人因工程學(xué)腦力工作負荷

1、第十章 腦力工作負荷8/31/20221主要內(nèi)容 腦力負荷的定義及影響因素 腦力負荷評價方法 腦力負荷預(yù)測方法 應(yīng)激 腦力疲勞及其消除 案例：肥胖青少年腦力作業(yè)后注意能力變化特點8/31/20222第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素腦力負荷研究背景現(xiàn)代人機系統(tǒng) 體力勞動 腦力勞動： 操作型作業(yè) 知識型作業(yè) 勞動力結(jié)構(gòu)：腦力勞動者在從業(yè)人口中所占的比例越來越大 研究人在系統(tǒng)中的表現(xiàn)及腦力負荷對人機系統(tǒng)效率的影響具有重要意義。美國空軍要求飛機的設(shè)計要符合腦力負荷標(biāo)準(zhǔn)。腦力負荷成為系統(tǒng)設(shè)計必須考慮的一個重要課題。 問 題 什么是腦力負荷？ 如何測量腦力負荷？8/31/20223一、腦力負荷定義（Men

2、tal Workload） 腦力負荷；心理負荷；精神負荷；腦力負擔(dān)。 （1）最初定義 形容人在單位時間人所承受的腦力活動工作量，形容人在工作中的心理壓力，或信息處理能力。 （2）北大西洋公約組織國家相關(guān)學(xué)者的定義： 1）1976年，北大西洋公約組織國家的一些科學(xué)家在美國麻省理工學(xué)院謝爾頓教授的主持下召開了“監(jiān)視行為和控制” 的專題會議，提出了在新的系統(tǒng)中測量人的腦力負荷的重要性。 第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素8/31/20224第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素 2）1977年，北約組織的一些著名學(xué)者又召開了“腦力負荷的理論和測量”專題會議，系統(tǒng)討論了腦力負荷的定義、理論及測量方法。 與會者

3、從不同的角度定義腦力負荷，沒有得出統(tǒng)一的可被大家接受的定義。最后結(jié)論為： 腦力負荷是一個多維概念，它涉及到工作要求，時間壓力，操作者的能力和努力程度，行為表現(xiàn)和其他許多因素。8/31/20225第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素 （2）學(xué)者不同角度的定義 1)腦力負荷是人在工作時的信息處理速度，即決策速度和決策的困 難程度。（工作要求） 2)腦力負荷是人在工作時所占用的腦力資源的程度，即腦力負荷 與人在工作時所剩余的能力是負相關(guān)的。 （資源占用） 3)腦力負荷是人在工作中感受到的工作壓力的大小，即腦力負荷 與工作時感到的壓力是相關(guān)的。（感受壓力） 4)腦力負荷是人在工作中的繁忙程度，即操作人員在

4、執(zhí)行腦力工 作時實際有多忙。 （行為表現(xiàn)）8/31/20226第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素 （3）腦力負荷定義歸納（教材中的定義） 腦力負荷：反映工作時人的信息處理系統(tǒng)被使用程度的指標(biāo)。 腦力負荷+人的閑置未用的信息處理能力=人的信息處理能力 人的閑置未用的信息處理系統(tǒng)與下列因素有關(guān)： 人的信息處理能力 （人的能力水平） 工作任務(wù)對人的要求（工作要求） 人工作時的努力程度（努力程度） 因而腦力負荷也與這些因素有關(guān)。8/31/20227第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素二、腦力負荷的影響因素 （1）工作內(nèi)容。工作內(nèi)容對腦力負荷有直接影響。在其他條件不變的情況下，工作內(nèi)容越多（需時間長），越復(fù)雜

5、（完成困難），操作人員所承受的腦力負荷越高。 工作內(nèi)容 ：時間壓力、工作任務(wù)的困難程度、工作強度等。 （2）人的能力。在腦力勞動中，個體之間的腦力勞動能力存在差異，干同樣的工作，能力越大的人腦力負荷越低，能力越小的人腦力負荷 越高。 （3）人的努力、認真程度。對腦力負荷影響表現(xiàn)為兩個方面，不確定。8/31/20228第一節(jié) 腦力負荷定義及其影響因素人的業(yè)績與腦力負荷的關(guān)系。腦力負荷的適當(dāng)與否對系統(tǒng)的績效、操作者的滿意感以及安全和健康均有很大的影響。下圖為工作績效與 腦力負荷強度的關(guān)系模型。（TR客觀要求，TA操作者實際達到） 低 腦力負荷 高（TR操作在客觀要求的時間TA-操作者實際提供的時間

6、）反映操作要求強度8/31/20229第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法腦力負荷評價研究文獻來源 中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫 中國優(yōu)秀碩博士論文全文數(shù)據(jù)庫 Elsevier Science期刊 Springer Link全文數(shù)據(jù)庫 Wiley Interscience期刊數(shù)據(jù)庫 ARL全文期刊與報紙數(shù)據(jù)庫 美國計算機協(xié)會ACM數(shù)據(jù)庫檢索關(guān)鍵詞 “腦力負荷”，“Mental Workload”；腦力勞動，“Mental Work”8/31/202210近20年腦力負荷評價研究文獻數(shù)量腦力負荷研究文獻趨勢圖8/31/202211國內(nèi)外主要期刊和相關(guān)學(xué)者 國內(nèi)刊物：人類工效學(xué)系統(tǒng)工程學(xué)報工業(yè)工程與管理工

7、業(yè)工程心理學(xué)報研究與發(fā)展管理中國航空航天醫(yī)學(xué)雜志航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程航空軍醫(yī)中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志中國心理衛(wèi)生雜志中國臨床心理學(xué)雜志，以及各大學(xué)學(xué)報。 國內(nèi)學(xué)者：廖建橋（華中科技大學(xué)管理學(xué)院）、董明清 （第四軍醫(yī)大學(xué)航空心理學(xué)）、袁修干和柳忠起（北京航空航天大學(xué)） 、朱祖祥和張智君（杭州大學(xué)心理系）、劉寶善（空軍航空醫(yī)學(xué)研究所）、王東光（中國民航飛行學(xué)院航行系）、苗丹民 （第四軍醫(yī)大學(xué)空軍醫(yī)學(xué)系）、文治洪（第四軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系）、韓東旭（航空醫(yī)學(xué)工程研究所）、肖元梅（四川大學(xué)華西公共衛(wèi)生學(xué)院）等 8/31/202212腦力負荷評價研究相關(guān)期刊 國外刊物：Applied Ergonomics

8、 、International Journal of Industrial Ergonomics、Theoretical Issues in Ergonomics Science 、Human Factors 、International Journal of Human-Computer Studies 、Aviation, Space and Environmental Medicine、International Journal of Psychophysiology、International Journal of Neuroscience、 IEEE transactions on

9、systems, man and cybernetics 等 國外學(xué)者：Moray N，T.B.Sheridan，Reid GB，Juergen Sauer，ODonnell RD，Young MS and Stanton NA，Guillermo M (墨西哥大學(xué))， Hwa S. Jung，B.S. Moon，Shinji Miyake，Kilseop Ryu 等8/31/202213第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法-主觀評價法；-主任務(wù)測量法；-輔助任務(wù)測量法；-生理測量法。（一）主觀評價法是最流行也是最簡單的腦力負荷評價方法。該方法要求系統(tǒng)操作 者陳述特定操作過程中的腦力負荷體驗，或

10、根據(jù)腦力負荷體驗對操作活動進行難度順序的排列。 8/31/202214第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法（二）主觀評價法及其特點 （1）主觀評價是腦力負荷評價中唯一的直接評價方法。 （2）主觀評價一般在事后進行，不會對主操作產(chǎn)生干擾 。 （3）主觀評價一般使用統(tǒng)一的評定維度，不同情境的負 荷評價結(jié) 果可相互比較。 （4）使用簡單、省時。 數(shù)據(jù)收集與分析容易。8/31/202215第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法（三）主觀評價法分類 常見方法：古柏一哈柏 (Cooper-Harper)評價法主觀負荷評價法（SWAT量表）NASATLX量表等。 8/31/202216第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價

11、)方法古柏一哈柏 (Cooper-Harper)評價法，1969年提出 （1）古柏一哈柏提出主要目的：用于評價飛機駕駛難易程度的一種方法，用于飛機操縱特性的評定。 （2）建立依據(jù)：基于飛行員工作負荷與操縱質(zhì)量直接相關(guān)的假設(shè)。 （3）具體方法：把飛機駕駛的難易程度分為10個等級，飛機駕駛員在駕駛飛機之后，根據(jù)自己的感覺，對照各種困難程度的定義，給出自己對這種飛機的評價。 表10-1為Cooper-Harper方法的分級方法。8/31/202217表10-1 Cooper-Harper法的分級方法飛機的特性對駕駛員的要求評價等級優(yōu)良：人們所希望的腦力負荷不是在駕駛中應(yīng)考慮的1很好，有可忽略的缺點腦

12、力負荷不是在駕駛中應(yīng)考慮的2不錯，只有輕度的不足為駕駛飛機需駕駛員作少量帑力3小但令人不愉快的不足需要駕駛員一定的努力4中度的、客觀的不足為了達到要求需要相當(dāng)?shù)呐?非常明顯但可忍的不足為達到合格的駕駛需非常大努力6嚴重的缺陷要達到合格的駕駛，需要駕駛員最大的努力，飛機是否可控不是問題7嚴重的缺陷為控制飛機就需要相當(dāng)大的努力8嚴重的缺陷為了控制飛機需要非常大的努力9嚴重的缺陷如不改進，飛機駕駛時可能失控108/31/202218在60年代后期，美國空軍用CooperHarper方法評價新式飛機操作的難易程度取得了很大的成功。由于飛機操作的難易程度與腦力負荷是極為相關(guān)的，后來，人們對Cooper

13、Harper方法進行了改進，把評價表中的飛機駕駛困難程度改為工作的困難程度，使之適合評價一般任務(wù)的腦力負荷。 (1)單一變量評價方法第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法8/31/202219（2）主觀負荷評價法（ Subjective Workload Assessment Technique） SWAT法 SWAT法是美國空軍開發(fā)的，由Reid等人建立。1）主要考慮因素 Reid等人對腦力負荷的影響因素進行了系統(tǒng)的調(diào)查，經(jīng)過必要的歸納和整理，認為腦力負荷可以看作是時間負荷、壓力負荷和努力程度等3個要素的結(jié)合。每個因素又被分為1、2、3三級，SWAT描述的變量及水平如表10-2所示。第二節(jié) 腦力

14、負荷的測量(評價)方法8/31/202220表10-2 SWAT描述的變量及水平維度水平描述時間負荷努力程度 壓力負荷1經(jīng)常有空余時間，各項活動之間很少有沖突或相互干擾很少意識到心理努力，活動幾乎是自動的，很少或不需注意力很少出現(xiàn)慌亂、危險、挫折或焦慮，工作易容易適應(yīng)。2偶爾有空余時間，各項活動之間經(jīng)常出現(xiàn)沖突或相互干擾需要一定的努力或集中注意力。由于不確定性，不可預(yù)見性或?qū)ぷ魅蝿?wù)不熟悉，工作中有些復(fù)雜由于慌亂、挫折和焦慮而產(chǎn)生中等程度的壓力，增加了負荷。為了保持適當(dāng)?shù)臉I(yè)績，需要相當(dāng)?shù)呐?幾乎從未有空余時間，各項活動之間沖突不斷 需要十分努力和聚精會神。工作內(nèi)容十分復(fù)雜，要求集中注意力由于

15、慌亂、挫折和焦慮而產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，需要極高的自我控制能力和堅定性8/31/202221第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法2）使用方法三個因素及每個因素的三個狀態(tài)，共形成333=27個腦力負荷水平。這27個腦力負荷水平被定義為在0100之間。在三個因素都為1時，其腦力負荷對應(yīng)的水平為0，當(dāng)三個因素都為3時，腦力負荷水平為100。其他情況下的腦力負荷的確定方法為：用27張卡片分別代表27種情況，操作人員首先對這27張卡片根據(jù)自己的主觀觀點進行排序，然后研究人員根據(jù)數(shù)學(xué)中的合成分析方法把這27種情況分別與0100之間的某一點對應(yīng)起來，如(1，1，1)對應(yīng)于 0；(1，2，1)對應(yīng)于15.2等。操作

16、人員完成某一任務(wù)后給出這項任務(wù)的時間負荷、努力程度、壓力負荷的程度，根據(jù)這三個指標(biāo)就可以確定腦力負荷的狀態(tài)，然后根據(jù)前面確定的對應(yīng)表查出腦力負荷的對應(yīng)值。8/31/202222第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法3）SWAT的優(yōu)缺點優(yōu)點 運用了數(shù)學(xué)分析方法對操作人員給出的27種情況的排序數(shù)據(jù)進行了數(shù)學(xué)處理，這樣使得到的數(shù)據(jù)比簡單的把27個點平均地確定在0100之間更可靠些。缺點 對27種情況進行排序，不僅需要相當(dāng)?shù)臅r間，而且排序的準(zhǔn)確性也很難保證。因此應(yīng)用起來較難。8/31/202223第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法（3）NASA-TLX量表 美國航空和宇宙航行局下屬 AMES研究中心的Ha

17、rt等人建立起來的。 1）主要觀點：認為腦力負荷是一個多維的概念。 Hart等對飛行員進行調(diào)查，擬從中找出腦力負荷的影響因素。經(jīng)過大量調(diào)查研究之后，確定了六個影響腦力負荷的因素。分別為： a.腦力需求 b.體力需求 c.時間要求 d.努力程度 e.操作成績 f.挫折水平8/31/202224第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法NASA-TLX量表：腦力需求：這項工作是簡單還是復(fù)雜，容易還是要求很高？完成工作需要多少腦力或知覺方面的活動（如：思考、決策、計算、記憶、尋找等）？ 體力需求：需要多少體力類型的活動（推、拉、轉(zhuǎn)身、控制活動等）？這項工作是容易還是要求很高，是快還是慢？悠閑還是費力？時間需

18、求：工作速度使你感到多大的時間壓力？工作任務(wù)中的速度是快還是慢，悠閑還是緊張？8/31/202225第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法努力程度：在完成這項任務(wù)時，你在腦力和體力方面做出了多大的努力？ 業(yè)績水平：你認為你完成這項任務(wù)是多么成功？你對自己業(yè)績的滿意度如何？ 受挫程度：在工作時，你感到是沒有保障還是有保障，很泄氣還是勁頭十足，惱火還是滿意，有壓力還是放松？每個影響因素在腦力負荷形成中的權(quán)數(shù)不同，且隨著情境的變化而顯示出差異。8/31/202226第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法NASATLX法的使用過程分三步：1）確定因素權(quán)重 采用兩兩比較法，對每個因素在腦力負荷形成中的相對重要性

19、進行評定。六個因素的權(quán)數(shù)之和等于l。在對權(quán)數(shù)進行評估時，自相矛盾的評估(即A比B重要，B比C重要，C比A重要)是允許的，這種情況出現(xiàn)時，說明被評估的因素的重要性非常接近。2）針對實際操作情境，對六個因素的狀況分別進行評定 NASATLX主觀評價方法要求操作人員在完成了某一項任務(wù)之后，根據(jù)腦力負荷的六個因素在O100之間給出自已的評價。除業(yè)績這一因素之外，其他五個因素都是感覺越高，給分值也越高，而對業(yè)績，感覺到自己的業(yè)績越好，則所給的分值越低。8/31/202227第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法3）確定了各個因素的權(quán)數(shù)和評估值之后，進行加權(quán)平均就可以求出腦力負荷。 （四）主觀評價法的缺陷 （

20、1）評價結(jié)果有偏差。 主觀評價是操作人員對某項工作的感覺。這種感覺不一定就是腦力負荷。在執(zhí)行許多任務(wù)時，大腦中進行的活動是感覺不到的，我們所感覺到的東西只是我們意識到的東西，而人的信息處理系統(tǒng)中的許多活動是我們意識不到的。 （2）評價結(jié)果容易混淆。 1）主觀評定一般反映腦力負荷和生理負荷共同作用的結(jié)果，這 在測量總負荷時不會導(dǎo)致嚴重的問題，但在評價主觀負荷時 卻由于結(jié)果混淆而易產(chǎn)生錯誤。8/31/202228第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法 2）評價定者一般較難將外部需要與實際努力分開，往往以“應(yīng)該”而不 是以“實際經(jīng)歷”的工作要求作為評定基礎(chǔ)，因此可能出現(xiàn)高估或 低估工作負荷的傾向； 3）

21、主觀評價技術(shù)的理論假設(shè)是，能量消耗的增加伴隨主觀努力體驗的 增加，但實際上兩者可能出現(xiàn)脫節(jié)，而操作者又往往不能將實際能 量消耗與主觀努力體驗區(qū)分開來，因而容易出現(xiàn)評價偏差。（3）方法應(yīng)用存在局限性。 1）主觀評價方法的應(yīng)用受短時記憶消退的嚴重局限。如果要求操作者 同時作幾項評定，且操作與評價間存在較長的時滯，則很可能出現(xiàn) 評定偏差。（需操作后立即測試才好） 2）主觀評價法一般不適用于主操作有記憶要求的場合。 8/31/202229第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法 二、主任務(wù)測量方法以作業(yè)人員在工作時的業(yè)績指標(biāo)來判斷這項工作給操作人員帶來的腦力負荷。主任務(wù)測量法可以分為兩大類：（一）單指標(biāo)測量

22、法 單指標(biāo)測量法就是用一個業(yè)績指標(biāo)來推斷腦力負荷。在使用單指標(biāo)測量法時，指標(biāo)選擇的好壞對腦力負荷的測量成功與否有著決定性的作用。 人們已進行過許多用單項業(yè)績指標(biāo)來測量腦力負荷的研究，在這些研究中主要是用錯誤或時間延遲作為業(yè)績指標(biāo)。 8/31/202230第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法例：1）Dorman和Goldstein研究在監(jiān)視類任務(wù)中信息顯示速度的影響 結(jié)論：顯示速度增加之后，人的正確反應(yīng)率明顯地降低了。 2）Percival用反應(yīng)時間檢查了在搜索性任務(wù)中兩種不同類型的目標(biāo)、背景目標(biāo)的數(shù)量、眼睛在目標(biāo)上的停留時間的影響， 結(jié)論：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的類型和背景因素對反應(yīng)時間有顯著影響，而眼睛的停

23、留時間則沒有什么影響。 實驗結(jié)果說明：認真選取的單個業(yè)績指標(biāo)能夠反映腦力負荷的變化。 8/31/202231第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法（二）多指標(biāo)測量法 1）多指標(biāo)使用的目的 通過多個指標(biāo)的比較和結(jié)合減小測量的誤差，通過多個指標(biāo)來找出腦力負荷產(chǎn)生的原因，可提高測量的精度。 多指標(biāo)測量法的結(jié)果有成功的，也有失敗的。在有些場合，業(yè)績指標(biāo)反映不出腦力負荷的變化，而用其他方法得到的指標(biāo)可以反映腦力負荷的變化。但在另外一些場合，至少某一個業(yè)績指標(biāo)又能反映腦力負荷的變化。 速度和精確度用來反映腦力負荷的重要指標(biāo) 8/31/202232第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法 （三）主任務(wù)測量法存在的問題

24、 （1）各種操作性質(zhì)各不相同，不可能提出一種廣泛適用的績效參數(shù)，因此各操作之間的腦力負荷狀況無法進行比較。 （2）根據(jù)資源理論，當(dāng)操作要求資源小于操作能力時，雖然工作負荷的增加會引起剩余資源的減少，但主任務(wù)績效由于得到充足資源的供應(yīng)而并不出現(xiàn)下降，在這種情況下主任務(wù)績效對工作負荷的變化不敏感。8/31/202233第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法三、輔助任務(wù)測量法 (一) 輔助任務(wù)測量法的原理 應(yīng)用輔助任務(wù)測量法時，操作人員被要求同時做兩件工作。操作人員 把主要精力放在主任務(wù)上。當(dāng)他有多余的能力時，盡量做輔助任務(wù) 主任務(wù)的腦力負荷是通過輔助任務(wù)的表現(xiàn)來進行的。主任務(wù)腦力負荷 越大，剩余資源越

25、少，操作者從事輔助任務(wù)的能力就越弱。 （二）用輔助任務(wù)法測量腦力負荷步驟 第一步為測量單獨做輔助任務(wù)時的業(yè)績指標(biāo)； 第二步則在做主任務(wù)的同時，在不影響主任務(wù)的情況下盡量做輔助任 務(wù)。 8/31/202234第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法(三) 輔助任務(wù)的種類 輔助任務(wù)必須滿足這樣幾個條件： 第一，它必須是可以細分的； 第二，它必須與主任務(wù)使用相同的資源 第三，必須對主任務(wù)沒有干擾或干擾很小。 不同的任務(wù)使用不同的資源，因而使可使用的輔助任務(wù)也有很大的不同，下面是常用的輔助任務(wù)。 (1)選擇反應(yīng)。 (2)追蹤。 (3)監(jiān)視。 (4)記憶。 (5)腦力計算。 (6)復(fù)述。 (7)簡單反應(yīng)。 8

26、/31/202235第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法四、生理測量法（一）心率變異 正常情況下，人的心率是不規(guī)則的。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人承受腦力負荷時（采用每分鐘40個信號和70個信號兩種情況），兩種情況的心率平均值沒有很大的提高，但心率變異明顯下降，而且隨著負荷強度（所處理的信號數(shù)）增加，心率變異越來越小，曲線趨于平直。 （二）大腦誘發(fā)電位 大腦誘發(fā)電位的變化對腦力活動的某些成分(知覺/認知負荷)較為敏感。其中，P300（是指刺激呈現(xiàn)后約300ms時出現(xiàn)的一個正向電位波動）尤為敏感。 8/31/202236 生理測量法的局限： 1.生理測量法假定腦力負荷的變化會引起某些生理指標(biāo)的變化，但是其他許多

27、與腦力負荷無關(guān)的因素也可能引起這些變化； 2.不同的工作占用不同的腦力資源，因而會產(chǎn)不同的生理反應(yīng)。一項生理指標(biāo)對某一類工作適用，對另一類工作則不適用。 第二節(jié) 腦力負荷的測量(評價)方法8/31/202237第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法對腦力負荷的預(yù)測方法主要采取分析方法，目前的方法有時間壓力模型、波音公司的方法、時間占有率模型以及Aldrich的腦力負荷預(yù)測方法。本課程主要介紹3種方法。一、Siegel和Wolf的時間壓力模型Siegel和Wolf開發(fā)了一個以人為中心的人機計算機模擬系統(tǒng)。在這個模擬系統(tǒng)中，人的負荷情況是影響人一機系統(tǒng)效益的最主要的因素。該方法將影響腦力負荷的各種因素的作用以“

28、壓力”這個變量來表示。壓力可受到下面幾個因素的影響：8/31/202238第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法一、Siegel和Wolf的時間壓力模型(1)操作人員的工作速度。 (2)一起完成某項工作的合作者工作不正常時，會使自己產(chǎn)生壓力(3)首次執(zhí)行某項工作失敗后，不得不重復(fù)一次或幾次，在重復(fù)做這項工作時，操作人員也會產(chǎn)生壓力；(4)操作人員不得不等著機器做出反應(yīng)。8/31/202239第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法一、Siegel和Wolf的時間壓力模型在開發(fā)這個計算機模型時，首先用工作分析的方法完成以下工作:(1)把工作任務(wù)分解成次級任務(wù)(2)給出各個次級任務(wù)之間的相互順序及影響關(guān)系，各個次級任務(wù)的重要性

29、，執(zhí)行各項任務(wù)所需要的時間(隨機分布的時間)，完成每項次任務(wù)成功的概率，若第一次完不成這個次級任務(wù)后可采取的措施(重做或忽略)等。(3) 將上述分析結(jié)果輸入計算機。把各個次級任務(wù)根據(jù)工作順序和概率連接起來，給出不同的隨機數(shù)值，就可以模擬人的行為，計算機可自動把一些有用的信息記錄下來。8/31/202240第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法一、Siegel和Wolf的時間壓力模型在這個模擬中的一個最基本的假定是人對還剩有多少時間可以用來完成任務(wù)的判斷。這個判斷的結(jié)果就是時間壓力。時間壓力影響到操作人員的操作速度。Siegel和Wolf把時間壓力定義為完成任務(wù)所需要的時間與給定的完成任務(wù)時間之比，通過試驗發(fā)

30、現(xiàn)，這樣定義的時間壓力，對正常人時間壓力的臨界值在2.3左右，即當(dāng)完成任務(wù)所需要的時間超出給定時間一半以上以后，操作員的行為才受到破壞性干擾。時間壓力模型用于模擬飛機駕駛員在航空母艦上的著陸問題。 該模型也用來模擬其他類型的工作，如發(fā)射導(dǎo)彈、空中加油、空中攔截等。8/31/202241第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法二、波音公司的方法從波音737開始，飛機上開始用電子計算機顯示和控制系統(tǒng)，評價飛行系統(tǒng)給人帶來的腦力負荷就成為一個非常現(xiàn)實的問題。波音公司最后主要采用工作任務(wù)的時間分析來評價腦力負荷，這種方法與傳統(tǒng)的時間和動作研究有些相似。波音公司的研究人員Hickey首先提出了用時間研究的方法分析人的業(yè)

31、績的可能性問題。 接著，Stern等人把這種方法擴展到用操作人員的能力和剩余的能力來估算人的負荷比例。他們在做腦力負荷的估計時，也考慮到同時執(zhí)行兩項以上的任務(wù)和體力方面的影響。他們隨意地把80%作為腦力負荷的上限，這樣使操作人員能有一點剩余的能力(時間)，這點能力也可以用來檢查自己的錯誤等等。這種方法產(chǎn)生的結(jié)果比較令人滿意。8/31/202242第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法二、波音公司的方法 在與上面的研究人員同時進行的研究中，波音公司的 Smith提出用時間占有率作為負荷比例。 Smith在完善他的模型時，又考慮了認知性的任務(wù)。 圖10-3是按這種方法計算出來的當(dāng)使用電子計算機之后，在執(zhí)行10多

32、分鐘的任務(wù)時某操作人員的腦力負荷隨時間的分布。8/31/202243第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法 圖中的實線代表平均負荷，虛線代表腦力負荷的標(biāo)準(zhǔn)(臨界值)。從圖中可看出，操作人員在這段時間內(nèi)的腦力負荷在20%100%之間變動，這段時間內(nèi)的平均負荷為60%，有13次腦力負荷超過了圖中虛線，但每次超過的時間都非常短。 圖10-3 某操作人員腦力負荷隨時間分布情況8/31/202244第三節(jié) 腦力負荷預(yù)測方法三、Aldrich的腦力負荷預(yù)測方法Aldrich等人開發(fā)的腦力負荷預(yù)測方法與前面前面提出的方法有些相似，但又增加了新內(nèi)容。該種方法開發(fā)分為如下階段。 （1）工作分析階段。 （2）估計每項任務(wù)所需時

33、間。 （3）確定人的各部位被占用情況。 Aldrich模型也存在一定的問題，該模型還沒有接受實踐檢驗，系統(tǒng)的負荷值為專家的主觀值，在一定程度上影響了結(jié)果的客觀性，另外，負荷的計算是各子系統(tǒng)負荷系數(shù)的簡單相加，把8確定為腦力負荷過度的判斷標(biāo)準(zhǔn)還缺乏科學(xué)的根據(jù)。8/31/202245第四節(jié) 應(yīng)激一、應(yīng)激及其產(chǎn)生原因1.應(yīng)激的含義 當(dāng)操作者面臨超出適應(yīng)能力范圍的工作負荷時，就會產(chǎn)生所謂“應(yīng)激”的現(xiàn)象。較為普遍的觀點認為，應(yīng)激是一種復(fù)雜的心理狀態(tài)。每當(dāng)系統(tǒng)偏離最佳狀況而操作者又無法或不能輕易地校正這種偏離時，操作者呈現(xiàn)的狀態(tài)即為應(yīng)激。2應(yīng)激現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 （1）系統(tǒng)偏離最佳狀況。 （2）環(huán)境要求與操作

34、者能力不匹配。 （3）動機因素的作用。8/31/202246第四節(jié) 應(yīng)激二、應(yīng)激源能引起應(yīng)激現(xiàn)象的因素稱為應(yīng)激源。主要應(yīng)激源如下：（1）工作因素。 （2）環(huán)境因素。 （3）組織、社會因素。 （4）生理節(jié)奏與其他因素。三、應(yīng)激效應(yīng)在應(yīng)激狀態(tài)下，操作者的身心會發(fā)生一系列變化。這種變化是應(yīng)激引起的效應(yīng)，表現(xiàn)為以下四類：(1)生理和身體的變化。 (2)心理和態(tài)度的變化。 (3)工作績效的變化。 (4)行為策略和方式的變化。8/31/202247 第四節(jié) 應(yīng)激四、應(yīng)激的控制 (1)采取某些行動來控制或減少應(yīng)激源的強度水平，使它落入到可接受的范圍內(nèi)。例如，通過改進工作和環(huán)境的設(shè)計，或者通過改進組織和人際關(guān)

35、系，至少能夠緩和某些應(yīng)激源產(chǎn)生的效應(yīng)。 (2)人們可以通過物理或社會環(huán)境等因素的改變來減輕它的不利效應(yīng)，但不能完全消除它。完全消除應(yīng)激源也是沒有必要的。研究應(yīng)激的主要目的是努力將應(yīng)激效應(yīng)限制在一個合理的范圍內(nèi)，從而有利于操作者進入到一個最佳或接近最佳的工作狀態(tài)。8/31/202248 第五節(jié) 腦力疲勞及其消除 一、腦力疲勞的含義 腦力疲勞一般指人體肌肉工作強度不大，但由于神經(jīng)系統(tǒng)緊張程度過高或長時間從事單調(diào)、厭煩的工作而引起的第二信號系統(tǒng)活動能力減退，大腦神經(jīng)活動處于抑制狀態(tài)的現(xiàn)象。 二、腦力疲勞的產(chǎn)生與積累腦力疲勞的產(chǎn)生與下列因素有密切關(guān)系。（1）高腦力負荷。（2）單調(diào)作業(yè)。（3）操作者對工

36、作的態(tài)度、期望、動機及情緒狀態(tài)。 8/31/202249 第五節(jié) 腦力疲勞及其消除三、單調(diào)作業(yè)及單調(diào)感覺1.單調(diào)作業(yè) 作業(yè)過程中出現(xiàn)許多短暫而又高度重復(fù)的作業(yè)，稱為單調(diào)作業(yè)。單調(diào)作業(yè)一般具有以下特點： 作業(yè)簡單、變化少、刺激少，引不起興趣。 受制約多，缺乏自主性，容易喪失工作熱情。 對作業(yè)者技能、學(xué)識等要求不高，易造成作業(yè)者消極情緒。 只完成工作的一部分，對整個工作的目的、意義體驗不到。 能量消耗不多，卻容易引起疲勞。 8/31/202250 第五節(jié) 腦力疲勞及其消除三、單調(diào)作業(yè)及單調(diào)感覺2.單調(diào)感覺單調(diào)作業(yè)使操作者知覺到的對系統(tǒng)的“控制”程度減至最低水平，因而產(chǎn)生不愉快，枯燥、缺乏興趣和挑戰(zhàn)

37、、壓抑以及覺得工作永無止境等消極情緒，這種由單調(diào)誘發(fā)的消極情緒稱為單調(diào)感。 單調(diào)感對人的影響可從下列方面反應(yīng)出來： （1）在作業(yè)過程中，變更作業(yè)或操作細節(jié)，改變作業(yè)節(jié)奏。 （2）工作質(zhì)量下降，錯誤率增加。 （3）使作業(yè)能力動態(tài)曲線發(fā)生變化。 （4）對工作無興趣，情緒不佳，注意力不集中，作業(yè)很難堅持下去。8/31/202251 第五節(jié) 腦力疲勞及其消除3.單調(diào)作業(yè)引起疲勞的原因 單調(diào)作業(yè)雖然不需要消耗很大的體力，但千篇一律重復(fù)出現(xiàn)的刺激，使人的興奮始終集中于局部區(qū)域，而其周圍很快會產(chǎn)生抑制狀態(tài)，并在大腦皮質(zhì)中擴散，經(jīng)過一段時間，就會出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。 四、避免單調(diào)的措施（1）操作再設(shè)計。 （2）操作變換。 （3）突出工作的目的性。 （4）動態(tài)報告作業(yè)完成情況。 （5）推行彈性工作法。 （6）利用音樂消除單調(diào)感覺8/31/202252案例1.對象與方法2.結(jié)果與分析3.討論肥胖青少年腦力作業(yè)后注意能力變化特點8/31/2022531.對象與方法1.1對象選擇安徽省2個城市5所中學(xué)，對