信息處理與反應(yīng)時(shí)

信息處理與反應(yīng)時(shí)1第一頁，共六十一頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容2湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系人的信息處理系統(tǒng)模型1人的信息處理過程模型2反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)3影響反應(yīng)時(shí)的因素4反應(yīng)時(shí)的應(yīng)用實(shí)例5第二頁，共六十一頁，2022年，8月28日一人的信息處理系統(tǒng)模型1.唐德斯的減法模型

心理學(xué)家唐德斯研究發(fā)現(xiàn):人的選擇反應(yīng)時(shí)間大于簡單反應(yīng)時(shí)間。先假定:人的信息處理系統(tǒng)包括幾個(gè)連續(xù)的,具有相對獨(dú)立功能的階段。通過用選擇反應(yīng)時(shí)間減去簡單反應(yīng)時(shí)間就可能得到人的信息處理過程作出一個(gè)選擇的時(shí)間。

唐德斯的模型很簡明,直觀,但是除了對簡單反應(yīng)到選擇反應(yīng)這一情形外,把這個(gè)模型用到更復(fù)雜的信息處理過程很少能獲得成功。3湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系感覺反應(yīng)簡單反應(yīng)時(shí)間感覺選擇反應(yīng)選擇反應(yīng)時(shí)間選擇時(shí)間第三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

2.威爾福德的單通道模型單通道模型假定人在某一時(shí)刻只能做一件事。嚴(yán)格的單通道模型是由威爾福德根據(jù)心理不應(yīng)期試驗(yàn)的結(jié)果提出的。在心理不應(yīng)期試驗(yàn)中,在一定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地向被試者顯示兩個(gè)刺激信號。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)刺激信號的時(shí)間間隔非常短時(shí),被試者對第二個(gè)信號的反應(yīng)比對第一個(gè)信號的反應(yīng)要長,就象是人對第一個(gè)信號做出反應(yīng)之后才來處理第二個(gè)信號。

威爾福特認(rèn)為被試者對第二個(gè)信號的反應(yīng)時(shí)間可以用下面的公式來預(yù)測:RT2=RT1+DT2-ISI式中ISI是兩個(gè)刺激信號之間的時(shí)間間隔,DT2是處理第二個(gè)刺激需要的時(shí)間,RT1和RT2是分別是被試者對第一個(gè)和第二個(gè)刺激信號的實(shí)際反應(yīng)時(shí)間。4湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第四頁，共六十一頁，2022年，8月28日一人的信息處理系統(tǒng)模型當(dāng)兩個(gè)刺激信號之間的時(shí)間間隔非常短,即小于100微秒時(shí),被試者對第二個(gè)刺激信號的反應(yīng)就一點(diǎn)也沒有被耽擱,有時(shí)對第二個(gè)刺激信號的反應(yīng)在第一個(gè)刺激信號的反應(yīng)之前發(fā)生。威爾福特解釋道這是由于組合效用的存在,即被試者把兩個(gè)刺激信號當(dāng)作一組,因此對兩個(gè)信號作出了不分先后的反應(yīng)。

威爾福特單通道模型的核心：是當(dāng)人的信息處理系統(tǒng)已經(jīng)開始處理某一信號之后,后來的信息就不能夠進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)直到前一個(gè)信號被處理完了以后。威爾福特模型的理論基礎(chǔ)是心理不應(yīng)期，但是作為一個(gè)關(guān)于人的信息處理系統(tǒng)的基本模型,威爾福特的模型太絕對了。許多研究結(jié)果推翻了關(guān)于后來的信息不能進(jìn)入人的信息處理系統(tǒng)這一假定。例如：卡林等人發(fā)現(xiàn)第二個(gè)刺激信號的困難程度影響被試者對第一個(gè)刺激的反應(yīng)時(shí)間,這表明第二個(gè)刺激信號在第一個(gè)信號被處理之前已經(jīng)進(jìn)入了人的信息處理系統(tǒng)。5湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

3.布若苯特的過濾模型(基于雙耳聽力實(shí)驗(yàn)）一九五八年,英國著名心理學(xué)家布若苯特在他的<<感覺與交流>>一書中,根據(jù)他自己的雙耳聽力試驗(yàn)的結(jié)果提出了一個(gè)關(guān)于人的信息處理系統(tǒng)的理論,這個(gè)理論被稱為過濾理論模型，見下圖。在人的信息處理系統(tǒng)中,在信息到達(dá)人的工作記憶之前,它們是被平行處理的,即人可以同時(shí)處理一個(gè)以上的信息,但是在通過了工作記憶之后,人在某一時(shí)刻就只能處理一個(gè)信息。為此人就要對信息進(jìn)行選擇,以決定哪個(gè)信息被繼續(xù)處理。信息的選擇主要是根據(jù)信息的物理特性,如聲音的音調(diào)、頻率、位置等,這種選擇就象是一個(gè)過濾用的篩子一樣,所以這種理論被稱為過濾模型。沒有被選上的信息被暫時(shí)貯存在短期記憶里,若短期內(nèi)得不到處理，就很快被人忘記。6湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第六頁，共六十一頁，2022年，8月28日一人的信息處理系統(tǒng)模型布若苯特過濾模型7湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系感覺過濾器信息處理中心

第七頁，共六十一頁，2022年，8月28日布若苯特的過濾模型對研究人的信息處理系統(tǒng)起過很大的推動(dòng)作用。但是后來的研究也發(fā)現(xiàn)了它的一些問題。例如莫瑞在他的雙耳聽力試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。讓被試者專心聽某一個(gè)耳朵的信息,如果另一只耳朵里的講話中提到他的名字,哪么他知道。在另一項(xiàng)試驗(yàn)中,切斯曼發(fā)現(xiàn)如果沒有被注意到的耳朵里的信息在語義上與集中注意力的耳朵里的信息相關(guān),人們可以注意到這個(gè)耳朵里的內(nèi)容。這些研究證明,在人的信息系統(tǒng)中,信息通過了過濾器。這些研究迫使布若苯特修改他自己的模型,認(rèn)為這沒有被注意到的信息只是減弱了,而不是完全地被擋住了。也有些學(xué)者建議選擇發(fā)生在反應(yīng)之前,而不是在中樞處理之前。

雖然布若苯特的模型主要是根據(jù)雙耳聽力試驗(yàn)的結(jié)果而提出的,它也適用于其他的人的信息處理方面的工作。布若苯特的模型被認(rèn)為是一種單通道的模型因?yàn)樗俣ㄈ说男畔⑻幚淼闹袠胁糠质菃瓮ǖ赖摹５遣既舯教氐倪^濾模型比威爾福德的模型適應(yīng)性要廣泛的多,實(shí)際上可以認(rèn)為威爾福德的模型是布若苯特模型的一個(gè)特例。8湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

4.克尼曼的單資源模型克尼曼認(rèn)為人的信息處理系統(tǒng)比過濾模型所假定的要靈活的多，提出了一個(gè)單資源模型作為過濾模型的一個(gè)補(bǔ)充。單資源模型假定人的信息處理系統(tǒng)的能力是一種資源，有一定的限度。在這個(gè)限度之內(nèi)，人可以相當(dāng)自由地分配自己的注意力,也可以同時(shí)干一件以上的事情。不同的腦力活動(dòng)要求不同程度的注意力。一個(gè)容易做的工作只占用很少的注意力,一個(gè)更困難的工作占用更多的注意力。當(dāng)注意力不能滿足工作的需要時(shí),人的行為的結(jié)果就受到影響或根本無法完成。根據(jù)這個(gè)模型,當(dāng)人未完成某一任務(wù)時(shí),或者是由于這個(gè)任務(wù)超過了人的能力,或者是人的注意力被集中到其他的事情上了?？四崧膯钨Y源模型對于解釋在信息處理過程中由于瓶頸位置沒有確定而造成的矛盾有一定的幫助,它也能用來解釋一些試驗(yàn)結(jié)果。但是也有許多試驗(yàn)結(jié)果表明,有些工作與某些工作相沖突而不與另外一些工作相沖突,或沖突很小。例如,腦力計(jì)算任務(wù)與跟蹤任務(wù)的沖突就較小,而與反應(yīng)時(shí)間任務(wù)沖突就較嚴(yán)重。而反過來,反應(yīng)時(shí)間任務(wù)與跟蹤任務(wù)和腦力計(jì)算任務(wù)的沖突都較嚴(yán)重。這些結(jié)果就無法用單資源理論來解釋,反過來說明有更多的資源的存在。9湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第九頁，共六十一頁，2022年，8月28日

5.維肯斯的多資源模型美國學(xué)者維肯斯根據(jù)雙重任務(wù)試驗(yàn)的結(jié)果提出了多資源模型維肯斯認(rèn)為人的信息處理系統(tǒng)是一個(gè)多資源的系統(tǒng)。這些資源可以按兩兩對應(yīng)的關(guān)系分為三組。第一組是階段資源,對應(yīng)于早期階段(如感覺)和晚期階段(如反應(yīng)),第二組為兩個(gè)通道資源,對應(yīng)于視覺和聽覺資源,第三組是過程編譯資源,對應(yīng)于圖象和文字資源。多資源理論認(rèn)為,人有多個(gè)不同的資源,而不是一個(gè)中心的資源,每一種資源有它自己的一些特性。當(dāng)不同的工作用到不同的資源時(shí),它們之間的干擾就小些,如果它們所需要的資源相同或相近,它們之間的干擾就大些。例如,同時(shí)聽兩個(gè)人說話,就比一邊看,一邊聽要吃力些。

維肯斯多資源理論,在人因工程學(xué)領(lǐng)域受到廣泛的認(rèn)同和支持。最初多資源理論是用來解釋雙項(xiàng)任務(wù)中人的行為之間的干擾問題的,現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是人的信息處理系統(tǒng)的一個(gè)基本模型。但是,模型中仍有些比較含糊的地方。例如,一共有多少資源?每一種資源的能量有多大?各種資源之間有什么關(guān)系?維肯斯曾試圖建立一個(gè)多資源之間的結(jié)構(gòu)圖,但沒有成功。維肯斯模型的主要問題似乎不在理論方面,而是在應(yīng)用方面。維肯斯還試圖用一個(gè)干擾矩陣來把這個(gè)模型定量化,試驗(yàn)結(jié)果的結(jié)論仍不太明顯。10湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

6.控制與自動(dòng)過程

斯克雷德和雪佛瑞根據(jù)他們自己所做的一系列的試驗(yàn)的結(jié)果提出人的信息處理系統(tǒng)中有兩種基本的處理過程:

控制過程:控制過程是一種較慢的信息處理過程,受人的工作記憶能力的限制,它需要人的大量、直接的控制行為,因而施加給人的腦力負(fù)荷較重。

自動(dòng)過程:自動(dòng)過程是一種快速的，平等的信息處理過程，不受人的工作記憶能力的限制，只需要人的很少的或根本不需要人的直接控制，但是這種信息處理過程需要大量的訓(xùn)練才能獲得。11湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日自動(dòng)過程形成的一個(gè)主要先決條件是在刺激信號和反應(yīng)之間有一個(gè)固定不變的對應(yīng)關(guān)系。如果某一刺激總是對應(yīng)于某一反應(yīng),那么經(jīng)過大量的訓(xùn)練,人的信息處理系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)程度很高的平行處理過程。相反,如果刺激信號與反應(yīng)之間的關(guān)系在不斷地變化，那么這種平等處理過程就很難建立。有學(xué)者認(rèn)為：在自動(dòng)處理過程中，有一條繞開人的中樞處理系統(tǒng),把感覺與反應(yīng)直接聯(lián)起來的通道。

自動(dòng)過程是一個(gè)重要的概念,它可以用來解釋日常生活中許多可以同時(shí)進(jìn)行的活動(dòng),如走路、說話、讀書、寫字、騎自行車和開車等活動(dòng)。斯克雷德和雪佛瑞認(rèn)為,他們的自動(dòng)和控制過程可以解釋許多雙項(xiàng)任務(wù)時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。12湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系一人的信息處理系統(tǒng)模型第十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日二、人的信息處理過程模型1．信息處理過程模型：第一:信息的接收過程，人通過感覺器官獲取外部信息；第二:對獲取的信息進(jìn)行系列加工處理過程；第三:將加工的信息結(jié)果通過運(yùn)動(dòng)器官傳遞到外部。問題：J.瑟利.SOR模型？13湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系信息接收信息加工信息輸出第十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日例如:

駕駛員駕駛汽車，不斷地從車外(路況）和儀表（車況）獲取信息，根據(jù)這些信息作出決策，然后操縱方向盤和腳踏板等。是一個(gè)識(shí)別(認(rèn)識(shí))、判斷(決策)和操縱(控制)的過程。人要正確、有效地進(jìn)行作業(yè)活動(dòng)，首先要準(zhǔn)確地接收外界信息，然后仔細(xì)地分析、判斷，最后正確地輸出進(jìn)行作業(yè)動(dòng)作。研究人的信息處理的目的，是為了盡量減少或不產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷和錯(cuò)誤操作，提高作業(yè)效率，降低操作疲勞。14湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系二、人的信息處理過程模型第十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日2.信息接收過程人的活動(dòng)要從外界接受各種感覺信息。其中視覺信息約占80％以上，其次是聽覺信息，這兩種感覺信息指導(dǎo)著大多數(shù)的作業(yè)活動(dòng)。視覺信息和聽覺信息在各種條件下的特征比較如表所示。15湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系二、人的信息處理過程模型特征視覺信息聽覺信息信息接收條件需注意信息源，必須在視野內(nèi)不必注意信息源信息的性質(zhì)由空間位置決定由時(shí)間變化決定信息接受量同時(shí)大量接受不能同時(shí)接受信息接受方法多樣單一單位時(shí)間信息量相對較大相對較小信息接受速度相對較慢相對較快信息之間的聯(lián)系緊密不緊密第十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日表一視覺信息和聽覺信息的比較16湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系觸覺和膚覺，人幾乎很少單獨(dú)依靠它來進(jìn)行判斷和行動(dòng)，但它可以配合視聽覺，使人迅速準(zhǔn)確地接收信息。嗅覺用于判斷化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)加熱程度等情況。

味覺則與飲食、品嘗有關(guān)。第十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日3．信息加工過程（1）信息加工過程：指感覺器官在接受外界信息后，將其傳遞到神經(jīng)中樞(大腦皮層)進(jìn)行加工和整理的過程。也稱為判斷過程或決策過程。（2）信息加工過程的特點(diǎn)：

1）信息處理能力存在界限：是指大腦皮層已不能完全、準(zhǔn)確地處理接收的各種信息的限度。信息加工過程的處理能力的界限和處理能力的變化有關(guān)。處理能力與人的知識(shí)、技能、環(huán)境條件等因素有關(guān)。

2）信息加工過程存在單通道機(jī)制：是指當(dāng)在短時(shí)間內(nèi)對被試者連續(xù)施加兩種刺激時(shí)，對后一種刺激的反應(yīng)時(shí)間比單獨(dú)后一種單獨(dú)刺激要長的現(xiàn)象?？茖W(xué)試驗(yàn)證明：人的大腦皮層不能同時(shí)處理兩種以上的信息。

3）多種信息相互交錯(cuò)時(shí)，信息加工將出現(xiàn)以下各種反應(yīng)：①未來得及處理；②處理失誤；③延誤了處理時(shí)間；④只處理了信息的某個(gè)特征；⑤只對信息簡單處理；⑥用要求之外的方法處理等。17湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日ABCDEFACEBDFADBECFAEBFCDBDACFEBECAFDCEFDABCFADBEAFCBED18湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系信息處理能力存在界限第十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日

4）影響信息處理能力的主要因素有喚醒水平、動(dòng)機(jī)、練習(xí)和疲勞等。①喚醒(警覺)水平。指人體總的生理性激活程度。在適宜范圍內(nèi)，喚醒能維持大腦的興奮性，有利于注意的保持和集中。它對工作效率有很大的影響。但是，超出適宜范圍，過分激活，人將處于十分緊張的狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)有效的行為；反之，喚醒水平過低，人將變得不敏感，活動(dòng)能力較差。19湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日圖2右圖是瑞典一家煤氣工廠根據(jù)19年間的煤氣表誤檢結(jié)果的時(shí)間分布圖。從圖中可以看出，夜間的誤檢率高于白天。白天的下午二時(shí)到三時(shí)左右，誤檢率有暫時(shí)性上升的傾向。夜間的二時(shí)到四時(shí)，誤檢率顯著增高。20湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十頁，共六十一頁，2022年，8月28日

喚醒水平和作業(yè)效率的關(guān)系：外界的信息刺激和本身的興趣，都能夠提高喚醒水平。如信號頻度、強(qiáng)度增加，或本身獲知自己的作業(yè)成績時(shí)喚醒水平會(huì)提高。但是，喚醒水平過高也會(huì)給作業(yè)帶來不良影響。

21湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系作業(yè)內(nèi)容單調(diào)、簡單又連續(xù)時(shí)，要求喚醒水平相對較高；作業(yè)難度大，需要進(jìn)行復(fù)雜的判斷時(shí)，則要求喚醒水平相對較低。如作業(yè)時(shí)獲取的信息少或作業(yè)所需要的信息太少，一種信息反復(fù)地出現(xiàn)等，都會(huì)引起喚醒水平下降。流水線作業(yè)就是一例。喚醒水平下降會(huì)使作業(yè)人員對工作失去興趣，打磕睡，甚至無法工作。但當(dāng)作業(yè)中止時(shí)，喚醒水平下降狀態(tài)又全然消失。第二十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日喚醒(警覺)水平測量閃光融合頻率計(jì)又稱亮點(diǎn)閃爍儀，其可以測量閃光和融合臨界頻率，確定辨別閃光能力的水平，即視覺時(shí)間的視敏度。還可以檢驗(yàn)閃光的色調(diào)、強(qiáng)度、亮黑比以及背景光的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)對閃光融合臨界頻率的影響。22湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系閃光融合頻率計(jì)第二十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日②動(dòng)機(jī)因素。

動(dòng)機(jī)是影響工作結(jié)果的重要因素之一。人在進(jìn)行信息處理時(shí)，如果沒有接受和處理信息的積極意識(shí)和精神準(zhǔn)備，信息處理的效率是很低的。動(dòng)機(jī)激勵(lì)人去工作，提高積極性和精神準(zhǔn)備。刺激動(dòng)機(jī)方法：（I）事前向作業(yè)人員說明所要從事工作的目的、方法、結(jié)果以及有關(guān)情況。（II）工作過程中，向作業(yè)人員提供作業(yè)過程的信息，如是否正確或與目標(biāo)存在的偏差等，作業(yè)人員就會(huì)主動(dòng)調(diào)整行動(dòng)，從而促進(jìn)信息處理質(zhì)量的提高。23湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日

③練習(xí)狀況。練習(xí)能夠提高信息處理能力。如果反復(fù)練習(xí)同一作業(yè)動(dòng)作，一般都能夠提高工作質(zhì)量，縮短作業(yè)時(shí)間，并減輕身體的負(fù)擔(dān)。練習(xí)曲線的幾個(gè)例子如圖所示。圖中(a)練習(xí)的進(jìn)步速度保持一定；(b)初期進(jìn)步迅速，然后減緩，這種情況多見于接受能力較強(qiáng)和學(xué)習(xí)欲望高的人；(c)不同時(shí)期進(jìn)步速度有區(qū)別，一般技術(shù)性作業(yè)多是這種情況；(d)練習(xí)一段后進(jìn)步速度加快；(e)一段進(jìn)步很快之后則顯著放慢，多見于內(nèi)容較難的作業(yè)。如果練習(xí)時(shí)間較長，練習(xí)曲線可能是上述曲線的組合，如圖4所示。圖中曲線的平坦段稱為高臺(tái)現(xiàn)象，表示練習(xí)成績暫時(shí)處于停滯階段。這一時(shí)期可以看作是復(fù)習(xí)過去的練習(xí)內(nèi)容，使其條理化，為以后的練習(xí)做準(zhǔn)備。24湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日圖325湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日圖426湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日

④疲勞程度。

疲勞帶來與練習(xí)相反的結(jié)果，導(dǎo)致信息處理能力下降。疲勞造成作業(yè)數(shù)量和質(zhì)量的降低，處理時(shí)間增加，完成單位動(dòng)作需要付出更多的勞動(dòng)。測定結(jié)果表明，處理的信息量愈大，疲勞越容易疲勞，處理速度下降愈快。隨著監(jiān)視作業(yè)時(shí)間的延長，疲勞導(dǎo)致處理信息能力下降。一般在監(jiān)視作業(yè)30分鐘以后，隨著時(shí)間的延長，作業(yè)者對信號漏報(bào)會(huì)增加。27湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日Grandjean等人（1971）在蘇黎世國際機(jī)場航管員所做的調(diào)查，人員在執(zhí)勤的開始6小時(shí)CFF值平均下降0.75HZ，在之后的四個(gè)小時(shí)中，CFF值迅速下降1.9HZ。28湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日4．信息傳遞過程在人機(jī)系統(tǒng)中，人是通過四肢的運(yùn)動(dòng)來向外傳遞信息(語言傳遞是通過聲帶振動(dòng))。上肢運(yùn)動(dòng)包括操縱開關(guān)、旋鈕、把手、操縱桿等；下肢運(yùn)動(dòng)可操縱踏板、腳踏開關(guān)等。信息傳遞的特點(diǎn)：1）上肢在操作的準(zhǔn)確性和靈活性方面比下肢優(yōu)越；2）下肢力量較上肢力量大；3）一般都用上肢傳遞信息，也用下肢來輔助上肢傳遞信息。4）動(dòng)作具有習(xí)慣性：有許多操作動(dòng)作方式，全世界都是通用的，如音響設(shè)備的旋鈕順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)是音量增大，水龍頭左邊是熱水右邊是冷水，冰箱基本都是左邊開門等。

29湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第二十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日三、反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)（1）反應(yīng)時(shí)：指外界刺激出現(xiàn)到操作者根據(jù)刺激信息做出反應(yīng)之間的時(shí)間間隔。或是指刺激呈現(xiàn)到反應(yīng)開始之間的時(shí)間間隔；又稱反應(yīng)潛伏期。（2）運(yùn)動(dòng)時(shí)間：從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束之間的時(shí)間間隔。（3）反應(yīng)過程包括刺激使感覺器官產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，經(jīng)由神經(jīng)傳遞至大腦，經(jīng)過大腦加工處理，再從大腦傳給肌肉，肌肉收縮后作用于外界的各種客體。30湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十頁，共六十一頁，2022年，8月28日過程時(shí)間感覺器官將刺激轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)至大腦等神經(jīng)中樞3-138ms神經(jīng)中樞進(jìn)行信息加工處理70-300ms傳出神經(jīng)將沖動(dòng)傳導(dǎo)至肌肉激發(fā)肌肉收縮40-90ms總計(jì)113-528ms0.113-0.528s31湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系（4）反應(yīng)時(shí)的構(gòu)成第三十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日32湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日（5）研究反應(yīng)時(shí)的作用：反應(yīng)時(shí)指標(biāo)來近似說明人對信息處理過程的效率及影響因素。人的信息處理過程，大部分活動(dòng)是在體內(nèi)潛伏進(jìn)行的，難以對信息接受、加工和傳遞各個(gè)階段精確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定。利用反應(yīng)時(shí)分析人的感知覺、注意、識(shí)別、學(xué)習(xí)、喚醒水平、動(dòng)作反應(yīng)、定向運(yùn)動(dòng)、信號刺激量等；利用反應(yīng)時(shí)提高作業(yè)效率；提高監(jiān)視水平和集中注意力；制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；改進(jìn)人機(jī)界面；改善作業(yè)條件和環(huán)境；選拔和培訓(xùn)特殊需要人員等。33湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日體育項(xiàng)目中的反應(yīng)時(shí)短跑運(yùn)動(dòng)員面對發(fā)令槍時(shí)、當(dāng)足球守門員盡力撲救點(diǎn)球時(shí)、當(dāng)網(wǎng)球、乒乓球運(yùn)動(dòng)員接發(fā)球時(shí)，如同其它許多運(yùn)動(dòng)一樣，這時(shí)快速的反應(yīng)是非常必要的。

劉翔：在2007年的統(tǒng)計(jì)中，劉翔的平均起跑反應(yīng)在秒。

34湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系測試對象簡單反應(yīng)時(shí)選擇反應(yīng)時(shí)一流選手0.12-0.3s0.6-0.7s一般選手0.3-0.4s0.8-0.9s第三十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日2008湯姆斯杯，林丹的擊球速度達(dá)到271km/h。反應(yīng)時(shí)間：0.16秒=(271*1000)/(12*60*60)35湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日2．簡單反應(yīng)時(shí)與選擇反應(yīng)時(shí)

反應(yīng)時(shí)根據(jù)刺激-反應(yīng)情境的不同可分為簡單反應(yīng)時(shí)和選擇反應(yīng)時(shí)。

(1)簡單反應(yīng)時(shí)定義：如果呈現(xiàn)的刺激只有一個(gè)，被試只在刺激出現(xiàn)時(shí)作出特定的反應(yīng)，這時(shí)獲得的反應(yīng)時(shí)稱為簡單反應(yīng)時(shí)。測試的特點(diǎn)：刺激與反應(yīng)都只有一個(gè)；多次刺激時(shí)，每次刺激與作出的反應(yīng)都是相同的；被試預(yù)先知道刺激的內(nèi)容和反應(yīng)方式；不必費(fèi)時(shí)間去識(shí)別、判斷，反應(yīng)容易，反應(yīng)時(shí)最短。

簡單反應(yīng)時(shí)測定儀進(jìn)行簡單反應(yīng)時(shí)測定過程：被試靜坐在弱光照明的測試臺(tái)前。面對將要呈現(xiàn)的光(或聲)信號刺激方向。事先讓被試熟悉刺激信號性質(zhì)。被試將手指放在反應(yīng)鍵上，當(dāng)刺激信號呈現(xiàn)時(shí)立即按反應(yīng)鍵，主試通過計(jì)時(shí)器測出從刺激呈現(xiàn)到被試作出反應(yīng)的時(shí)間。當(dāng)然，經(jīng)過多次練習(xí)后，測得的反應(yīng)時(shí)可接近最小極限值。36湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日(2)選擇反應(yīng)時(shí)定義：有多種不同的刺激信號，刺激與反應(yīng)之間表現(xiàn)為一一對應(yīng)的前提下，呈現(xiàn)不同刺激時(shí)。要求作出不同的反應(yīng)，這時(shí)獲得的反應(yīng)時(shí)稱為選擇反應(yīng)時(shí)。選擇反應(yīng)的特點(diǎn)：刺激信號多而復(fù)雜；需要分析、思考和選擇；容易出現(xiàn)錯(cuò)誤；其反應(yīng)時(shí)比簡單反應(yīng)時(shí)長。隨著刺激與反應(yīng)的內(nèi)容和性質(zhì)的復(fù)雜化，選擇反應(yīng)時(shí)可能較長地遲延。

選擇反應(yīng)時(shí)測定儀測量選擇反應(yīng)時(shí)過程：刺激信號是多種顏色的燈光(或多種頻率的聲音，以及多種不同形狀指針的儀表盤等)，以隨機(jī)的順序變換著不同顏色燈光，被試根據(jù)呈現(xiàn)的燈光，按相對應(yīng)的不同反應(yīng)鍵，即可從計(jì)時(shí)器分別測得對不同顏色燈光的選擇反應(yīng)時(shí)。37湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日驗(yàn)證反應(yīng)時(shí)間簡單反應(yīng)時(shí)選擇反應(yīng)時(shí)A左手B右手A拇指B食指C中指D無名指E小指38湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系A(chǔ)C第三十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日3．各種感覺通道的反應(yīng)時(shí)感覺通道反應(yīng)時(shí)間/ms感覺通道反應(yīng)時(shí)間/ms觸覺117~182溫覺180~240聽覺120~182嗅覺210~390視覺150~225痛覺400~1000冷覺150~230味覺308~108239湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第三十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日四、影響反應(yīng)時(shí)的因素1．刺激信號性質(zhì)的影響

(1)刺激的強(qiáng)度刺激強(qiáng)度必須達(dá)到一定的能量才能使感覺器官形成感覺。這種對信號刺激能量范圍要求稱為該感官的絕對感覺閾限。

反應(yīng)時(shí)隨刺激強(qiáng)度的增加而縮短，并逐漸趨近一個(gè)特定值，越接近這個(gè)值，強(qiáng)度對反應(yīng)時(shí)的影響越小。40湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系第四十頁，共六十一頁，2022年，8月28日表3刺激的閾限41湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系

感覺刺激閾限下限觸覺蜜蜂翅膀從1cm高處落到肩上的感覺聽覺在寂靜場所從60m遠(yuǎn)處聽到鐘擺走動(dòng)聲（2*10-5Pa）視覺在晴朗的夜晚距48Km遠(yuǎn)處能看到的燭光（約10個(gè)光量子）嗅覺在30平方米的房間內(nèi)開始嗅到一滴香水散發(fā)的香味味覺一匙白糖溶于9L水中初次能嘗到的甜味四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日(2)刺激的空間特性

刺激強(qiáng)度包括空間的累積，面積與強(qiáng)度是可以相互替代的。把大小不同的白方塊放在閱讀距離上。用反射日光作刺激測定反應(yīng)時(shí)，結(jié)果如下表。隨著刺激面積的增大，便在一定范圍內(nèi)增加了刺激的表面強(qiáng)度，因此，反應(yīng)時(shí)相應(yīng)縮短。又如儀表的刻度線之間的距離與讀表反應(yīng)時(shí)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)證明，相鄰刻度線所形成的視角越小，讀表反應(yīng)時(shí)越長，反之則越短。方塊邊長/mm36122448反應(yīng)時(shí)間/ms19518818418217942湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日(3)刺激的持續(xù)時(shí)間刺激強(qiáng)度還應(yīng)包括刺激時(shí)間的累積。在一定范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)隨刺激時(shí)間的增加而縮短。

(4)刺激的清晰度信號本身越清晰，刺激反應(yīng)時(shí)就越短。此外信號的清晰度還與背景環(huán)境有關(guān)，因此設(shè)計(jì)信號應(yīng)考慮與背景的對比度因素。如使用燈光信號，要考慮與背景的亮度比；使用標(biāo)志信號，要考慮與背景的顏色對比；使用聲音信息，要考慮與背景的信噪比及頻率分布的區(qū)別等。43湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系表5光刺激時(shí)間與反應(yīng)時(shí)光刺激時(shí)間/ms36122448反應(yīng)時(shí)間/ms191189187184184四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日2．人的機(jī)體狀態(tài)的影響(1)機(jī)體對環(huán)境條件的適應(yīng)狀態(tài)

人的機(jī)體處了適應(yīng)環(huán)境條件的狀態(tài)，刺激反應(yīng)時(shí)短。如視覺適應(yīng)照明環(huán)境，對光的刺激反應(yīng)時(shí)就短。聽覺適應(yīng)聲音環(huán)境，對聲刺激反應(yīng)時(shí)也短。相反，對新的環(huán)境。不熟悉的環(huán)境，或不斷變化的環(huán)境，機(jī)體沒有適應(yīng)時(shí)反應(yīng)時(shí)就長。在視、聽信號刺激反應(yīng)中，為了縮短反應(yīng)時(shí)，必須考慮機(jī)體對環(huán)境的適應(yīng)問題。（籃球、足球比賽）

44湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十四頁，共六十一頁，2022年，8月28日45湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系

表6不同預(yù)備時(shí)間與反應(yīng)時(shí)預(yù)備時(shí)間/s0.5124平均反應(yīng)時(shí)/ms335241245276標(biāo)準(zhǔn)差/ms64435156(2)精神準(zhǔn)備程度人對將要出現(xiàn)的刺激在精神上有準(zhǔn)備或準(zhǔn)備充分，反應(yīng)時(shí)就短。無準(zhǔn)備或準(zhǔn)備不充分則反應(yīng)時(shí)長。準(zhǔn)備程度可以用預(yù)備時(shí)間長短來說明。從表中可見，l-2s預(yù)備時(shí)間的反應(yīng)時(shí)較短。在連續(xù)呈現(xiàn)刺激的情況下，也可將刺激的間隔時(shí)間看成準(zhǔn)備時(shí)間。特爾福德(c.W.Telford)研究認(rèn)為：1-2s的刺激間隔反應(yīng)時(shí)最短，其次是3s，間隔再長或小于1s時(shí)反應(yīng)時(shí)變長。間隔1-9min出現(xiàn)一個(gè)信號比間隔10-15s出現(xiàn)一個(gè)信號時(shí)的反應(yīng)效率要低10倍。四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十五頁，共六十一頁，2022年，8月28日

(3)年齡因素

20歲以前，隨著年齡增加反應(yīng)時(shí)縮短。20歲以后隨著年齡增加反應(yīng)時(shí)逐漸變長，60歲以后明顯變長，以20歲的反應(yīng)時(shí)為100，不同年齡組反應(yīng)時(shí)延長情況。46湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系注意：反應(yīng)時(shí)還受喚醒水平、動(dòng)機(jī)、練習(xí)和疲勞因素影響，個(gè)體差異也影響反應(yīng)時(shí)。年齡與簡單反應(yīng)時(shí)表年齡2030405060反應(yīng)時(shí)比例/%100104112116161第四十六頁，共六十一頁，2022年，8月28日3．影響選擇反應(yīng)時(shí)的因素影響選擇反應(yīng)時(shí)的因素，除上述討論的各種因素外。下列一些因素具有特別重要意義。

(1)刺激物數(shù)量的影響人接受心理、生理刺激的能力有一定的界限，如果給予的刺激或信號數(shù)量過多，接受和作出反應(yīng)困難，甚至不可能全部接受和作出反應(yīng)。實(shí)踐證明。隨著刺激物數(shù)量的增加，選擇反應(yīng)時(shí)增長。

基爾斯(s.w.Keels)研究提出，隨著刺激物數(shù)量增加，反應(yīng)時(shí)增長幅度逐漸變小，即刺激物數(shù)量增加1倍所引起的反應(yīng)時(shí)增加量近似恒定。47湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十七頁，共六十一頁，2022年，8月28日表8刺激物間差別與選擇反應(yīng)時(shí)

(2)刺激物間差別的影響

刺激物間的差別越小，識(shí)別判斷等信息加工處理活動(dòng)越復(fù)雜，因而選擇反應(yīng)時(shí)越長。如下表所示，對呈現(xiàn)的兩種顏色中，選擇紅色作出反應(yīng)，結(jié)果表明，同時(shí)呈現(xiàn)的兩種顏色間差別越小，選擇反應(yīng)時(shí)越長。又如對兩條線段長短的選擇反應(yīng)結(jié)果也類似，線段間長度差別越小，選擇反應(yīng)時(shí)越長。48湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素刺激物特性平均反應(yīng)時(shí)間/ms顏色紅與橙紅與（橙+25%紅）紅與（橙+50%紅）紅與（橙+75%紅）246252260271線段/mm10與1310與1210與1110與10.5296305324345第四十八頁，共六十一頁，2022年，8月28日49湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第四十九頁，共六十一頁，2022年，8月28日(3)作業(yè)時(shí)間長短的影響人的感官識(shí)別能力，在作業(yè)開始不久的一段時(shí)間內(nèi)較高，識(shí)別速度較快，以后漸漸降低。一般經(jīng)過30-40min，識(shí)別效率可能降至開始時(shí)的一半。

(4)信號間隔與發(fā)生頻度的影響信號間隔小于0.5s，連續(xù)發(fā)出的信號往往檢查不出來。因此，一般認(rèn)為0.5s是人對信息處理能力的一個(gè)界限。在監(jiān)視作業(yè)情況下，信號有規(guī)則地呈現(xiàn)時(shí)，識(shí)別速度快，檢出率高。對不限定間隔時(shí)間的信號，作業(yè)人員能預(yù)期發(fā)生時(shí)識(shí)別時(shí)間較短；非預(yù)期發(fā)生時(shí)則識(shí)別時(shí)間長。對發(fā)生頻度高的監(jiān)視作業(yè)，識(shí)別時(shí)間較短，信號檢出率高；相反則識(shí)別時(shí)間長，檢出率低。50湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第五十頁，共六十一頁，2022年，8月28日表9反應(yīng)動(dòng)作距離與反應(yīng)時(shí)

(5)反應(yīng)動(dòng)作距離與方向的影響選擇反應(yīng)時(shí)當(dāng)中包括做出相應(yīng)反應(yīng)動(dòng)作的時(shí)間。手的反應(yīng)動(dòng)作，隨著出手距離增加，反應(yīng)時(shí)相應(yīng)變長。下表為東北大學(xué)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室所作向前出手反應(yīng)動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。51湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系出手距離/cm204060平均反應(yīng)時(shí)/ms525596670標(biāo)準(zhǔn)差/ms507174四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第五十一頁，共六十一頁，2022年，8月28日反應(yīng)動(dòng)作出手方向選擇選擇反應(yīng)動(dòng)作的出手方向不同，反應(yīng)時(shí)也不同。以出手方向②的反應(yīng)時(shí)為100；③為102；①為123；④為128；⑤為129。在⑥的位置上向左向右移動(dòng)速度沒有差別。手返回身體方向的動(dòng)作速度比離開身體方向時(shí)要快些。52湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素右手165432手第五十二頁，共六十一頁，2022年，8月28日(6)反應(yīng)準(zhǔn)確性的影響（速度和準(zhǔn)確性的矛盾）選擇反應(yīng)時(shí)還受反應(yīng)準(zhǔn)確性的影響。如在實(shí)驗(yàn)測試時(shí)，要求被試者盡可能快地反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)選擇反應(yīng)時(shí)明顯縮短，同時(shí)選擇反應(yīng)的錯(cuò)誤數(shù)隨之增加。相反，要求減少選擇反應(yīng)的錯(cuò)誤，則選擇反應(yīng)時(shí)變長。

這種關(guān)系被稱為“速度一準(zhǔn)確性互換”現(xiàn)象。在實(shí)際情境中，過分追求快速度或過分追求難確性都是得不償失的。往往在中等速度(或準(zhǔn)確性)時(shí)，作業(yè)人員能獲得最佳的作業(yè)效能。為了提高人的反應(yīng)速度?？s短反應(yīng)時(shí)間，必須注意以下幾點(diǎn)：

①合理選擇感覺通道，②確定刺激信號特點(diǎn)；③合理設(shè)計(jì)顯示裝置和控制裝置；④進(jìn)行職業(yè)選擇和適應(yīng)性訓(xùn)練。53湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系四、影響反應(yīng)時(shí)的因素第五十三頁，共六十一頁，2022年，8月28日五、反應(yīng)時(shí)的應(yīng)用示例（1）感官檢查

定義：利用人的感覺器官評價(jià)判定產(chǎn)品質(zhì)量的檢查方法。

用視覺檢查加工表面疵點(diǎn)、檢查焊接是否完美，用觸覺檢查布的手感，用聽覺檢查軸承磨損等。

感官檢查的優(yōu)點(diǎn)：

第一，感官檢查方法簡便、迅速、費(fèi)用少；第二，使用儀器時(shí)往往也要通過感官間接來檢查；第三,不用感官無法檢查，如食品的風(fēng)味、用品的手感等。感官檢查缺點(diǎn)：不同人評價(jià)會(huì)有差別。其原因除個(gè)人差異外，還受人機(jī)體的狀態(tài)和刺激反應(yīng)環(huán)境等影響。

（2）用檢出成功率和反應(yīng)時(shí)來評價(jià)監(jiān)視作業(yè)效率。

分析監(jiān)視作業(yè)中影響刺激反應(yīng)效率