認記憶和目擊證人口供
工業檢驗
 警戒
警戒範式
警戒績效的測量
影響敏感性水平和繁感性衰退的因素
影響反映偏向水平和偏向增在的因素
警戒理論
預防警戒衰退的技術
結論
 資訊理論
信息的定量
離散信號的信息傳送
結論
 絕對判斷
單維絕對判斷
承上啟下
參考文獻
第3章知覺與顯示空間中的注意
 概述
 選擇性注意
視覺取樣
監督控制取樣
目標搜尋中的眼動
視覺搜尋模型
……
第4章空間顯示器
第5章現實與虛擬環境中的導航與互動
第6章語言與通訊
第7章記憶與訓練
第8章決策
第9章行動的選擇
第10章手工控制
第11章注意、時間分配和工作負荷
第12章應激和人為差錯
第13章複雜系統、過程控制和自動化
主題索引
人名索引

書摘

增加目標的突出性。各種人為的信號增強技術都和記憶負荷的降低密切相關。有效的解決辦法是採用對信號和非信號有不同影響的程式。比如,盧濁和德魯里(Luzzo&Dmry,1980)開發了一種名為“閃動”(blinking)的信號增強技術。在相繼呈現的刺激較為相似時(如電路板),若能將合格的原型圖像和要檢測的項目快速、交替地呈現,就可以促進對不合格電路板的檢測。假設待檢測的項目是“正常的”,圖像便是一致、融合、連續的。若待檢項目有缺欠(如線路有缺口),缺口的位置便會以非常明顯的方式一閃一亮,以示區別。
信號增強的第二種技術是利用人類對運動的高度敏感性,使目標具有一致性運動的特徵,而非目標則沒有,從而提高檢測績效。例如,在雷達監測任務中,如果信號與噪音的呈現方式非常相似,檢測任務將非常困難。斯坎倫(Scanlan,1975)認為信號具有一致的、緩慢的運動,而噪音的運動是隨機的。若雷達的各幀圖像能得到儲存,便可快速進行順行、逆行再現。這種情況下,目標的一致性運動有助於提高信號的檢測績效。
此外,還可以通過把事件複製轉換到另一個感覺通道呈現。信號如果同時在兩個感覺通道呈現會產生信息冗餘效益。正是利用了這一點,這種技術可以用來提高信號的強度。科爾基霍恩(Colquhoun,1975)、多爾和漢納(Doll&Hanna,1989)、柳安多斯基和科布(Lewandowski&Kobus,1989)發現:聲納檢測任務採用視覺、聽覺通道同時呈現目標時,要比各通道單獨呈現時,檢測準確性更高。
搜尋覆蓋率和有用的視覺區域每個視覺固視能覆蓋多大的鋇覺區域呢?雖然我們有時能從外圍視覺中提取信息(見第4章),但是辨別精確視覺細節需要中央凹最敏銳區域。這是一個環繞固視中心、不超過大約2度視角的一個視野區域。麥克沃茨(Machworth,1976)提出“有用的視覺域”(usefulfieldofview,簡寫為UFOV)來定義這個不確定區域。在這個環繞固視點的環形區域中,可以提取任務的必要信息。如果相臨的兩個UFOV區域相互連線但不重疊的情況
下,UFOV的大小就可以通過在同一個搜尋任務中連續固視點之間的最小距離來估計。麥克沃茨和其他研究者發現,UFOV的大小在1度到4度視角之間變化。
有一些影響UFOV的因素。UFOV大小決定於信息的密度和目標與背景的分辨度。這樣,在清晰背景下尋找黑色瑕疵的玻璃時UFOV較大,在環形電路板或者微晶片上搜尋錯誤的定位聯結時UFOV較小。年齡增大會使UFOV逐漸定型(Ball,Beard,RoenkerMiller&Griggs,1988;Scialfa,Kline&Lyman,1987)。西愛爾弗(Scialfa)等人認為,年紀大的成年人在視野中往往提取較小的知覺取樣,而且掃視也比年輕人慢。但是,訓練能增大UFOV,訓練中的被試的收益在各年齡組中大致相等(Balletal.,1988)。作為視覺搜尋的一個組成部分,UFOV的減小是一個嚴重的問題,例如駕駛中就是這樣。鮑爾和里博克(Ball&Rebok,1994)發現,UFOV較小的人車輛碰撞的機率較大。最後,UFOV對於中央凹區域的任務需求是敏感的(Williams,1989)。威廉斯(Williams)發現,當一個中央凹任務比較用難時,UFOV外圍的信息加工也不太好。
UFOV的大小和不同固視(2--4次/秒)之間最大的轉換率限定了在既定時間內搜尋區域的數量。但是,即使在沒有時間限制的情況下,人們也不是採用明顯的竭盡模式,用UFOV地毯式填滿所有空間,最終找到目標。斯塔格爾和安格斯(stager&Angus,1978)對空降搜尋和營救專家在飛機墜毀點照片上的搜尋行為進行了研究。他們的結果表明:專家的搜尋只覆蓋了要搜尋區域的53%,操作的績效較差,而且即使在UFOV內也沒有檢測出目標(Abemethy,1988;Kundel&Nodine,1978;Stager&Angus,1978)。這說明在搜尋加工中,操作者是根據一些決策標準(就像第2章信號檢測論中的犀)估量潛在目標。以上所描述的訓練的好處就在於能最佳化決策
標準的位置。
固視停留我們很少談到在一個既定固視點上,眼睛停留多久。因為眼睛提取信息需要時間,人們可能認為長時間的停留與較大的信息提取相關。事實上,飛機駕駛員觀察高度表的時間較長(Bellenkes,Wickens&Kramer,1997;Harris&Christhilf,1980),而且固視頻繁(Fitts,Jones&Milton,1950)。這可能和高度信息的重要性有關。哈里斯和克里斯舍爾夫(Harris&Christhilf)也發現,和那些只需簡單檢測就能確認其狀態的裝置相比,飛行員對關鍵裝置(顯示控制飛機必需的信息)的固視時間要長得多。在目標搜尋中,孔德爾和諾丁(Kundel&Nodine,1978)區分了短暫的“瀏覽停留”和較長的“檢查停留”之間的差別。他們認為:“瀏覽停留”用於確認可能包含目標的區域,而“檢查停留”則用來檢測包含目標的區域細節。
此外,對於掃視和取樣策略而言,固視停留也受到信息提取困難性的影響。因此,較難辨認或者包含較密集信息的顯示就需要較長的固視(Mackworth,1976)。在正常的閱讀中,不太熟悉的詞和閱讀比較困難的文章需要較長的停留時間(McConkie,1983;見第6章)。當檢查圖片的時候,人們對特殊的、脫離上下文的對象固視時間較長(Friedman&Liebek,1981)。正如在第2章中看到的那樣,低熟悉性、低頻率、脫離上下文的信息有較大信息內容。這表明,停留時間與顯示信息的內容有著某種關聯。此外,專業知識對信息提取的困難性有一定的影響,因此,專業知識也能影響固視的時間。例如,貝倫克斯、威肯斯和克雷默(Bellenkes、Wickens&Kramer,1997)發現,新手飛行員在信息豐富的姿態方向指示儀上所花的固視時間大概是專家飛行員的兩倍,其原因是新手需要更多的時間提取較困難的信息。正如上面所提到的,威克曼、尼邁納恩和薩瑪拉(Wikman,Niemeninen&Summala,1998)發現新手司機比專業司機花更多的停留時間低頭看儀表。
聽覺注意的特徵對於系統設計具有實際的套用,其中有些內容我們已經討論過了。例如,我們提到過聽覺目標的概念,以及系統設計者如何在一個聽覺警告中通過提供更多的冗餘信息來促進對一個物體不同維度的平行加工。在過程控制中,當我們考慮失誤檢測時,將對這個問題作進一步的討論(第13章)。
聽覺設計者想知道警報的什麼特徵能吸引注意,並使這種特徵得到加工(Sorkin,1987)。就像12章和13章討論的一樣,雖然高的聲音能吸引我們的注,怠,但它們同時也會帶來干擾和驚恐,而且聲音的強度會提高緊張,從而導致較差的信息加工。設計者可以利用操作者將注意轉移到上下文相關材料的傾向性來設計低強度的告警(這並不需要高的音量)。例如,如果飛行員在著陸飛機時,有關著陸的操作就沒有必要使用很高的聲音。然而,表明飛機其他變化狀態
時,高聲警報就十分必要了(例如,客艙氣壓的下降)。此外,由於人們對自己的名字往往有較低的注意閾限,在開始階段採用操作者名字的個性化告警在沒有高音量的情況下,也能較好吸引操作者的注意。這些聲音,較輕卻又能吸引注意的聽覺告警被稱為“auensors”(Hawkins&OrIady,1993)。
正如在上面提到的一樣,聽覺形式沒有一個直接的“耳球”。因而,為了讓不同聽覺通道能夠被區分和辨認,我們必須對決定聽覺顯示的特徵加以更多的關注。例如,汽車設計者怎樣才能確保聽覺告警信號不會與收音機聲音、發動機噪聲或者正在進行的談話聲混淆在一起?我們可以在某種程度上利用空間維度。達爾文、圖爾弗和克勞德(Darwin,Turvey&Crowder,1972)進行的一項實驗指出,如果兩個聲音通道是分別呈現給雙耳,而第三個以相同的強度同時呈現給雙耳時(好像來源於頭部韻中平面),三個“空間”通道的加工可以不被互相擾亂。
通過這種方式,飛行員也許可以利用三個不同的聲音通道——例如,一個信息來自副駕駛,另一個來自空中交通控制台,第三個來自其他飛機或來自自己飛機的合成語音告警。由於這三個聲音通道都需要相同的語義分析(這在我們看來也是不可能的),因此飛行員不能對它們進行同時加工,但它們至少能在較少受到其他干擾的情況下將注意從一個通道轉而集中到另一個通道上。用聲調維度定義的通道表明,通過聲調質量差異,鑑別三個冗餘的空間通道,可以獲
得額外的區分。因而,可能最容易與其他兩個混淆的中心信息可以用與其他兩個有較大不同音調的聲音來呈現(或用不同的說話者的聲音)。
最後,對一個地理區域的心理表征是基於三種知識的。界標知識是一個區域中的重要界標的視覺表征——形狀有趣的房子、高的雕塑、摩天大樓或者綠地公園。這些界標達到了能與周圍環境區分的程度,他們為旅行者導航提供了重要的幫助(Thorndyke&HayesRoth,1978)。在設計人造環境時,需要考慮與眾不同的陸地標誌的重要性。這一點將在本章的後面討論。界標知識是自我中心的。它通過在環境中的直接體驗獲得,並和個體相關。
路徑知識是關於怎樣從一個地方到另一個地方的高度程式化的言語知識(例如,在X點右轉,走三個街區到Y)。在路徑知識中的界165標的重要性是明顯的,因為旅行者需要認出X點,以便在該點右轉。路徑知識也是自我中心的。
最後,測量知識是一種更加抽象和真實的空間知識表征。它能使旅行者畫出一張環境的精確地圖,與通過路徑知識得到的地圖相比歪曲更少(Thorndyke&Hayes-Roth,l978;Williams,Hutchinson&Wichens,1996)。由於測量知識表達的是一種從很多經驗中綜合得到的地理知識,它是以外在為中心的或者以現實為中心的。
正如前面的順序表明,一個重複地拜訪某一個地區的人,他依次獲得界標知識、路徑知識和測量知識(Thomdyke&Hayes-Roth,1978)。在你是怎樣獲得你的學校或你生活的城市的布局的知識中,你可以回憶起這樣的順序。然而,某種“捷徑”是可能的,例如,全部通過研究地圖來學習某一環境,將獲得很好的測量知識,但標誌和路徑知識水平可能相對較差(Thorndyke&Hayes-Roth,1978;Williams,Hutchinson&Wickens,1996)。
由於使用者能掌握一種對熟悉環境的合理的精確心理表征,他們應該很少需要附加的導航幫助。然而,這些幫助仍然是很重要的,其中有兩個原因。首先,在不熟悉的區域,旅行者仍然需要導航幫助。其次,即使在熟悉的環境中,也有一些和旅行相關的信息會發生變化。例如,在一個熟悉的城市中,駕駛員如果得到一張上面標出了事故、建設工地和交通瓶頸的區域的動態交通地圖,那么對他是很有幫助的。

中文版前言

本書被翻譯為中文介紹給偉大中國的套用心理學家們,我感到一分榮幸。我感激朱祖祥教授承擔了本書的翻譯工作。尤其令我感到高興的是中國是強烈吸引著我的國家。我從兒童時代起就仰慕這個國家。從大學的幾門課程中我了解了你們的國家。我曾訪問過中國,並親切地記得在中國科學院心理研究所剛開放的新樓內做報告的情形。我的研究從三位優秀的中國研究生張侃博士、劉乙力博士和葉宜玉博士所作的貢獻中獲益匪淺。特別是張侃博士,他幫助我同中國的套用心理學保持著聯繫。
本書所包括的有關信息加工系統的人的力量與局限性及其對系統設計的關係的知識,對全世界的人都是普遍適用的。我真誠地希望貴國人民能利用這些知識去理解人在作業中的心理,並對人一生中,不論在工作崗位上,在地面、水上或空中旅行中,還是只是在誘人的閒暇活動中的安全能有所改進。
C·D·威肯斯

分類與標籤

套用心理學>工業與組織心理學

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