第四章_人的信息加工

第四章 人的信息加工

信息加工系统的一般结构包括感受器、效应器、记忆和加工器。
感受器接受外界信息，效应器作出反应。记忆可以储存和提取符号结构，加工器则包括基本信息过程、短时记忆和解说器。
信息加工系统的功能是输入、输出、储存和复制。

第一节 人的信息处理系统模型
一、人的信息处理系统结构
为了解释人的认知活动，认知工效学家将人模拟成一个与计算机类似的信息处理系统。人的信息处理系统的基本组成部分如图4-1所示。

（一）感觉系统：人的信息处理的第一个阶段是感觉。在这一阶段，人通过各种感觉器官接受外界的信息，然后把这些信息传递给中枢信息处理系统。
（二）中枢信息处理系统：人的认知系统接收从感知系统传入的经过编码后的信息，并将这些信息存入本系统的工作记忆中，同时从长时记忆中提取以前存入的有关信息和加工规律，进行综合分析后做出如何反应的决策，并将决策信息输出到运动系统。
（三）反应（运动）系统：它执行中枢信息系统发出的命令，产生人的信息处理系统的输出。
二、信息、信息量与信息传递模式
（一）、信息的基本含义
（1）信息。信息是能消除事先不能确定的情况的信号或知识，它存在于一切事物中，是一种抽象量。
（2）信息量。信息量是人机系统中设计时考虑的重要参数。有关信息量的计算通常选用对数单位进行度量。
所谓信息量是指从N个相等可能事件中选出一个事件所需要的信息度量或含量,也就是在辩识N个事件中特定的一个事件的过程中所需要提问"是或否"的最少次数。
如何计算信息量的多少？在日常生活中，极少发生的事件一旦发生是容易引起人们关注的，而司空见惯的事不会引起注意，也就是说，极少见的事件所带来的信息量多。如果用统计学的术语来描述，就是出现概率小的事件信息量多。因此，事件出现得概率越小，信息量愈大。即信息量的多少是与事件发生频繁(即概率大小)成反比。
(二)、信息量的计算
1.如已知事件Xi已发生，则表示Xi所含有或所提供的信息量
H(Xi) = ? logaP(Xi)
例题：若估计在一次国际象棋比赛中谢军获得冠军的可能性为0.1(记为事件A)，而在另一次国际象棋比赛中她得到冠军的可能性为0.9(记为事件B)。试分别计算当你得知她获得冠军时，从这两个事件中获得的信息量各为多少？
H(A)=-log2 P(0.1)≈3.32(比特)
H(B)=-log2 P(0.9)≈0.152(比特)
（3）信息传递模式。人机系统

中，信息在信息源和信宿（信息接 收者）之间传递过程通常有三种模式：
1）信息源发出的信息被信宿完全接收。
2）信源发出的信息在传递过程中消耗殆尽。
3）从信源发出的信息虽然有些损耗，信宿收到的信号也混有某些噪声成分，但仍有部分信源发出的信息被有效地传送到了信宿。

（三）、人的信息加工模型
人的信息加工模型分为以下几个阶段
①感觉储存。又叫感觉登记或感觉记忆。它是人的信息加工的第一阶段。
②知觉译码。在知觉时，人把当前感觉登记中的信息与以前储存在长时记忆中的有关信息进行匹配，从而赋予刺激一定的意义。
③记忆与决策。一旦某个知觉的对象被归入一定范畴后，个体需要决定对它作出什么行动。
④执行。如果作出的一个决定，是对外界刺激采取某种反应活动。
⑤反馈。人借助于感觉器官获得关于自己活动结果的信息，人能对自己的活动进行自我调节。
⑥注意。在感觉登记之后的各阶段的信息加工，几乎都离不开注意。
第二节 感知系统的信息加工
一、感觉与知觉系统
（一）感觉器官及其信息接收能力
人通过感觉器官获得关于周围环境和自身状态的各种信息。感觉器官中的感受器是接收刺激的专门装置。
感受器按其接受刺激的性质可分为视、听、触、味、肤觉等多种感受器。其中视觉、听觉和嗅觉接受远距离的刺激。每一种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感。这种刺激就是该感受器的适宜刺激。人的感觉和各类感受器的适宜刺激见表4-1。
人的感官除了要求"适宜刺激"信号的载体外，感官对信息载体的能量要求也有一定的限度。感官的这种对信号刺激能量范围要求称为该感官的绝对感觉阈限。要保证信息传递畅通有效，信号的能量必须较大幅度地超过人的绝对感觉阈限下限值。表4-2为几种主要感觉器官的刺激阈限。
二、感知过程中的信息存储
（1）感觉储存。感觉储存又称感觉记忆或瞬时记忆。它是外界输入刺激后人对信息加工的第一个模块，感觉记忆的储存时间大约为0.25 s～2 s。
（2）感觉储存的编码。感觉储存编码形式主要依赖于信息的物理特征，因而具有鲜明的形象性。
（3）感觉储存和工作记忆的交互作用。工作记忆是感觉记忆和长时记忆的中间阶段，即输入信息经过再编码，使其容量扩大。
（4）感知映象的衰退和储存容量。 感知记忆(包括视觉映象和听觉映象)随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中残存的信息数量随

时间的消逝而遵循指数曲线规律迅速下降。
三、感知系统的信息加工
（一）信息加工方式
人的知识经验和现实刺激是产生知觉所必需的。人的知觉过程所包含的信息加工方式主要体现为自下而上的加工和自上而下的加工两种方式。
（1）自下而上的加工。 指由外部刺激开始的加工，通常指先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。

感 觉 感 受 器 适宜刺激 刺激源 视觉 眼睛 一定频率范围的电磁波 外部 听觉 耳 一定频率范围的声波 外部 旋转 半规管肌肉感受器 内耳液压变化，肌肉伸张 内部 下落和直线运动 半规管 内耳小骨位置变化 内部 味觉 头和口腔的一些特殊细胞 溶于唾液中的一些化学物质 外部 嗅觉 鼻腔粘膜上的一些毛细胞 蒸发的化学物质 外部 触觉 主要是皮肤 皮肤表面的变形弯曲 接触 感 觉 感 受 器 适宜刺激 刺激源 振动觉 无特定器官 机械压力的振幅及频率变化 接触 压力觉 皮肤及皮下组织 皮肤及皮下组织变形 接触 温度觉 肤及皮下组织 环境媒介的温度变化，或人体接触物的温度变化，机械运动，某些化学物质 外部或接触面 表层痛觉 确切的感觉尚不清楚，一般认为是皮肤的自由神经末梢 强度很大的压力、热、冷、冲击及某些化学物质 外部或接触面 深层痛觉 一般认为是自由神经末梢 极强自压力和高热 外部或接触面 位觉和运动觉 肌肉、腱神经末梢 肌肉拉伸，收缩 内部 自身动觉 关节 不清楚 内部 表4-1人的感觉和各类感受器的适宜刺激

感 觉 刺激阈限下限 触 觉 蜜蜂翅膀从lcm高处落到肩上的感觉 听 觉 在寂静场所从60m远能听到的钟摆走动声(约2×10-5Pa) 视 觉 在晴朗的夜晚距48km远能看到的烛光(约lO个光量子) 嗅 觉 在30m2的房间内开始嗅到的一滴香水散发的香味 味 觉 一匙白糖溶于9L水中初次能尝到的甜味 表4-2 刺激阈限
（2）自上而下加工。是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。由此可以形成期望或对知觉对象的假设。
一般说来，在人的知觉活动中，非感觉信息越多，他们所需要的感觉信息就越少，因而自上而下的加工占优势；相反，非感觉信息越少，就需要越多的感觉信息，因而自下而上的加工占优势。
（二）模式识别
模式是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。模式识别是人的一种基本的认知能力或智能，在人的各种活动中都有重要的作用。
人的模式识别可看作一个典型的知觉过程，它依赖于人的知识

和经验。一般说来，模式识别过程是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。关于匹配过程的实现方式，有三种主要模型:（1）模板匹配模型。（2）原型匹配模型。 （3）特征分析模型。
（三）信息加工周期、单位知觉、感知加工的速率变化
（1）加工周期。知觉加工器的加工周期时间与刺激脉冲反应的时间有关。
（2）单位知觉。如果在一个知觉加工器的工作周期里，有多个相类似的刺激发生，那么知觉加工器就会将它们当作一个刺激单位加以处理。
（3）感知加工的速率变化。在人类信息加工器模型中，知觉加工器的单位加工周期并非一个固定的常数。根据不同的刺激条件，加工周期可在一定范围内变化。
四、人的信息传递能力
（1）理论能力估计与人的实际能力。哈佛大学的米勒(G．A．Miller)在大量研究和考察的基础上得出了这样的结论："在最理想的条件下，传信能力的实际上限似乎处于25 bit/s左右，至今无人声称最高值能达到40 bit/s"。
（2）感知觉的绝对辨认能力。如表4-3为不同感知觉的绝对辨认能力。辨认能力是指当单个的刺激呈现而不与其他刺激作比较的条件下，感觉器官所具有的辨认能力。
（3）信息传递率。信息传输速率（R）是指人在单位时间内能传递的信息量。由于实验条件的不同，所得的信息传递率也不完全一致。一般认为，人的通道容量约为7 bit左右，即人每秒最大可传递7 bit左右的信息量。实际上，人的信息传递率远远高于7 bit，这是因为作用于人的感官的外界刺激往往都是多维度的。
感觉 刺激维度 绝对辨认能力(bit/刺激) 辨认的刺激数 研究者 视觉 在直线上
(在直线度盘上) 3.25 10 Hake、Garner(1951) 点(指针)的位置 3.90 10 Coonan、Klemmen(in Miller,1956) 颜色(主波长) 3.10 9 Eriksen、Hake(1955) 明度 2.30 5 Eriksen、Hake(1955) 简单几何图形的面积 2.20
2.60 5
6 Pollack(in Miller,1956) 直线的长度 2.60～3.00 7～8 Pollack(in Miller,1956) 直线倾斜度 2.80～3.30 7～11 Pollack(in Mler,1956) 弧度(其弦不变) 1.60～2.20 4～5 Pollack(in Miller,1956) 表4-3 不同感知觉的绝对辨认能力

感觉 刺激维度 绝对辨认能力(bit/刺激) 辨认的
刺激数 研究者 听觉 纯音强度(音响) 2.30 5 Gamer(1953) 纯音频率(音高) 2.50 7 Pollack(1952、1953) 味觉 食盐水浓度 1.90 4 Beebe-Center、Rodgers、Connell(1955) 振动觉
(胸部) 振动强度 2.00 4 Geldard(in Miller,1956) 振动持续时间 2.30 5 Geldard(in Millef，1956) 振动位置 2.80 7 Geldard(in Miller,1956) 肤觉（电击） 电击强度 1.70 3 Hawker（l960) 电

击持续时间 1.80 3 Hawker、Warn(1961) 表4-3 不同感知觉的绝对辨认能力(续表4-3)

五、注意
（一）注意的基本概念
注意是心理活动或意识对一定对象的指向与集中。注意的指向性是指人在某一瞬间，他的心理活动或意识选择了某个对象，而忽略了另一些对象。当心理活动或意识指向某个对象的时候，它们会在这个对象上集中起来，即全神贯注起来，这就是注意的集中性。
(二)注意的功能
（1）注意的选择功能。
（2）注意的保持功能。
（3）注意的调节及监督功能。
（三）注意的种类
根据引起注意和维持注意有无目的及是否需要付出意志努力，注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意。
（1）无意注意。无意注意是指事先没有目的、也不需要意志努力的注意。
(2)有意注意。有意注意是指有预定目的、需要一定意志努力的注意。
(3)有意后注意。有意后注意是注意的一种特殊形式。从特征上讲，它同时具有无意注意和有意注意的某些特征。
（四）注意的特性
(1)注意的广度。注意广度是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。
（2）注意的选择性。注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。
（3）注意的持续性。注意持续性是指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上，也叫注意的稳定性。
（4）注意的分配。 注意的分配性是个体在同一时间对两种或两种以上的刺激进行注意，或将注意分配到不同的活动中。
（五）注意的认知理论
1.注意的选择功能
（1）过滤器理论。神经系统在加工信息的容量方面是有限度的，不可能对所有的感觉刺激进行加工。当信息通过各种感觉通道进入神经系统时，要先经过一个过滤机制。只有一部分信息可以通过这个机制，并接受进一步的加工；而其他的信息就被阻断在它的外面，而完全丧失了。
（2）衰减理论。基于日常生活观察和实验研究的结果，特瑞斯曼(Treisman，1964)提出了衰减理论。衰减理论主张，当信息通过过滤装置时，不被注意或非追随的信息只是在强度上减弱了，而不是完全消失。
（3）后期选择理论。这种理论认为，所有进来的信息都被加工。当信息达到工作记忆时，开始选择获得进一步加工的信息。因为进一步加工的选择是在工作记忆中进行的，即对信息的选择发生在加工后期的反应阶段。
（4）多阶段选择理论。过滤器理论、衰减理论及后期选择理论都假设，注意的选择过程发生在信息加工的某个特定阶段上。约翰

斯顿等人(Johnston& Heinz，1978)提出了一个较灵活的模型，认为选择过程在不同的加工阶段上都有可能发生。

图4-4 三种理论的比较示意图

2.注意与认知资源分配
（1）认知资源理论。该理论认为，与其把注意看成一个容量有限的加工通道，不如看作一组对刺激进行归类和识别的认知资源或认知能力。图4-5描述了注意的能量模型。

图4-5 注意的能量模型
（2）双加工理论。该理论认为，人类的认知加工有两类：自动化加工和受意识控制的加工。其中自动化加工不受认知资源的限制，不需要注意，是自动进行的。这些加工过程由适当的刺激引发，发生比较快，也不影响其他的加工过程。在形成之后，其加工过程比较难改变。而意识控制的加工受认知资源的限制，需要注意的参与，可以随环境的变化而不断进行调整。

第三节 中枢（认知）系统的信息加工

人在执行简单任务的时候，认知系统的功能是把感知系统输入信息与运动系统合适的输出行为连接起来。然而人类面临的系统任务是困难或复杂的，往往要涉及学习、记忆提取、问题解决等过程，因而认知系统的加工器活动也比其他系统的加工器活动更为复杂。
一、中枢（认知）系统的信息储存
认知系统的信息储存有两种方式：一种是为当前信息加工的需要而短时储存信息，一般称为工作记忆；另一种是为以后信息加工的需要而储存信息，即所谓的长时记忆。
（一）工作记忆
1.工作记忆的含义及特点
工作记忆也叫短时记忆和操作记忆，是感觉记忆和长时记忆的中间阶段。
工作记忆有以下特点：(1)信息保持时间很短。 (2)记忆容量小。 (3)对中断的高度敏感。 (4)短时记忆中的信息可被意识。
2. 工作记忆的编码及影响因素
听觉编码和视觉编码是工作记忆的主要编码方式。研究表明，工作记忆的编码通常是以听觉的声音符号方式进行的，但在工作记忆的最初阶段存在视觉形式编码，之后逐渐向听觉形式过渡。
工作记忆编码效果的影响因素：
（1）觉醒水平；
（2）工作记忆的组块；
（3）认知加工深度。
3. 工作记忆信息的存储和遗忘
（1）复述。复述是工作记忆信息存储的有效方法。复述又分为两种：一种是机械复述或保持性复述，将工作记忆中的信息不断地简单重复；另一种是精细复述，将工作记忆中的信息进行分析，使之与已有的经验建立起联系。
（2）遗忘。记忆的内容不能保持或者提取时有困难就是遗忘。工作记忆的容量有

限，储存时间也很短。在没有复述的情况下，工作记忆可保持15～30s。图为阻止复述后工作记忆遗忘速率。


4. 工作记忆的信息提取
工作记忆中信息提取方式为完全系列扫描，即对全部项目进行完全的检索，然后做出判断。在这种提取方式下，肯定判断和否定判断都要对全部项目进行搜索，因此它们应该具有同样的反应时间(图9-5a)。另外，反应时间是项目长度的函数， 图9-5b是实验得到的结果。

图4-5 工作记忆信息提取
（二）长时记忆
1. 长时记忆的含义和编码
（1）长时记忆是指存储时间在一分钟以上、数月、数年乃至终身不忘的信息。
（2）长时记忆的编码就是把新的信息纳入已有的知识框架内，或把一些分散的信息单元组合成一个新的知识框架。
长时记忆的编码形式主要有以下三种：
a.语义类型编码 b.语言特点编码 c.主观组织
（3）长时记忆编码的主要影响因素：编码时的意识状态和加工深度 。研究表明，有意编码的效果明显优于自动编码的效果；加工深度不同，记忆效果也是不同的。
2. 长时记忆的信息储存
长时记忆中信息的存储是一个动态过程。从量的方面，存储信息的数量随时间的迁移而逐渐下降；从质的方面，存储的信息会出现不同形式的变化。
3.长时记忆的信息提取：再认和回忆
（1）再认是指人们对感知过、思考过或体验过的事物，当它再度呈现时，仍能认识的心理过程。图4-6为时间间隔对再认的影响，从图中可以看到，从学习到再认的间隔时间越长，效果越差。

图4-6时间间隔对再认的影响
（2） 回忆是人们过去经历过的事物以形象或概念的形式在头脑中重新出现的过程。 回忆通常以联想为基础。
4. 长时记忆中信息的遗忘
（1）人的遗忘过程。19世纪末，德国心理学家艾宾浩斯采用自然科学的方法对记忆进行了实验研究，得出了人的遗忘发展进程规律。他还将实验的结果绘成曲线，这就是著名的艾宾浩斯遗忘曲线 (图4-7)。

（2）遗忘原因
实验表明，干扰理论是解释遗忘原因的重要理论。干扰理论认为，遗忘是因为在学习和回忆之间受到其他刺激的干扰所致。一旦干扰被排除，记忆就能恢复，而记忆痕迹并未发生变化。
二、思维与推理
（一）思维过程
思维是借助语言、表象或动作实现的、对客观事物概括的和见解的认识，是认识的高级形式。具体包括以下过程：
1.分析与综合。分析是指在头脑中把事物的整体分解为各个部分或各个属性。综合是在头脑

中把事物的各个部分、各个特征、各种属性结合起来，了解它们之间的联系，形成一个整体。
2.比较。比较是把各种事物和现象加以对比，确定它们的相同点、不同点及其关系。比较是以分析为前提的，只有在思想上把不同对象的部分特征区别开来，才能进行比较。
3.抽象与概括。抽象是在思想上抽出各种事物与现象的共同的特征和属性，舍弃其个别特征和属性的过程。
（二）推理
推理是指从具体事物归纳出一般规律，或者根据一般原理推出新结论的思维活动。前者叫归纳推理，后者叫演绎推理。演绎推理包括以下几种方式 ：
1.三阶段推理。它是由两个假定真实的前提，和一个可能符合，也可能不符合这两个前提的结论所组成。
2. 线性推理。线性推理又称关系推理，在这种推理中，所给予的两个前提说明了三个逻辑项之间的可传递性的关系。
3.条件推理。条件推理是指人们利用条件性命题进行的推理。它发生在当给出所谓的条件语句---决定在满足特定条件时将出现何种结果的规则，并要求推理者根据前面给出的信息对结论的有效性进行评价的时候。
（三）问题解决
1.问题解决的含义及脑机制
　（1）问题解决是由一定的情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。
（2）由大脑皮层其它部位加工过的信息，都要传递到额叶进行更复杂的加工、综合，编制成行为的程序，进而调节和控制人们的行为和心理过程，同时还要将行为的结果与最初的目的进行对照，以保证活动的完成。
2.问题解决中的策略
　（1）算法。算法策略就是在问题空间中随机搜索所有可能的解决问题的方法，直至选择一种有效的方法解决问题。
　（2）启发法。启发法是人根据一定的经验，在问题空间内进行较少的搜索，以达到问题解决的一种方法。常用的启发性策略： 1）手段一目的分析。 2）逆向搜索。 3）爬山法。
三、影响信息处理的因素
1.大脑信息处理能力的界限
（1）大脑皮质对连续接受的各种信息不可能全部确切地给以处理，其能力具有一定的限度。把从感觉器官得到的信息，在大脑皮质进行判断，决定采取什么样的行动时，人不可能同时处理两种以上的信息。
（2）在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时，人们可以正确地进行处理；当信息时间短触信息又错综复杂时，就不能很好地处理，将出现以下各种情况：①漏掉了未处理的信息。②作了错误的处理。③处理延迟。④信息内容处理不全。⑤信息处理的质量降低

。⑥使用了规定以外的处理方法。⑦放弃处理。
2.内部因素
影响信息处理能力的内部因素主要有：觉醒水平，动力，学习 (练习)和疲劳。
（1）人的唤醒水平。唤醒水平指人的总体生理激活程度。它对工作效率有很大影响。在适宜的范围内，唤醒能维持大脑的兴奋性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范围过分激活，人将处于十分紧张状态，无法实现有效行为。
（2）工作任务因素。认知加工器的加工周期通常为10次/s左右，每次约70(25～170)ms。认知加工器的加工周期变动性较大，不同的加工任务，其加工周期时间可在很大范围内波动。表4-8为不同认知系统的加工速度。
表4-8 不同认知系统的加工速度


（3）学习。从学习曲线规律可知，如果反复的练习同种作业，随着练习次数的增加，工作质量和效率都将在一定程度上有所改善。并能减轻人的疲劳。
（4）疲劳。对信息处理过程来说，疲劳将带来与学习相反的效果。在疲劳使信息处理能力降低的状态下，就会发生不能很好地处理刺激的反应模式。
（5）动力。人因具有动机才能对所给的刺激产生一定的行动，这种现象称为动力。人对作业形成动力是人处理信息时的基础条件之一，特别是在重新学习掌握信息处理方法时，动力具有更加重要的作用。
3.外部条件
大脑依据记忆而积累的经验来确定如何处理新接受的信息和进行什么样的行动。信息处理过程与处理信息者的知识、技能等个人的因素有很大关系。但同时作业时间、时机以及作业条件等也有影响。例如，作业环境对作业者的生理和心理有直接和间接影响。在这些因素的影响下，信息的处理能力或者是增大或者是减少。

第四节 人的信息输出

操作者在接收来自系统的信息并对其进行中枢加工以后，便根据加工的结果对系统做出反应。这后一个过程即称为操作者的信息输出。信息输出是对系统进行有效控制并使其正常运转的必要环节。例如，汽车驾驶员为避免撞上前方突然出现的行人而刹住汽车，飞行员将瞄准器对准欲攻击的目标，等等。此类行为都是信息输出的表现。信息输出的实际形式是多种多样的。各类信息输出的质量取决于反应时间、运动时间和准确性等因素。本节主要介绍人的信息输出的形式、反应时间和运动时间。
一、信息输出形式
在实际情境中，操作者的信息输出形式多种多样。信息输出最重要的方式是运动输出。根据操作活动的形式，人体操作活动可分为以下六种：
（1）定位运动
（2）重复运动
（3）连续运

动
（4）操作运动
（5）序列运动
（6）静态调节运动
上述各种运动形式，经常按一定的关系年并行或连续出现，例如，静态调节运动与其他各种运动同时存在；连续运动与操作运动穿插进行，重复运动往往在序列运动中出现等。
二、反应时与运动速度
（一）反映时的概念
一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。反应时又称反应潜伏期，反应不能在给予刺激的同时立即发生，而是有一个反应过程。
反应过程包括刺激使感觉器官产生活动，经由神经传递至大脑，经过加工处理，再从大脑传给肌肉，肌肉收缩后作用于外界的某种客体。
（二）简单反应时与选择反应时间
1.简单反应时。如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为简单反应时。
2.选择反应时。有多种不同的刺激信号，刺激与反应之间表现为一一对应的前提下，呈现不同刺激时，要求做出不同的反应，这时获得的反应时称为选择反应时。
（三）各种感觉通道的反应时
不同的感觉通道受刺激的反应时明显不同。各种感觉通道的简单反应时见表4-9。
感觉通道 反应时/ms 感觉通道 反应时/ms 触觉 117～182 温觉 180～240 听觉 120～182 嗅觉 210～390 视觉 150～225 痛觉 400～1000 冷觉 150～230 味觉 308～1082







表4-9 各种感觉通道的简单反应时
（四）影响反应时的因素
1.刺激信号性质的影响：1)刺激的强度 。2)刺激的空间特性 。 3)刺激的持续时间。 4)刺激的清晰度。
2.人的机体状态的影响： 1)机体对环境条件的适应状态。 2)精神准备程度。 3)年龄因素。
（五）影响选择反应时的因素
影响选择反应时的因素，除上述讨论的各种因素外，还有如下一些因素有特别重要意义。
(1)刺激物数量的影响。
(2)刺激物间差别的影响。
(3)作业时间长短的影响。
(4)信号间隔与发生频度的影响。
三、运动时间
（一）运动速度
1.定位速度
（1）早期进行的研究表明，定位运动时间依赖于运动距离和 运动精度两个因素。
（2）关于定位运动时间和运动方向的关系，施密特克
(H．Schmidtke)对此做了实验研究。 实验结果见图4- 10 。
（3）定位运动时间与空间介质有关。
（4）定位运动时间还受操作者年龄的影响。
（5）1964年费兹的进一步研究结

果表明，定位运动的反应时间和运动时间是相互独立的。


图4-10简单反应时与神经发放速度的关系

2.重复运动的速度
许多操作都包含一组效应器(如手指)的重复运动，例如打字、键盘输入、手书写等。各效应器的重复运动速度大小，对诸如打字等操作的速度有明显影响。
（1）手指敲击速度。表4-11列出了被试在15 s内各手指的最大敲击速度。
表4-11 手指的最大敲击速度（15s内敲击的次数）
手 指 左 手 右 手 食 指 66 70 中 指 63 69 无名指 57 62 小 指 48 56
（2）不同效应器的敲击速度。表4-12列出了25～45岁被试不同效应器的平均敲击速度。
表4-12 不同效应器的敲击速度
效应器类型 手 指 手 腕 肘 肩 男 性 右手 6.OO 6.93 7.08 6.12 左手 5.55 6.23 6.43 5.66 女 性 右手 5.58 6.48 6.67 6.05 左手 5.23 6.78 6.10 5.63
（3）不同效应器的重复运动速度之间的相关。研究发现，各效应器的重复敲击速度之间存在很高的相关(见表4-13)。
表4-13 各效应器的重复敲击速度之间关系
效应器类型 手指 拇指 腕 臂 拇指
腕
臂
足 0.80
0.84 0.98
0.69 0.79 1.00
0.75 0.68 O.4 0.69
（二）操作运动的准确度
1.盲目定位运动的准确度。盲目定位运动主要借助于对运动轨迹的记忆及动觉反馈来完成。费兹对盲目定位运动的准确性进行过研究。如图4-14 所示：

1.连续运动的准确度。 连续运动是在运动的全过程中要求准确控制的运动，但是，由于手臂的颤动，往往使运动偏离设计的轨迹，从而导致操作运动的准确度下降。
操作运动的速度和准确度之间的关系，可用如图4-15所示的速度、准确度操作特性曲线表示。
图4-15速度、准确度操作特性曲线

四、反应时的应用示例
1.对产品和设备的检查作业，可以采用物理的或化学的测定方法，但是目前还特别重视感官检查。
2.在工业及其他许多领域，大量存在着需要集中注意力监视信号的作业。如监视雷达上的飞机踪迹，发现机器上的异常值，确认车辆运行中的信号等。
3.作业人员从事的任何作业过程，都包括在特定条件下不断获取信息、识别加工信息及动作反应等活动。
4.随着技术的复杂化，作业分工越来越细，特殊工种也越来越多。重视选拔和训练适应特殊工种需要的合格人员，才能保证工作的质量、安全

和效率。
5.人机系统的安全、高效，取决于机器设备同操作人员的特性相适应的程度。应把反应时作为选择、设计或管理机器设备系统必须考虑的因素之一，利用反应时及其影响因素的原理，分析评价人机界面中的显示器和控制器，为优化人机系统提供科学依据。




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第四章 人的信息加工

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工业与组织心理学教案

顾春雨 第 1 页 2011-10-13