A+醫(yī)學(xué)百科 >> 工程心理學(xué)

工程心理學(xué)是以人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)為對(duì)象，研究系統(tǒng)中人的行為，以及人與機(jī)器和環(huán)境相互作用的工業(yè)心理學(xué)分支。它的目的是使工程技術(shù)設(shè)計(jì)與人的身心特點(diǎn)相匹配，從而提高系統(tǒng)效率、保障人機(jī)安全、并使人在系統(tǒng)中能夠有效而舒適地工作。

人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)是多學(xué)科研究的問題，從事這方面工作的有心理學(xué)家、生理學(xué)家、人體測(cè)量學(xué)家、醫(yī)生、工程師等。在不同的國(guó)家或來自不同學(xué)科的專家往往使用不同的名稱。中國(guó)、美國(guó)和蘇聯(lián)等的心理學(xué)界多稱“工程心理學(xué)”，美國(guó)還使用“人類工程學(xué)”、“人的因素工程學(xué)”等名稱；西歐各國(guó)則普遍稱“工效學(xué)”。

來自不同學(xué)科的專家在研究?jī)?nèi)容上也各有側(cè)重：工程心理學(xué)家強(qiáng)調(diào)研究系統(tǒng)中人的行為和身心功能特點(diǎn)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供有關(guān)人的數(shù)據(jù)；而工效學(xué)家或人類工程學(xué)家們則側(cè)重于研究把有關(guān)人的數(shù)據(jù)應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

工程心理學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

使人適應(yīng)機(jī)器的要求，是20世紀(jì)40年代以前人機(jī)關(guān)系研究的基本特點(diǎn)。工程師設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，往往只著眼于機(jī)械力學(xué)性能的改進(jìn)，很少考慮使用者的要求；心理學(xué)家的工作也局限于為現(xiàn)成的機(jī)器選拔和訓(xùn)練操作人員。

在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于武器性能和復(fù)雜性大大提高，即使經(jīng)過選拔和訓(xùn)練的操作人員也很難適應(yīng)，由此發(fā)生了許多機(jī)毀人亡或誤擊目標(biāo)事故。這迫使人們?nèi)ブ匦聦彶檠b備的設(shè)計(jì)，并促使人們認(rèn)識(shí)到機(jī)器和操作者是一個(gè)整體，武器只有與使用者的身心特點(diǎn)匹配時(shí)才能安全而有效地發(fā)揮作用。由這種認(rèn)識(shí)出發(fā)，又提出了人機(jī)系統(tǒng)的概念。這樣，人們開始了從主要研究由人適應(yīng)機(jī)器轉(zhuǎn)向研究使機(jī)器適應(yīng)人的階段，由此而形成了工程心理學(xué)這門學(xué)科。 查普尼斯在1949年出版的《應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理學(xué)》是這個(gè)時(shí)期經(jīng)典性的工程心理學(xué)著作。

二十世紀(jì)40年代和50年代初期，工程心理學(xué)家主要研究指針式儀表和開關(guān)按鈕設(shè)計(jì)中的人機(jī)匹配問題，因此有人把這一時(shí)期稱為工程心理學(xué)發(fā)展中的“開關(guān)和表盤”時(shí)代。

50年代以后，由于控制論和信息論的影響，工程心理學(xué)開始采用信息接收、傳輸、加工、反饋、信道容量、系統(tǒng)控制等概念分析人和機(jī)器的相互作用過程，使人機(jī)系統(tǒng)的概念得到進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度的提高，使人機(jī)結(jié)合方式和人在系統(tǒng)中的地位與作用發(fā)生了深刻變化。

例如，在系統(tǒng)中人由操作者轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控者，體力負(fù)荷降低、心理負(fù)荷增大；人機(jī)間的信息交換方式由機(jī)械式轉(zhuǎn)為對(duì)話式等。認(rèn)知因素是現(xiàn)代人機(jī)系統(tǒng)的核心問題，認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理學(xué)成為現(xiàn)代工程心理學(xué)的理論基礎(chǔ)。這種種變化給工程心理學(xué)提出了新的研究方向和課題。

工程心理學(xué)研究在中國(guó)起步較晚。50年代主要開展操作合理化和技工培訓(xùn)方面的工作。60年代開始結(jié)合航天、航空 、鐵路和電站建設(shè)的要求開展研究。二十世紀(jì)80年代以后，工程心理學(xué)在我國(guó)得到了較快的發(fā)展。

工程心理學(xué)研究?jī)?nèi)容

工程心理學(xué)主要研究與技術(shù)設(shè)計(jì)有關(guān)的人體生理、心理特點(diǎn)， 并為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有關(guān)人的數(shù)據(jù)。例如，為了使工作空間、工作臺(tái)、駕駛艙、控制器和其他各種個(gè)體用具的設(shè)計(jì)和安排適合使用者的體質(zhì)特點(diǎn)，必須就測(cè)定人體靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)功能尺寸和人體生物力學(xué)參數(shù)；為了設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的人機(jī)信息交換裝置，就必須研究人的傳信特點(diǎn)和能力限度，研究人的信息加工模型；為了提高系統(tǒng)的可靠性，就要研究人在工作超負(fù)荷或低負(fù)荷時(shí)，特別在告警應(yīng)急時(shí)的反應(yīng)能力和行為特點(diǎn)；人的能力的個(gè)別差異和影響能力水平發(fā)揮的主客觀條件等，也是工程心理學(xué)研究的重要課題。

人與機(jī)器在功能上各有長(zhǎng)短，分析系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的要求和作用，確定最適合于由人或由機(jī)器做的工作，是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一般來說，強(qiáng)度大、速度快、精度高、單調(diào)的、操作條件惡劣的工作應(yīng)安排機(jī)器去做；擬定方案、編制程序、應(yīng)付不測(cè)、故障維修等工作適合由人去做。隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)功能分配也會(huì)有所變化。但是不管技術(shù)如何發(fā)展，系統(tǒng)不能沒有人的參與。人將始終主宰技術(shù)的發(fā)展；技術(shù)的發(fā)展又將使人的功能得到更充分的發(fā)揮。

人機(jī)界面也叫人機(jī)接口，顯示器和控制器是人機(jī)之間的兩個(gè)界面。機(jī)器通過顯示器將信息傳送給人，人通過控制器將決策和指令信息輸送給機(jī)器。人機(jī)信息交換的效率，很大程度上取決于顯示器和控制器與人的感知器官、運(yùn)動(dòng)反應(yīng)器官特性的匹配程度。為使兩方面匹配得好，就要研究顯示器和控制器的物理特性與人的感知、記憶、思維、運(yùn)動(dòng)反應(yīng)等身心特點(diǎn)的關(guān)系。

例如，研究視覺顯示符號(hào)的形狀、大小，顏色、亮度、空間密度、變化速度與人的視覺功能的關(guān)系；研究聲音頻率、響度、持續(xù)時(shí)間、變化速度與聽覺功能的關(guān)系；研究控制器的編碼、力距，阻力、距離、運(yùn)動(dòng)方向等因素對(duì)人的操作績(jī)效的影響等等。在現(xiàn)代復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)中，操作人員往往面對(duì)著幾十甚至幾百種不同功用的顯示器和控制器，若設(shè)計(jì)或安排不當(dāng)，就容易發(fā)生誤讀和誤操作而導(dǎo)致重大事故。

工作空間設(shè)計(jì)也是工程心理學(xué)研究的基本內(nèi)容，它主要包括工作空間的大小、顯示器和控制器的位置、工作臺(tái)和座位的尺寸、工具和加工件的安排等。工作空間的設(shè)計(jì)要適應(yīng)使用者的人體特征，以保證工作人員能夠采取正確的作業(yè)姿勢(shì)，達(dá)到減輕疲勞，提高工效。

照明、噪聲、溫度、振動(dòng)、濕度氣壓、加速度等物理環(huán)境因素都會(huì)對(duì)人的工作績(jī)效和身心造成影響。處于高空、地下、水下等特殊環(huán)境中的人，有可能經(jīng)受超重、失重、高溫、低溫、高壓、低壓、缺氧等異常因素的沖擊，因此，研究特殊環(huán)境條件對(duì)人行為的影響，對(duì)設(shè)計(jì)空間艙和地下、水下工作的人機(jī)系統(tǒng)有重要意義。

工程心理學(xué)的研究采用調(diào)查和觀察、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、情境模擬、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬等方法。這些方法在情境逼真度、使用靈活性、結(jié)果概括性和實(shí)用性等方面，各有優(yōu)點(diǎn)和局限性。例如數(shù)學(xué)模擬方法，有耗資低、改變方便、簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn) ，但得到的結(jié)論往往不能直接用于解決復(fù)雜的實(shí)際問題；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)具有真實(shí)性，但因素復(fù)雜，條件控制受到限制，因而不容易精確分析變量問的因果關(guān)系。

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