2023年人因工程學課后習題及解答

第人因工程學課后習題及解答

《人因工程學》課后復習思考題答案

郭伏、錢省三主編

第一章

一、簡述人因工程學的定義。

答：人因工程學就是按照人的特性設計和改進人一機一環(huán)境系統(tǒng)的科學。

人一機一環(huán)境系統(tǒng)是指由共處于同一時間和空間的人與其所操縱的機器以及他們所處的周圍環(huán)境所構成的系統(tǒng)，也可以簡稱為人一機系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)人、機、環(huán)境之間的最佳匹配，人因工程學把人的工作優(yōu)化問題作為追求的重要目標。其標志是使處于不同條件下的人能高效、安全、健康、舒適地工作和生活。

二、人因工程學的發(fā)展歷程經(jīng)歷了哪幾個階段？

答：

發(fā)萌芽時期（20世紀初期）人因工程學的興起時期（19101940年）人因工程學的成長時期（19401960年）人因工程學的發(fā)展時期（1960年以后）

展史1.人因工程學的萌芽時期

20世紀初，美國人泰勒(科學管理的創(chuàng)始人)進行了著名的鐵鏟實驗和時間研究實驗，他還對工人的操作進行了時間研究，改進操作方法，制定標準時間，在不增加勞動強度的條件下提高了工作效率。

與泰勒同一時期的吉爾布雷斯夫婦開展了動作研究，創(chuàng)立了通過動素分析改進操作動作的方法。

在這一時期，德國心理學家閔斯托伯格倡導將心理學應用于生產(chǎn)實踐，其代表作是《心理學與工業(yè)效率》，提出了心理學對人在工作中的適應與提高效率的重要性。

20世紀初，雖然已孕育著人因工程學的思想萌芽，但人機關系總的特點是以機器為中心，通過選拔和培訓使人去適應機器。由于機器進步很快，使人難以適應，因此大量存在著傷害人身心的問題。

2.人因工程學的興起時期

這一階段處于第一次世界大戰(zhàn)至第二次世界大戰(zhàn)之前。第一次世界大戰(zhàn)為工作效率研究提供了重要背景。該階段主要研究如何減輕疲勞及人對機器的適應問題。

自1924年開始，在美國芝加哥西方電氣公司的霍桑工廠進行了長達8年的霍桑實驗，這是對人的工作效率研究中的一個重要里程碑。實驗得到的結論是工作效率不僅受物理的、生理的因素影響，還發(fā)現(xiàn)組織因素、工作氣氛和人際關系等都是不容忽視的因素。

3.人因工程學的成長時期

這一階段包括第二次世界大戰(zhàn)至20世紀60年代。二戰(zhàn)以前，人與機器裝備的匹配，主

要是通過選拔和培訓，使人去適應機器裝備。

二戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭的需要，首先在軍事領域開始了與設計相關學科的綜合研究與應用，使人適應機器轉入到使機器適應人的新階段。

1945年第二次世界大戰(zhàn)結束時，本學科的研究與應用逐漸從軍事領域向工業(yè)等領域發(fā)展。并逐步應用軍事領域的研究成果來解決工業(yè)與工程設計中的問題。

此外，美國、日本和歐洲的許多國家先后成立了學會。為了加強國際間交流，1960年正式成立了國際人類工效學會(IEA)，標志著該學科已經(jīng)發(fā)展成熟，該組織為推動各國的人因工程發(fā)展起了重要作用。

4.人因工程學的發(fā)展時期

20世紀60年以后，人因工程學進入了一個新的發(fā)展時期。這個時期人因工程學的發(fā)展有三大基本趨向。

（1）研究領域不斷擴大。研究領域擴大到：人與工程設施、人與生產(chǎn)制造、人與技術工藝、人與方法標準、人與生活服務、人與組織管理等要素的相互協(xié)調適應上。

（2）應用的范圍越來越廣泛。人因工程學的應用擴展到社會的各行各業(yè)，包括人類生活的各個領域，如衣、食、住、行、學習、工作、文化、體育、休息等各種設施用具的科學化、宜人化。

（3）在高技術領域中發(fā)揮特殊作用。高技術與人類社會往往產(chǎn)生不協(xié)調的問題，只有綜合應用包括人因工程在內的交差學科理論和技術，才能使高技術與固有技術的長處很好結合，協(xié)調人的多種價值目標，有效處理高技術社會的各種問題。

三、人因工程學的研究內容是什么？

答：人因工程學的研究包括理論和應用研究兩個方面。但學科研究的總趨勢還是側重應用。其主要內容可概括為以下8個方面：

(1)研究人的生理與心理特性。人因工程學系統(tǒng)地研究人體特性，如人的感知特性、信息加工能力、傳遞反應特性；人的工作負荷與效能、疲勞；人體尺寸、人體力量、人體活動范圍；人的決策過程、影響效率和人為失誤的因素等。

(2)研究人機系統(tǒng)總體設計。人機系統(tǒng)的效能取決于它的總體設計。系統(tǒng)設計的基本問題是人與機器之間的分工以及人與機器之間如何有效地進行信息交流等問題。

(3)研究人機界面設計。在人機系統(tǒng)中，人與機相互作用的過程就是利用人機界面上的顯示器與控制器，實現(xiàn)人與機的信息交換的過程。研究人機界面的組成并使其優(yōu)化匹配，產(chǎn)品就會在功能、質量、可靠性、造型及外觀等方面得到改進和提高，也會增加產(chǎn)品的技術含量和附加值。

(4)研究工作場所設計和改善。工作場所設計包括工作場所總體布置、工作臺或操縱臺與座椅設計、工作條件設計等。

(5)研究工作環(huán)境及其改善。作業(yè)環(huán)境包括一般工作環(huán)境，如照明、顏色、噪聲、振動、溫度、濕度、空氣粉塵和有害氣體等，也包括高空、深水、地下、加速、減速、高溫、低溫及輻射等特殊工作環(huán)境。

(6)研究作業(yè)方法及其改善。人因工程學主要研究人從事體力作業(yè)、技能作業(yè)和腦力作業(yè)時的生理與心理反應、工作能力及信息處理特點；研究作業(yè)時合理的負荷及能量消耗、工作與休息制度、作業(yè)條件、作業(yè)程序和方法；研究適宜作業(yè)的人機界面等等。

(7)研究系統(tǒng)的安全性和可靠性。人因工程研究人為失誤的特征和規(guī)律，人的可靠性和安全性，找出導致人為失誤的各種因素，以改進人機環(huán)境系統(tǒng)，通過主觀和客觀因素的相互補充和協(xié)調，克服不安全因素，搞好系統(tǒng)安全管理工作。

(8)研究組織與管理的效率。人因工程學要研究人的決策行為模式；研究如何改進生產(chǎn)

或服務流程；研究組織形式與組織界面，便于員工參與管理和決策，使員工行為與組織目標相適應等。

四、人因工程學有哪些研究方法？

答：（一）調查法

調查法是獲取有關研究對象資料的一種基本方法。它具體包括訪談法、考察法和問卷法。

（1）訪談法。是研究者通過詢問交談來收集有關資料的方法。

（2）考察法。通過實地考察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的人一機一環(huán)境系統(tǒng)中存在的問題，為進一步開展分析、實驗和模擬提供背景資料。

（3）問卷法。是研究者根據(jù)研究目的編制一系列問題和項目，以問卷或量表的形式收集被調查者的答案并進行分析的一種方法。

（二）觀測法

觀測法是研究者通過觀察、測定和記錄自然情境下發(fā)生的現(xiàn)象來認識研究對象的一種方法。這種方法是在不影響事件的情況下進行的，觀測者不介入研究對象的活動中，因此能避免對研究對象的影響，可以保證研究的自然性和真實性。

（三）實驗法

實驗法是在人為控制的條件下，排除無關因素的影響，系統(tǒng)地改變一定變量因素，以引起研究對象相應變化來進行因果推論和變化預測的一種研究方法。

實驗法分為兩種，實驗室實驗和自然實驗。

實驗室實驗是借助專門的實驗設備，在對實驗條件嚴加控制的情況下進行的。

自然實驗也對實驗條件進行適當控制，由于實驗是在正常的情境中進行，因此，實驗結果比較符合實際。

實驗中存在的變量有自變量、因變量和干擾變量三種。

自變量是研究者能夠控制的變量，它是引起因變量變化的原因。

因變量應能穩(wěn)定、精確地反映自變量引起的效應，具有可操作性；能充分代表研究的對象性質，具有有效性。同時盡可能要求指標客觀、靈敏和定量描述。

干擾變量按其來源可分為個體差異、環(huán)境條件干擾及實驗污染三個因素。

（四）心理測量法

心理測量法（也叫感覺評價法）是運用人的主觀感受對系統(tǒng)的質量、性質等進行評價和判定的一種方法，即人對事物客觀量作出主觀感覺評價。

心理測量對象可分為兩類，一類(A)是對產(chǎn)品或系統(tǒng)的特定質量、性質進行評價，如聲壓級、照明的照度及亮度、空氣的干濕程度等評價；另一類(B)是對產(chǎn)品或系統(tǒng)的整體進行綜合評價，如舒適性、使用性、居住性、工作性等。

（五）心理測驗法

心理測驗法是以心理學中有關個體差異理論為基礎，將操作者個體在某種心理測驗中的成績與常模作比較，用以分析被試心理素質特點。

測驗必須滿足以下兩個條件:第一，必須建立常模。常模是某個標準化的樣本在測驗上的平均得分。第二，測驗必須具備一定的信度和效度，即準確而可靠地反映所測驗的心理特性。

（六）圖示模型法

圖示模型法是采用圖形對系統(tǒng)進行描述，直觀地反映各要素之間的關系，從而揭示系統(tǒng)本質的一種方法。這種方法多用于機具、作業(yè)與環(huán)境的設計和改進，特別適合于分析人機之間的關系。

在圖示模型法中，應用較多的是三要素圖示模型。這是一種靜態(tài)圖示模型，把人和機的

功能都概括為三個基本要素。人的三要素是中樞神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官和運動器官；機具的三要素是機器本體、顯示器和控制器。圖1-1a為三要素圖示模型形式；圖1-1b為駕駛員汽車圖示模型(宮脅)示例(P14)。此外，動態(tài)圖示模型有方框圖和流程圖等。

五、實驗室實驗和自然實驗各有何特點？

答：⑴實驗室實驗是借助專門的實驗設備，在對實驗條件嚴加控制的情況下進行的。由于對實驗條件嚴格控制，該種方法有助于發(fā)現(xiàn)事件的因果關系，并允許人們對實驗結果進行反復驗證。缺點是主試嚴格控制實驗條件，使實驗情景帶有極大的人為性質，被試意識到正在接受實驗，可能干擾實驗結果的客觀性。

⑵自然實驗也叫現(xiàn)場實驗，在某種程度上克服了實驗室實驗的缺點。自然實驗雖然也對實驗條件進行適當控制，但由于實驗是在正常情況中進行，因此，實驗結果比較符合實際。但是，由于實驗條件控制不夠嚴格，有時很難得到精確的實驗結果。

六、社么是效度？什么事信度？人因工程研究方法為什么要保證效度和信度要求？

答：1.效度。效度是指研究結果能真實的反映所評價的內容?？蓮牟煌嵌妊芯啃Ф龋瑧帽容^廣泛的是內部效度和外部效度。

（1）內部效度。是指研究中各變量間確實存在著一定的因果關系。

（2）外部效度。外部效度是指某一研究的結論能夠在多大程度上推廣和普及到其他的人和背景中去。

2.信度。信度指的是研究方法和研究結果的可靠性，即多次測量的結果保持一致性的程度。實際研究中通常用一致性系數(shù)法、等值性系數(shù)法、內部一致性系數(shù)法來估計信度。

在人機環(huán)境系統(tǒng)中，人的行為受很多因素影響，很不容易測試。而人因工程學的研究成果或間接地應用于生產(chǎn)和生活實際，其研究質量將對實踐產(chǎn)生顯著的影響，因此，要準確地揭示人機環(huán)境系統(tǒng)的規(guī)律性，必須使所用的研究方法具有可靠性（信度）和有效性（效度）。研究方法的效度、信度是評價研究方法科學性的重要標準。在開展研究的同時，要注意所選研究方法的信度和效度，并對研究成果進行總結、評價和改進。

七.機具的研究步驟有哪些？

答：1.確定目的及功能。首先確定設計和改進機具的目的，然后找出實現(xiàn)目的的手段，即賦予機具一定的功能。

2.人與機具的功能分配。對人和機具的能力特性進行比較，以充分發(fā)揮各自的特長。

3.模型描述。用模型對系統(tǒng)進行具體的描述，以揭示系統(tǒng)的本質。4.分析。對人的特性、機具的特性和系統(tǒng)的特性進行分析。

5.模型的實驗。如果需要更詳細的設計或改進數(shù)據(jù)時，可以在上述分析數(shù)據(jù)的基礎上制作出機具的模型，再由人使用該機具模型，反復實驗研究。

6.機具的設計與改進。最后是確定機具的最優(yōu)方案，并進行具體的設計和改進。

八.簡述人因工程學與人體工程學的關系.。

答：人體生理學、心理學、人體測量學、解剖學、生物力學、醫(yī)學等，是人因工程的重要基礎學科。其中心理學、人體測量學、生理學與人因工程學的關系更為密切。

醫(yī)學與生理學對人因工程的作用是很明顯的。許多人因工程學的問題，若要深入探究其

原理與機制，就需要從人體解剖特點和人體生理過程進行分析。

心理學與人因工程的研究對象、內容和方法存在著很多共通性。心理學關于人的信息加工研究的成果，可為人因工程學提供科學原理和設計參數(shù)。人的任何工作和行為都離不開心理活動。

人體測量學主要研究靜態(tài)結構性人體測量尺寸數(shù)據(jù)和動態(tài)功能性人體測量數(shù)據(jù)。

生物力學主要研究人體運動及受力情況，人與機器、工具間受力關系。

第二章

1．簡述神經(jīng)系統(tǒng)的構成與主要功能。2．簡述中樞神經(jīng)系統(tǒng)的協(xié)調作用。3．簡述感覺系統(tǒng)的分類及構成。

4．簡述腦力勞動與神經(jīng)緊張型作業(yè)的生理變化特點。5．人的心理因素（精神狀態(tài)）可分為幾個方面。6．什么是能力？影響作業(yè)者能力的因素是什么？

7．什么是產(chǎn)能？人體補充ATP的過程有那幾種方法？8．何為動機？簡述動機與需要，動機與工作效率的關系。9．簡述行為科學種主要的激勵動機學說。

10．什么是情緒？人的典型晶須狀態(tài)可分為哪幾種？

1．答：神經(jīng)系統(tǒng)是由包括腦和脊髓的中樞神經(jīng)以及遍布全身各處的周

圍神經(jīng)所組成。功能：神經(jīng)系統(tǒng)是人體的主導系統(tǒng)，全身各器官、系統(tǒng)均在神經(jīng)系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和調節(jié)下互相影響，互相協(xié)調，以保證人體的統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相對平很，并且使集體的以適應多變的環(huán)境，同時也調節(jié)著機體內環(huán)境的平衡。