實(shí)驗(yàn)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)在工程心理學(xué)中的應(yīng)用

第一節(jié)工程心理學(xué)的誕生和發(fā)展（了解）第二節(jié)

研究方法（理解）第三節(jié)心理負(fù)荷研究（理解）目前一頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

東方航空401航班墜機(jī)事故引起了心理學(xué)研究者的關(guān)注：當(dāng)401航班即將飛抵邁阿密國際機(jī)場時(shí)，飛行員突然發(fā)現(xiàn)前輪指示燈還沒亮。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)那么1．工程心理學(xué)誕生和發(fā)展的歷程？2．工程心理學(xué)的研究對象是什么？3．工程心理學(xué)的各研究方法及其特點(diǎn)？4．心理負(fù)荷是用何種方法進(jìn)行測量的？5．有關(guān)心理負(fù)荷有哪些具體研究？得出了怎樣的結(jié)論？

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前四頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

一、工程心理學(xué)的誕生

二戰(zhàn)時(shí)期工業(yè)心理學(xué)（1）人對武器的適應(yīng)（2）飛機(jī)的設(shè)計(jì)（速度讀表、暗適應(yīng)裝置）第一節(jié)工程心理學(xué)的誕生和發(fā)展實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前五頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)二、工程心理學(xué)的發(fā)展

工程心理學(xué)的發(fā)展也主要體現(xiàn)在----揭示人類的能力和限度，以指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這一總的研究宗旨被分解為兩個(gè)子目標(biāo)：（1）系統(tǒng)的安全需求；（2）操作上的方便需求。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前六頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)第二節(jié)研究方法

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前七頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

在棒球場上，面對遠(yuǎn)處飛來的棒球，中鋒必須首先在其視野內(nèi)發(fā)現(xiàn)棒球，才能判斷球的落點(diǎn)。在交通密集度高的航線上，飛行員必須時(shí)刻注意航線以避開迎面飛來的其他飛機(jī)。宇航員在停泊宇宙飛船時(shí)，必須覺察飛船和泊位之間的相對運(yùn)動情況。在高速公路上，汽車駕駛員在超車時(shí)，必須覺察鄰近汽車的情況以確定是否能安全超過。那么，如何將這一生活中的心理現(xiàn)象搬入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究呢？

一、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前八頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)朗和加維想到了實(shí)驗(yàn)室中靜態(tài)視敏度的研究。在知覺一章中，我們曾講到過靜態(tài)視敏度的測量，靜態(tài)視敏度是指知覺靜止物體細(xì)節(jié)的能力，可以使用”蘭道環(huán)Ｃ”進(jìn)行測量，即用帶小缺口的字母C進(jìn)行測量。若環(huán)間缺口很大，被試便很容易注意到；若環(huán)中缺口很小，字母C就會被當(dāng)成O。被試剛好能正確辨別的蘭道環(huán)缺口的大小就是被試的視敏度指數(shù)。如果要測量動態(tài)視敏度，只要使蘭道環(huán)按照一定的運(yùn)動軌跡運(yùn)動起來就可以了。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前九頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)朗和加維在他們的實(shí)驗(yàn)室中是這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的：他們將蘭道環(huán)投射到一個(gè)白色屏幕上。實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)自變量蘭道環(huán)的缺口的方向，蘭道環(huán)的缺口可能朝向四個(gè)方向：左上、右上、左下和右下，缺口的方向是隨機(jī)變化的，每次實(shí)驗(yàn)都不相同，被試的任務(wù)就是判斷運(yùn)動著的蘭道環(huán)缺口的方向。實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)自變量是缺口的大小，每次實(shí)驗(yàn)都以一個(gè)較大的缺口開始，如果被試的反應(yīng)正確，那么缺口會變小，一直到被試反應(yīng)錯(cuò)誤為止。然后，增大缺口的大小，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到被試再次對蘭道環(huán)缺口的方向作出正確判斷，便停止實(shí)驗(yàn)。這種測定閾限的方法稱為極限法，正確與錯(cuò)誤反應(yīng)的中間值就是被試的閾限，在本實(shí)驗(yàn)中，就是被試的動態(tài)視敏度。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)除了蘭道環(huán)的缺口大小和方向外，朗和加維還加入了另一個(gè)自變量----波長。因?yàn)殪o態(tài)視敏度的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與其他的視錐細(xì)胞相比，藍(lán)色的錐體細(xì)胞的感受性較強(qiáng)，人們對藍(lán)色物體的視敏度較高，辨認(rèn)閾限較低。因此，朗和加維認(rèn)為，有必要研究波長（顏色）對動態(tài)視敏度的影響。實(shí)驗(yàn)選用了四種顏色，分別是白色、藍(lán)色、黃色和紅色。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的第四個(gè)自變量是蘭道環(huán)的運(yùn)動速度。早期研究顯示不同的運(yùn)動速度會對被試的察覺產(chǎn)生不同的影響，比如：我們很難察覺迅速在我們眼前滑過的東西。本實(shí)驗(yàn)中選用了三種不同的角速度。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)的最后一個(gè)自變量是被試眼睛的適應(yīng)水平。以往的研究告訴我們：在夜間觀察時(shí)，視桿細(xì)胞在視覺中起重要作用，此時(shí)視覺稱為暗視覺，而在光線明亮的情況下，視錐細(xì)胞在視覺中起了重要的作用，此時(shí)視覺稱為明視覺。然而，視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞對波長（顏色）有不同的敏感性。暗視覺的情況下，視桿細(xì)胞即使無法辨別確定顏色，仍然會對各種不同的波長以不同的敏感性作出反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)所以，在暗視覺中，有必要研究波長的效應(yīng)，因?yàn)樵谶@種情況下，視桿細(xì)胞的作用占主導(dǎo)地位；而在明視覺條件下，則沒有必要，因?yàn)橐曞F細(xì)胞支配著視覺，占主導(dǎo)地位。所以在本實(shí)驗(yàn)中，用夜晚觀察條件來產(chǎn)生暗視覺，用白天觀察條件來產(chǎn)生明視覺。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)實(shí)驗(yàn)所使用的被試為兩個(gè)男性，兩人在戴眼鏡時(shí)的靜態(tài)視敏度均是20/20。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，也要求被試帶上眼鏡。雖然，實(shí)驗(yàn)的樣本量很小，只有兩個(gè)被試，但這并不影響實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)論完全可以在其他的實(shí)驗(yàn)室中重復(fù)驗(yàn)證，這也正是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法的一大優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)根據(jù)兩個(gè)被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，朗和加維總結(jié)到：隨著物體速度的增加，閾限（剛好能察覺的蘭道環(huán)缺口大小）也會增加。速度越快，被試越難正確判斷缺口的方向。在夜晚觀察條件（暗視覺）下，藍(lán)色物體有較低的閾限，比其他顏色的物體更易于被知覺到；而在白天觀察條件（明視覺）下卻不然。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

馬隆和柯克帕特里克將2100個(gè)出租車司機(jī)均分為四組：三個(gè)實(shí)驗(yàn)組和一個(gè)控制組。依據(jù)年齡、性別和有無事故的歷史對司機(jī)進(jìn)行匹配。實(shí)驗(yàn)的自變量是車尾部剎車燈的安裝情況。實(shí)驗(yàn)中，剎車燈有四種安裝格局：（1）當(dāng)時(shí)所有汽車正在使用的剎車燈格局，即在汽車較低的兩側(cè)安裝兩個(gè)剎車燈，控制組車輛的剎車燈就使用這種格局，即不對其剎車燈進(jìn)行任何調(diào)整；（2）汽車中央的高位剎車燈；（3）獨(dú)立的雙高位剎車燈；（4）對現(xiàn)形的剎車燈進(jìn)行了調(diào)整，即將剎車和轉(zhuǎn)向獨(dú)立開來。二、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)分別按照（2）、（3）、（4）的安裝格局安裝三個(gè)實(shí)驗(yàn)組車輛的剎車燈。實(shí)驗(yàn)的因變量是車輛在一年中發(fā)生的追尾碰撞事件。在此項(xiàng)研究中，所有的出租車司機(jī)在不同的路況和氣候的情況下行駛了6000多萬公里。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)結(jié)果馬隆和柯克帕特里克發(fā)現(xiàn)：使用中央高位剎車燈的司機(jī)比安裝其他形式剎車燈的司機(jī)經(jīng)歷較少的追尾事件。與控制條件（現(xiàn)存的剎車燈格局）相比，在安裝中央高位剎車燈的情況下，追尾事件的出現(xiàn)率少54%。并且即使事故發(fā)生，和控制條件相比，有中央高位剎車燈的車能使追尾事件的破壞程度降低38%。馬隆和柯克帕特里克推測，這種剎車燈的安裝格局會使尾隨車輛的司機(jī)在面臨危險(xiǎn)時(shí)，更快地剎車，從而降低了相撞時(shí)的速度和彼此的破壞程度。當(dāng)出租車裝上中央高位剎車燈后，是什么使得尾隨車輛的剎車加快了呢？馬隆和柯克帕特里克推測是由于中央高位剎車燈的安裝格局接近個(gè)體正常視線的緣故，也就是說，剎車燈剛好位于司機(jī)駕車時(shí)通?？吹降奈恢?。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

由于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)必須在真實(shí)的情景中加以實(shí)施，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必然會受到真實(shí)情景局限。因而，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)有時(shí)使用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（quasi-experimentdesign）是為適應(yīng)現(xiàn)場研究（或?qū)嵉匮芯浚╢ieldstudy）的需要而提出的。在現(xiàn)場研究中，不能像在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中那樣進(jìn)行嚴(yán)格的控制。對被試條件也不可能像在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中那樣地隨機(jī)取樣。下面舉幾種較常用的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)1．時(shí)間序列設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)2．等時(shí)間取樣設(shè)計(jì)

等時(shí)間取樣設(shè)計(jì)（equal-timesamplingdesign）是時(shí)間序列設(shè)計(jì)思想的延伸，主要也是根據(jù)心理特征變化趨勢的平穩(wěn)性。在等時(shí)間取樣設(shè)計(jì)中，抽取兩個(gè)相等的時(shí)間段，在一個(gè)時(shí)間段上給以實(shí)驗(yàn)處理，并在處理后測量被試心理特征的值，在另一個(gè)時(shí)間段上不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理，并在處理后測試被試心理特征的值。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)抽取若干這樣的時(shí)間段對，計(jì)算每個(gè)時(shí)間段對的兩次測量間的相關(guān)，如果這些相關(guān)間的一致性很好，就說明時(shí)間序列的平穩(wěn)性高，某一時(shí)間段上心理變化的趨勢可以用來預(yù)測其他時(shí)間段上心理變化的趨勢，也即現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以預(yù)測以后情景中的相似行為的出現(xiàn)。并且每個(gè)時(shí)間段對中兩次測量間的相關(guān)值，可以作為判斷實(shí)驗(yàn)主效應(yīng)的依據(jù)，如果相關(guān)很低，就說明實(shí)驗(yàn)處理有效。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)3．不等同控制組設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)三、情景模擬法

情景模擬法兼?zhèn)鋵?shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)，是工程心理學(xué)中一種比較理想的研究方法，因此在工程心理學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)不過，情景模擬法研究的效果在很大程度上取決于模擬的逼真度。逼真度越高，得到的結(jié)果越接近于實(shí)際情形。情景模擬研究的逼真度主要包含設(shè)備逼真度（equipmentfidelity）、環(huán)境條件逼真度（environmentfidelity）、作業(yè)活動逼真度（taskfidelity）和心理感受逼真度（psychologicalfidelity）。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

心理負(fù)荷（mentalworkload）是一個(gè)比較復(fù)雜的概念，對于它的涵義至今沒有統(tǒng)一的認(rèn)識。有研究者認(rèn)為心理負(fù)荷是由輸入負(fù)荷、個(gè)體努力和工作績效三部分構(gòu)成，也有研究者從工作性質(zhì)或工作特點(diǎn)上區(qū)分心理負(fù)荷和體力負(fù)荷，把體力支出少的偏于腦力工作的負(fù)荷稱為心理負(fù)荷。第三節(jié)心理負(fù)荷研究實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)所謂次要任務(wù)就是在執(zhí)行重要任務(wù)（首要任務(wù)）過程中所插入的一項(xiàng)無關(guān)任務(wù)。若主要任務(wù)的心理負(fù)荷很高，人們就沒有能力進(jìn)行次要任務(wù)，若主要任務(wù)心理負(fù)荷低，剩下的心理資源便可以用來完成次要任務(wù)，所以次要任務(wù)的成績可以作為首要任務(wù)所需注意力或是心理負(fù)荷水平的指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)中常用的一些次要任務(wù)為：

一、心理負(fù)荷的測量

（一）次要任務(wù)法

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)（1）節(jié)奏性敲擊任務(wù)（2）時(shí)距判斷任務(wù)（3）口頭報(bào)告隨機(jī)數(shù)法（4）記憶搜索任務(wù)（5）心算任務(wù)（6）選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前二十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)

主觀評定法（subjectiveassessment）是讓被試對工作難度、時(shí)間壓力、緊張心情等主觀感受或體驗(yàn)進(jìn)行主觀評定的方法。在完成人機(jī)系統(tǒng)操作后，要求被試對他操作時(shí)的各個(gè)心理負(fù)荷因素進(jìn)行評分，所得分?jǐn)?shù)可以作為他們心理負(fù)荷水平的指標(biāo)。比如：庫珀—哈珀量表（Cooper-HarperScale，簡稱CH）和NASA（加利福尼亞的美國國家航空和宇宙航行局，NationalAeronauticsandSpaceAdministration，簡稱NASA）的作業(yè)負(fù)荷指數(shù)便為兩種用來測量真實(shí)情景中飛行駕駛的心理負(fù)荷水平的量表。

（二）主觀評定法實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三十頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)庫珀—哈珀量表要求飛行員對操縱飛機(jī)時(shí)感受到的飛機(jī)的可控程度進(jìn)行評分。CH量表為10點(diǎn)量表。

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)（三）心率測量

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)自1983年開始，在美國國家航空和宇宙航行局（NASA）的航空訓(xùn)煉總部（GeneralAviationTrainer，簡稱GAT）進(jìn)行了一系列的飛行實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)在一種相對不太昂貴的模擬飛行器中進(jìn)行，訓(xùn)練飛行員駕駛單一引擎的飛機(jī)。在模擬飛行器中，飛行員通?？梢愿杏X到整個(gè)飛機(jī)座艙隨自己的駕駛而運(yùn)動，十分逼真。與真實(shí)的駕駛經(jīng)驗(yàn)的唯一不同在于，常用不透明物覆蓋模擬飛行器座艙的窗戶，使得飛行員必須依靠儀表上的讀數(shù)來操作，而不象真正的駕駛中，飛行員可以看見實(shí)物。

二、心理負(fù)荷研究

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)目前三十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十點(diǎn)NASA的研究者們就是在這樣一種飛行模擬器中，采用次要任務(wù)法對飛行駕駛的心理負(fù)荷進(jìn)行了分析。在實(shí)驗(yàn)中