人因工程课件-第10章 脑力工作负荷
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脑力负荷定义及影响因素脑力负荷测量
影响。
脑力负荷与个体差异
考虑到个体差异，如年龄、性别、认 知能力等对脑力负荷的影响，制定个
性化的管理策略。
脑力负荷与工作生活平衡
合理安排工作和生活时间，避免长时 间高强度脑力劳动对身心健康的影响。
脑力负荷与环境因素
优化工作环境和条件，如照明、噪音、 温度等，以适应大脑的生理需求，提 高工作效率。
THANKS FOR WATCHING
照明条件
照明条件不良会影响视觉信息的获取和处理，增加脑力负荷。
温度和湿度
不适宜的温度和湿度会影响人体的生理功能，进而影响大脑的认 知效率，增加脑力负荷。
03 脑力负荷测量
主观测量 方法
心理量表
通过心理量表来评估个体感受到的脑力负荷，如简短 心理量表、疲劳量表等。
主观评价法
让个体根据自身感受对脑力负荷进行评估，通常采用 自评量表或等级评价。
优化工作流程
合理安排工作流程，减少重复和不必要的步 骤，提高工作效率。
任务分解
将复杂任务分解为多个简单任务，分步骤完 成，减轻一次性处理信息的压力。
合理休息
保证充足的休息时间，避免长时间连续工作， 有助于恢复脑力资源。
提高脑力负荷的策略
增加任务难度
适当提高任务的复杂性和难度，挑战大脑的 认知能力，促进脑力发展。
生理测量法
通过测量个体的生理指标来评估脑力负荷，如心率、血压、皮电反应等。这种方法能够更直接地反映大脑的认知和心 理状态，但需要相应的设备和专业人员。
神经影像学测量法
通过脑部影像技术来观察大脑在完成任务时的活动状态，如功能性磁共振成像（fMRI）、正电子发射断 层扫描（PET）等。这种方法能够提供大脑活动的直接证据，但设备昂贵且操作复杂。
脑力负荷与个体差异
考虑到个体差异，如年龄、性别、认 知能力等对脑力负荷的影响，制定个
性化的管理策略。
脑力负荷与工作生活平衡
合理安排工作和生活时间，避免长时 间高强度脑力劳动对身心健康的影响。
脑力负荷与环境因素
优化工作环境和条件，如照明、噪音、 温度等，以适应大脑的生理需求，提 高工作效率。
THANKS FOR WATCHING
照明条件
照明条件不良会影响视觉信息的获取和处理，增加脑力负荷。
温度和湿度
不适宜的温度和湿度会影响人体的生理功能，进而影响大脑的认 知效率，增加脑力负荷。
03 脑力负荷测量
主观测量 方法
心理量表
通过心理量表来评估个体感受到的脑力负荷，如简短 心理量表、疲劳量表等。
主观评价法
让个体根据自身感受对脑力负荷进行评估，通常采用 自评量表或等级评价。
优化工作流程
合理安排工作流程，减少重复和不必要的步 骤，提高工作效率。
任务分解
将复杂任务分解为多个简单任务，分步骤完 成，减轻一次性处理信息的压力。
合理休息
保证充足的休息时间，避免长时间连续工作， 有助于恢复脑力资源。
提高脑力负荷的策略
增加任务难度
适当提高任务的复杂性和难度，挑战大脑的 认知能力，促进脑力发展。
生理测量法
通过测量个体的生理指标来评估脑力负荷，如心率、血压、皮电反应等。这种方法能够更直接地反映大脑的认知和心 理状态，但需要相应的设备和专业人员。
神经影像学测量法
通过脑部影像技术来观察大脑在完成任务时的活动状态，如功能性磁共振成像（fMRI）、正电子发射断 层扫描（PET）等。这种方法能够提供大脑活动的直接证据，但设备昂贵且操作复杂。
人因工程体力工作负荷PPT教案
颈部力量等。 人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚部力量在所有各类力量中
起着重要的作用。
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一、人体活动力量
(一) 手部力量
（1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、 性别等因素的变化而有很大的差异。表8-1是根据对一组被试的测定所得到的 实验结果。从表8-1可以看出，年龄和性别对人体力量有很大的影响。
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一、人体活动力量
（2）手的操纵力。手的操纵力与人的作业姿势、用力方向等因素有关。 1）坐姿手操纵力（图8-1坐姿工作时不同角度的臂力测定） 2）立姿手操纵力（图8-2 立姿操纵时手的拉力和推力） 3）卧姿手操纵力（图8-3 卧姿时不同肘角伸臂的臂力测定） 4）常见手部操作动作及其力量极限（图8-4为常见手部操作动作及其力量极
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一、以相对代谢率指标分级
依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准的典型代表是日本能率协会的 划分标准，它将劳动强度划分为5个等级。如表8-8所示(P161)。
作业的RMR越高，规定的作业率应越低。 ≤2.7适宜的作业； <4的作业可以持续工作，但考虑精神疲劳也应安排适当休息； >4的作业不能连续进行； >7的作业应实行机械化。
二、 体力工作负荷的测定
（一）生理变化测定
生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血 压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。 生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率 指标。
第14页/共72页
血压、心率正常值
人体血压正常的效应值应该是：收缩压（高）90-140毫米汞柱之间；舒张压 （低）60-90毫米汞柱之间
（二）生化变化测定
经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的 影响，即所谓的“运动性尿蛋白”现象。
起着重要的作用。
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一、人体活动力量
(一) 手部力量
（1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、 性别等因素的变化而有很大的差异。表8-1是根据对一组被试的测定所得到的 实验结果。从表8-1可以看出，年龄和性别对人体力量有很大的影响。
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一、人体活动力量
（2）手的操纵力。手的操纵力与人的作业姿势、用力方向等因素有关。 1）坐姿手操纵力（图8-1坐姿工作时不同角度的臂力测定） 2）立姿手操纵力（图8-2 立姿操纵时手的拉力和推力） 3）卧姿手操纵力（图8-3 卧姿时不同肘角伸臂的臂力测定） 4）常见手部操作动作及其力量极限（图8-4为常见手部操作动作及其力量极
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一、以相对代谢率指标分级
依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准的典型代表是日本能率协会的 划分标准，它将劳动强度划分为5个等级。如表8-8所示(P161)。
作业的RMR越高，规定的作业率应越低。 ≤2.7适宜的作业； <4的作业可以持续工作，但考虑精神疲劳也应安排适当休息； >4的作业不能连续进行； >7的作业应实行机械化。
二、 体力工作负荷的测定
（一）生理变化测定
生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血 压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。 生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率 指标。
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血压、心率正常值
人体血压正常的效应值应该是：收缩压（高）90-140毫米汞柱之间；舒张压 （低）60-90毫米汞柱之间
（二）生化变化测定
经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的 影响，即所谓的“运动性尿蛋白”现象。
第十章 脑力工作负荷
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第四节 应激
应激是指机体对各种内、外刺激因素所做出的适应性反应的过 程，它是一种全身性的适应性反应。轻微状态下，它有时是有利 的，但更多时候是有害的。
31
第四节 应激
2．应激现象产生的原因 （1）系统偏离最佳状况 （2）环境要求与操作者能力不匹配 （3）动机因素的作用
32
第五节 脑力疲劳及其消除
22
第二节 脑力负荷的测量方法
2、SWAT量表
使用方法
（1）三个因素及每个因素的三个状态，共形成27个脑力负荷水平。 这27个脑力负荷水平被定义为在0（1，1，1）～100（3，3，3） 之间。 （2）操作人员完成某一任务后给出这项任务的时间负荷、努力程 度、压力负荷的程度，根据这三个指标就可以确定脑力负荷的状 态，然后根据前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。
3
第五章
脑力工作负荷
第一节 第二节
脑力负荷定义及影响因素 脑负荷的测量方法
第三节
第四节 第五节
脑力负荷预测方法
应激 脑力疲劳及其消除
4
第五章 本章重点
1、脑力负荷的定义
脑力工作负荷
2、脑力负荷的影响因素
本章难点
1、脑力负荷的测量方法有哪些？各有什么特点？
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第一节 脑力负荷定义及影响因素
一、脑力负荷定义
33
第五节 脑力疲劳及其消除
二、脑力疲劳产生的原因
脑力疲劳的产生与下列因素有密切关系 （1）高脑力负荷
（2）单调作业
（3）操作者对工作的态度、期望、动机及情绪状态
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第五节 脑力疲劳及其消除
三、单调作业
作业过程中出现许多短暂而又高度重复的作业，称为单调作业。 单调作业一般具有以下特点： ①作业简单、变化少、刺激少，引不起兴趣。 ②受制约多，缺乏自主性，容易丧失工作热情。
人因工程 08脑力负荷
篇章总汇总论☐第1章人因工程概述☐第2章人因工程的研究方法与工具基础篇☐第3章人体测量☐第4章人体生理特性☐第5章人的心理认知特征☐第6章人的信息处理☐第7章人的作业环境应用篇☐第8章作业空间设计☐第9章肌肉骨骼失调及其预防☐第10章脑力负荷与脑力工作绩效提升☐第11章人机界面设计扩展篇☐第12章可用性☐第13章安全性⏹第一节脑力负荷定义及影响因素⏹第二节脑力负荷的测量方法⏹第三节脑力负荷预测方法⏹第四节应激⏹第五节脑力疲劳及其消除脑力工作负荷第一节脑力负荷定义及影响因素一、脑力负荷定义mental workload脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力，操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。
心理负荷、精神负荷、脑负荷、脑力负担(1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度。
(2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度。
(3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小。
(4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度。
第一节脑力负荷定义及影响因素•本书中，将脑力负荷定义为反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标。
•脑力负荷与人的闲置未用的信息处理能力之和就是人的信息处理能力。
•人的闲置未用的信息处理系统与人的信息处理能力、工作任务对人的要求、人工作时的努力程度等有关，因而脑力负荷也与这些因素有关。
二、脑力负荷的影响因素（1）工作内容。
工作内容对脑力负荷有直接影响。
在其他条件不变的情况下，工作内容越多，越复杂，操作人员所承受的脑力负荷就越高。
时间压力、困难程度、工作强度（2）人的能力。
在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存在差异，干同样的工作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小的人脑力负荷越高。
努力程度（3）人的业绩（绩效）。
脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。
许多研究发现，工作绩效与脑力负荷强度存在明显的依赖关系。
检验、飞机调度、驾驶脑力负荷与工作绩效的关系“三阶段”模式第二节脑力负荷的测量方法•主观评价法•主任务测量法•辅助任务测量法•生理测量法（一）主观评价法及其特点⏹主观评价法是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。
第10章脑力工作负荷
主观负荷评价法（SWAT量表）
维度 水平描述 1 2 3 时间负荷 努力程度 压力负荷
经常有空余，很 很少努力，不 很少慌乱、危险 少冲突干扰 需注意力 和挫折或焦虑， 容易适应 偶尔有空余，经 一定努力或注 慌乱、挫折和焦 常冲突干扰 意力 虑，中等压力
从未有空余，冲 十分努力和聚 慌乱、挫折和焦 突不断 精会神，工作 虑，相当高压力， 内容十分复杂 需要极高自我控 制和坚定性
（二）多指标测量法 用多个业绩指标来测量脑力负荷是希望通过多个 指标的比较和结合减小测量的 误差 ，另外可以通过 多个指标来找出脑力负荷产生的 原因 ，这样也可提 高测量的精度(速度、精确度、反应时间、正确反应 率、无反应率） 主任务测量法存在两个问题。其一，各种操作性质 各不相同，不可能提出一种广泛适用的绩效参数，因此 各操作之间的脑力负荷状况无法进行比较。其二，根据 资源理论，当操作要求资源小于操作能力时，虽然工作 负荷的增加会引起剩余资源的减少，但主任务绩效由于 得到充足资源的供应而并不出现下降，在这种情况下主 任务绩效对工作负荷的变化不敏感。
在这个模拟中的一个最基本的假定是人对还剩 有多少时间可以用来完成任务的判断。这个判断的 结果就是时间压力。时间压力影响到操作人员的操 作速度。 Siegel和Wolf把时间压力定义为完成任务所需要 的时间与给定的完成任务时间之比，通过试验发现， 这样定义的时间压力，对正常人时间压力的临界值在 2．3左右，即当完成任务所需要的时间超出给定时间 一半以上以后，操作员的行为才受到破坏性干扰。
(二) 辅助任务的种类 辅助任务必须满足这样几个条件。第一，它必须 是可以细分的；第二，它必须与主任务使用相同的资 源；第三，必须对主任务没有干扰或干扰很小。由于 不同的任务使用不同的资源，因而使得可使用的辅助 任务也有很大的不同，下面是常用的辅助任务。 （1)选择反应。 (3)监视。 (5)脑力计算。 (7)简单反应。 (2)追踪。 (4)记忆。 (6)复述。
人因工程 第10章脑力工作负荷
三、单调作业及单调感觉
2.单调感觉对人的影响
（1）在作业过程中变更作业或操作细节，改变作业节奏。 （2）工作质量下降，错误率增加。 （3）使作业能力动态曲线发生变化。 （4）对工作无兴趣，情绪不佳，注意力不集中，作业很难 坚持下去。
案例： 单调作业
• 以六工位自动钻孔为例来分析机械加
工中单调作业疲劳的形成机理、原因、 因素。右图所示为六工位夹具, 操作 者需要完成以下动作: • 1) 要将工件的正面向上放入装工件 位;2) 机床自动钻定位孔;3) 机床自 动钻孔; 4) 机床自动扩孔; 5) 机床 自动检查产品质量, 并将检查结果在 显示器上显示出来; 6)操作者根据显 示灯, 用左、右脚分别将合格产品和 不合格产品分开卸装。然后, 当夹具 从6 工位转到1 工位时, 再重复以上 操作。
第二节 脑力负荷的测量方法
• 四、生理测量法
• • • •
理论基础：动脑子时，人总有什么地方发生了变化 心跳与脑力负荷 P300 与脑力负荷 瞳孔的大小与脑力负荷
第二节 脑力负荷的测量方法
• 1. 心跳与脑力负荷
• • • • • • •
人紧张了心跳会加快 脑力负荷过高心跳也会加快 结果：有时加快，有时不加快 心跳的变化率与脑力负荷有关 把心跳的数据做频谱分析 在频率为0.1赫兹的地方的振幅与脑力负荷有关 脑力负荷越高，0.1赫兹附近的振幅越高。
1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和 决策的困难程度。（工作要求 ） 2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度，即脑 力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。（资源 占用） 3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑 力负荷与工作时感到的压力是相关的。（感受压力） 4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行 脑力工作时实际有多忙。（行为表现）
2.单调感觉对人的影响
（1）在作业过程中变更作业或操作细节，改变作业节奏。 （2）工作质量下降，错误率增加。 （3）使作业能力动态曲线发生变化。 （4）对工作无兴趣，情绪不佳，注意力不集中，作业很难 坚持下去。
案例： 单调作业
• 以六工位自动钻孔为例来分析机械加
工中单调作业疲劳的形成机理、原因、 因素。右图所示为六工位夹具, 操作 者需要完成以下动作: • 1) 要将工件的正面向上放入装工件 位;2) 机床自动钻定位孔;3) 机床自 动钻孔; 4) 机床自动扩孔; 5) 机床 自动检查产品质量, 并将检查结果在 显示器上显示出来; 6)操作者根据显 示灯, 用左、右脚分别将合格产品和 不合格产品分开卸装。然后, 当夹具 从6 工位转到1 工位时, 再重复以上 操作。
第二节 脑力负荷的测量方法
• 四、生理测量法
• • • •
理论基础：动脑子时，人总有什么地方发生了变化 心跳与脑力负荷 P300 与脑力负荷 瞳孔的大小与脑力负荷
第二节 脑力负荷的测量方法
• 1. 心跳与脑力负荷
• • • • • • •
人紧张了心跳会加快 脑力负荷过高心跳也会加快 结果：有时加快，有时不加快 心跳的变化率与脑力负荷有关 把心跳的数据做频谱分析 在频率为0.1赫兹的地方的振幅与脑力负荷有关 脑力负荷越高，0.1赫兹附近的振幅越高。
1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和 决策的困难程度。（工作要求 ） 2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度，即脑 力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。（资源 占用） 3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑 力负荷与工作时感到的压力是相关的。（感受压力） 4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行 脑力工作时实际有多忙。（行为表现）
人因工程学ppt课件
早期 ——使人适应已有 的机器
• 泰勒、吉尔布雷斯：动作与 时间研究
• 一战期间，美军培训选拔人 员来操纵飞机、潜艇等现代 化设备
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
形成 ——机宜人
• 二战中，操纵错误导致事故大大增加， 意识到只有人机关系的研 究由“人适机”转入“机宜人”的新 阶段。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
快速发展 ——人、机、环境系统
• 计算机的人机界面、 • 横向发展：出现种种以不
宇航系统的设计， 拓宽了人因学的研
同行业问题为内容的人因 学，如航空人因学、VDT （视觉显示终端）人因学、
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 1949年，英国首先成立了工效学研究 学会。
• 同年，查帕尼斯等，第一本关于人因 的书《应用实验心理学——工程设计 中人的因素》。
• 1957年麦克考米克的《人类工程学》 出版，被许多国家的大学作为课本。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
其它命名
• 美国：人因学（human factors）或人 类工程学（human engineering）、工 程心理学（engineering psychology）
• 欧洲：工效学（ergonomics） • 前苏联：工程心理学 • 日本：人间工学 • 人体工程学；人机工程学；人类工效
工程心理学-工作负荷
7746～9211 9211～10676 10676～12770 12770～14654 14654～16329
6908～8039 8039～9295 9295～10970 10970～12477 12477～13942
女
1
生理工作负荷及其测定
以劳动强度指数分级
我国于1984年颁布了体力劳动强度分级标准(GB 3869-83)，该标准以劳动强 度指数分级，1997年重新确定标准（GB3869-1997）代替GB 3869-83，标准规 定了体力劳动强度分级的划分原则和级别，是劳动安全卫生和管理的依据。
1
生理工作负荷及其测定
• 二、生理工作负荷分类
• 1、按持续时间
根据时间长短，可以将体力负荷分为瞬时工作负荷和持续工 作负荷
• 2、按肌肉活动部位
• 瞬时工作负荷：人体在短时间内承受的工作负荷 • 持续工作负荷：人体在较长时间内承受的工作负荷
• 3、按肌肉活动状态
根据工作所涉及的肌肉互动部位是大范围的全身性肌肉还是 某些特定部位的局部肌肉，可将体力负荷分为全身性体力负荷和 局部性体力负荷 根据主要涉及的肌肉在工作时的活动状态，可以将体力符合 分为动力性负荷和静力性负荷
3）能量代谢量，人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。
• 能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作业时增加的代谢量三部分。 也可以表示为安静代谢量与作业时增加的代谢量之和。能量代谢率记为M。 • 能量代谢量=MSt
1
生理工作负荷及其测定
• 4） 相对代谢率（RMR）
• 为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代谢率这一相对指 标衡量劳动强度。相对代谢率记为RMR。
安全科学与工程学院——王玉娜
脑力负荷
评价步骤 标记单项负荷水平，除业绩水平外，其他5条目从左至右均为负 荷逐渐增加。业绩水平从左至右为好到差。 采用两两比较的方法，将6个条目进行两两配对，共做成15个对 子，要求研究对象选出每对中与总脑力负荷关联更为密切的那一 条目，根据每一条目被选中的次数确定该条目对总脑力负荷的权 重。脑力负荷值即为6个条目的加权平均值。
得分（0~1）
总得分
11.3脑力负荷的预测方法
Siegel和Wolf的时间压力模型 波音公司的脑力负荷预测方法 Aldrich的脑力负荷预测方法
Siegel和Wolf的时间压力模型
以人为中心的人－机计算机模拟系统，人的负荷情况是影响人一机
系统效率的最主要的因素。 脑力负荷可以用“压力”这个变量来表示。压力主要受以下四个方
主要分为多因素评价法和单因素评价法两类。
主观测量法—CH量表 由Cooper和Harper在1969年提出的用于评价飞机驾驶难
易程度的一种图表式主观方法。
该方法把飞机驾驶 的难易程度分为10 个等级，飞行员在 驾驶飞机后，根据 自己的经验和感觉， 对照各种困难程度 的定义，作出对该 种飞机的评价。
眼电活动测量法
研究脑力负荷和眼电活动的关系时，一般通过眼动仪等仪器记录眼电图 信号，然后通过电脑将信号放大，分析不同脑力负荷下眨眼信号的变化。
眨眼是人的一种正常的保护 性生理反应，人们在自然情 况下也可发生眨眼现象。但 眨眼率可随所执行的任务而 发生变化，提高任务要求可 使眨眼率降低。 有研究表明随工作任务难度 的增加，相邻两次眨眼间隔 时间延长，眨眼率会下降。
人机工程学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
航空学院
栾义春
2012年10月28日
篇章总汇
总论 基础篇
重点难点：脑力工作负荷
第十章脑力工作负荷重点与难点分析1．脑力负荷的英文术语是mental workload。
也可称为用心理负荷、精神负荷、脑负荷或脑力负担，尚未统一起来。
脑力负荷最初是被用来与体力负荷相对应的一个术语，指单位时间内人承受的脑力活动工作量，用来形容人在工作中的心理压力，或信息处理能力。
但脑力负荷并没有被严格定义。
脑力负荷的影响因素有：（1）工作内容；（2）人的能力；（3）人的业绩（绩效）。
2．脑力负荷的测量方法：（1）主观评价法；（2）主任务测量方法；（3）辅助任务测量法；（4）生理测试法。
主观评价法是最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。
该方法要求系统操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。
从系统使用者的角度出发，主观评定技术被认为是最可接受的测评方法之一。
（1）主观评价是脑力负荷评价中唯一的直接评价方法。
（2）主观评价一般在事后进行，不会对主操作产生干扰，而辅助任务测定或生理测定需与主操作同时进行，一般不适合危险性高的情境使用。
（3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的负荷评价结果可相互比较。
（4）使用简单、省时。
主观评价法的缺陷有：（1）评价结果有偏差。
主观评价是操作人员对某项工作的感觉。
（2）评价结果容易混淆。
（3）方法应用存在局限性。
（4）方法敏感性存在特异性。
主任务测量法是通过测量操作人员在工作时的业绩指标来判断这项工作给操作人员带来的脑力负荷。
根据资源理论，随着作业难度的增加，操作者投入的脑力资源量越来越多，剩余资源越来越少，脑力负荷也随之上升。
当操作所需的资源量超过特定限度时，将由于资源供需的脱节造成操作绩效下降。
因此就可以从人的业绩指标的变化反推脑力负荷。
主任务测量法可以分为两大类，一类是单指标测量法，一类是多指标测量法。
单指标测量法就是用一个业绩指标来推断脑力负荷。
在脑力负荷强度不大时，主任务绩效并不随工作负荷变异发生变化，但操作者的剩余资源量却受此影响。
脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷的测量共35页PPT
脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷 的测量
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡ห้องสมุดไป่ตู้基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
脑力负荷定义及影响因素脑力负荷测量培训教材
（1）单指标测量法-是用一个业绩指标来推断脑力负荷。
优点：结果比较简单明了。
缺点：有时候不够准确。
例如：利用考试成绩评价考试的难易。
（2）多指标测量法-用多个业绩指标来测量脑力负荷
优点：结果更准确
缺点：数据比较难处理
例如：利用考试成绩和交卷时间评价考试的难易。
2020/4/20
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第二节 脑力负荷的测量
2020/4/20
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第二节 脑力负荷的测量
记忆
用记忆作为辅助任务来测量脑力负荷的研究特别多。 这些研究大都使用短期记忆任务。值得注意的是，记忆任 务本身脑力负荷较高，这可能会影响主任务的业绩或人对 主任务困难程度的判断。
2020/4/20
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第二节 脑力负荷的测量
脑力计算 各种各样的算术计算也被用来作为测量脑力负荷的辅
➢ 每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同，且随着情境的变化而显 示出差异。
2020/4/20
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第二节 脑力负荷的测量
➢ NASA—TLX法的使用过程分三步：
1）确定因素权重 采用两两比较法，对每个因素在脑力负荷形成中的相对重要性进行评定。六个因
素的权数之和等于１。在对权数进行评估时，自相矛盾的评估(即A比B重要，B比C重 要，C比A重要)是允许的，这种情况出现时，说明被评估的因素的重要性非常接近。 2）针对实际操作情境，对六个因素的状况分别进行评定
这27个脑力负荷水平被定义为在0～100之间。 在三个因素都为1时，其脑力负荷对应的水平为0，当三个因素都为3
时，脑力负荷水平为100。 其他情况下的脑力负荷的确定方法为：用27张卡片分别代表27种情
况，操作人员首先对这27张卡片根据自己的主观观点进行排序，然后 研究人员根据数学中的合成分析方法把这27种情况分别与0～100之 间的某一点对应起来，如(1，1，1)对应于0；(1，2，1)对应于15.2等。 操作人员完成某一任务后给出这项任务的时间负荷、努力程度、压力 负荷的程度，根据这三个指标就可以确定脑力负荷的状态，然后根据 前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。
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第二节
（二）多指标测量法
脑力负荷的测量方法
用多个业绩指标来测量脑力负荷是希望通过多个指标的比较和 结合减小测量的误差，另外可以通过多个指标来找出脑力负荷产生 的原因，这样也可提高测量的精度。
主任务测量法存在两个问题： 1、操作性质不同，绩效参数不能广泛适用，操作之间无法比较。 2、有可能出现主任务绩效对工作负荷的变化不敏感。
Aldrich模型也存在一定的问题，该模型还没有接受实践检验，系 统的负荷值为专家的主观值，在一定程度上影响了结果的客观性， 另外，负荷的计算是各子系统负荷系数的简单相加，把8确定为脑力 负荷过度的判断标准还缺乏科学的根据。
第四节
一、应激及其产生原因
应激
1．应激的含义 当操作者面临超出适应能力范围的工作负荷时，就会产生所谓 “应激”的现象。较为普遍的观点认为，应激是一种复杂的心理状态。 每当系统偏离最佳状况而操作者又无法或不能轻易地校正这种偏离时， 操作者呈现的状态即为应激。 2．应激现象产生的原因
第二节
（二）主观评价法分类
脑力负荷的测量方法
1、古柏一哈柏 (Cooper-Harper)评价法：飞机驾驶难易程度（10级） 此方法是基于一个假设：工作负荷与操纵质量直接相关 2、主观负荷评价法（SWAT量表） 3个维度，每个维度3种水平， 共有27种负荷水平，根据 主观感受利用数学分析方 法将27种状况分别与 0—100之间的某点对应 3、NASA—TLX量表
(4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人员在执行 脑力工作时实际有多忙。
第一节 脑力负荷定义及影响因素
一、脑力负荷定义 本书中，将脑力负荷定义为反映工作时人的信息 处理系统被使用程度的指标。 二、脑力负荷的影响因素
（1）工作内容(工作时间、强度、难度、环境等 ）。工作内容 对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的情况下，工作内容越 多，越复杂，操作人员所承受的脑力负荷就越高。
第三节
压力模型的建立过程：
脑力负荷预测方法
一、Siegel和Wolf的时间压力模型
1、工作任务分解成次级任务
2、给出各个次级任务之间的相互顺序及影响关系 3、确定各个次级任分布的时间)
5、确定完成每项次任务成功的概率 6、若第一次完不成这个次级任务后可采取的措施(重做或忽略)等
第三节
脑力负荷预测方法（系统设
计初级阶段使用） 对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法，目前的方法有时间 压力模型、波音公司的方法、时间占有率模型以及Aldrich的脑力负 荷预测方法。这里主要介绍3种方法。
一、Siegel和Wolf的时间压力模型
Siegel和Wolf开发了一个以人为中心的人—机计算机模拟系统。 在这个模拟系统中，人的负荷情况是影响人一机系统效益的最主要的 因素。该方法将影响脑力负荷的各种因素的作用以“压力”这个变量 来表示。
脑力负荷与绩效关系
倒U形模式
低
脑力负荷
高
三阶段模式
高
低 低
需求
高
第二节
主观评价法 主任务测量法
脑力负荷的测量方法
按特点和使用范围可分为四类：
辅助任务测量法
生理测量法
一、主观评价法
（一）主观评价法及其特点 是最流行也是最简单的评价方法 要求操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验，或 根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。 特点： （1）直接评价方法，具有较高的直显效度，易被评价 者接受。 （2）一般在事后进行，不会对主操作产生干扰 。 （3）主观评价一般使用统一的评定维度，不同情境的 负荷评价结 果可相互比较。 （4）使用简单、省时。
测量步骤：
1、测量单独做辅助任务时的业绩指标
2、做主任务的同时，在不影响主任务的情况下尽量做辅助任务。
第二节
脑力负荷的测量方法
三、辅助任务测量法
(二) 辅助任务的种类 要求： 1、可以细分（被试者的任何付出都有所显示） 2、与主任务使用相同的资源 3、对主任务没有干扰或干扰很小。 常用的辅助任务： （1）选择反应。 (3)监视。 (5)脑力计算。 (2)追踪。 (4)记忆。 (6)复述。
第一节 脑力负荷定义及影响因素
二、脑力负荷的影响因素
（2）人的能力。在脑力劳动中，个体之间的脑力劳动能力存 在差异，干同样的王作，能力越大的人脑力负荷越低，能力越小 的人脑力负荷越高。 （3）人的业绩（绩效）。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、 操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。许多研究发现， 工作绩效与脑力负荷强度存在明显的依赖关系，图10-2为工作 绩效与脑力负荷强度的关系模型。
第三节
脑力负荷预测方法
三、Aldrich的脑力负荷预测方法
Aldrich等人开发的脑力负荷预测方法与前面前面提出的方法有 些相似，但又增加了新内容。该种方法开发分为如下阶段。 （1）工作分析阶段。 （2）估计每项任务所需时间。 （3）确定人的各部位被占用情况。（利用主观经验，确定不同系统负荷
表）
（4）将各子系统的负荷进行累加，由累加和判断负荷状态 此方法被用于比较直升飞机1人操作和2人操作的负荷情况。
图10-3 某操作人员脑力负荷随时间分布情况
第三节
二、波音公司的方法
脑力负荷预测方法
图中的实线代表平均负荷，而虚线则代表脑力负荷的标准(临界 值)。从图中可以看出，操作人员在这段时间内的脑力负荷在20%～ 100%之间变动，这段时间内的平均负荷为60%，有13次脑力负荷 超过了图中虚线，但每次超过的时间都非常短。 通过计算机的帮助，还可以知道这13次脑力负荷超过标准的原 因，以及计算出人的各个部位的负荷情况。
(7)简单反应。
第二节
四、生理测量法
（一）心率变异
脑力负荷的测量方法
正常情况下，人的心率是不规则的。研究发现，当人承受脑力负 荷时（采用每分钟40个信号和70个信号两种情况），两种情况的心 率平均值没有很大的提高，但心率变异明显下降，而且随着负荷强 度（所处理的信号数）增加，心率变异越来越小，曲线趋于平直。
第十章
脑力工作负荷
第一节 脑力负荷定义及影响因素
一、脑力负荷定义
脑力负荷是一个多维概念，它涉及到工作要求，时间压力， 操作者的能力和努力程度，行为表现和其他许多因素。下面是几 种具有代表性的定义。 (1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度，即决策速度和 决策的困难程度。 (2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度，即脑 力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。 (3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小，即脑 力负荷与工作时感到的压力是相关的。
第二节
四、生理测量法
（二）大脑诱发电位
脑力负荷的测量方法
大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分 (知觉/认知负荷)较为 敏感。其中， P300（是指刺激呈现后约 300ms 时出现的一个正向 电位波动）尤为敏感。
生理测量法的局限：1.生理测量法假定脑力负荷的变化会引起某 些生理指标的变化，但是其他许多与脑力负荷无关的因素也可能引起 这些变化；2.不同的工作占用不同的脑力资源，因而会产不同的生理 反应。一项生理指标对某一类工作适用，对另一类工作则不适用。
（1）系统偏离最佳状况。
（2）环境要求与操作者能力不匹配。 （3）动机因素的作用。
第四节
二、应激源
应激
能引起应激现象的因素称为应激源。主要应激源如下： （1）工作因素。 （2）环境因素。 （3）组织、社会因素。 （4）生理节奏与其他因素。
三、应激效应
在应激状态下，操作者的身心会发生一系列变化。这种变 化是应激引起的效应，表现为以下四类： (1)生理和身体的变化。 (2)心理和态度的变化。
维度 水平描述
时间负荷
努力程度
压力负荷
1 2
3
3、NASA—TLX量表
负荷影响因素 脑力需求 体力需求 时间需求 操作业绩 努力程度 困惑程度
因素定义
在Cooper-Harper方法基础上更进 一步，不仅判断负荷为多少，而且能 找到影响因素。 使用方法： 1）对各因素进行重要度确定，采用两 两比较方法，设定权值，和为1。 2)针对具体工作，对各项打分（0— 100；感觉越高，分值越高，操作 业绩除外），最后加权平均。
(3)工作绩效的变化。
(4)行为策略和方式的变化。
第四节
四、 应激的控制
应激
我们可以采取某些行动来控制或减少应激源的强度水平，使它落入 到可接受的范围内。例如，通过改进工作和环境的设计，或者通过改 进组织和人际关系，至少能够缓和某些应激源产生的效应。 人们可以通过物理或社会环境等因素的改变来减轻它的不利效应， 但不能完全消除它。完全消除应激源也是没有必要的。研究应激的主 要目的是努力将应激效应限制在一个合理的范围内，从而有利于操作 者进入到一个最佳或接近最佳的工作状态。
第三节
二、波音公司的方法
脑力负荷预测方法
在与上面的研究人员同时进行的研究中，波音公司的 Smith提出 用时间占有率作为负荷比例。 Smith在完善他的模型时，又考虑了认 知性的任务。 图10-3是按这种方法计算出来的当使用电子计算机之后，在执行 10多分钟的任务时某操作人员的脑力负荷随时间的分布。
（三）主观评价法的缺陷 （1）评价结果有偏差。（感觉偏差） （2）评价结果容易混淆。（反映的是脑力负荷
和生理负荷共同作用的结果）
（3）方法应用存在局限性。（受短时记忆消
退影响严重）
（4）方法敏感性存在特异性。 （评价感
觉中枢加工的工作更敏感；运动反应输出工作不敏 感；另外有可能出现倒U形现象）
第二节
通过工作分析，把这些情况都搞清楚，然后输入到计算机中。把各 个次级任务根据工作顺序和概率连接起来，给出不同的随机数值，就 可以模拟人的行为，计算机并可以自动地把一些有用的信息记录下来。
第三节