實驗心理學(xué)實驗心理學(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)心理負荷研究（理解）本文檔共35頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期日\13點6分實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期日\13點6分

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

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期日\13點6分那么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？4．心理負荷是用何種方法進行測量的？5．有關(guān)心理負荷有哪些具體研究？得出了怎樣的結(jié)論？

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一、工程心理學(xué)的誕生

二戰(zhàn)時期工業(yè)心理學(xué)（1）人對武器的適應(yīng)（2）飛機的設(shè)計（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)展實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期日\13點6分二、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。這一總的研究宗旨被分解為兩個子目標(biāo)：（1）系統(tǒng)的安全需求；（2）操作上的方便需求。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期日\13點6分第二節(jié)研究方法

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在棒球場上，面對遠處飛來的棒球，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。在交通密集度高的航線上，飛行員必須時刻注意航線以避開迎面飛來的其他飛機。宇航員在停泊宇宙飛船時，必須覺察飛船和泊位之間的相對運動情況。在高速公路上，汽車駕駛員在超車時，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)象搬入實驗室進行研究呢？

一、實驗室實驗法實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期日\13點6分朗和加維想到了實驗室中靜態(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節(jié)的能力，可以使用”蘭道環(huán)Ｃ”進行測量，即用帶小缺口的字母C進行測量。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)按照一定的運動軌跡運動起來就可以了。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期日\13點6分朗和加維在他們的實驗室中是這樣進行實驗的：他們將蘭道環(huán)投射到一個白色屏幕上。實驗的第一個自變量蘭道環(huán)的缺口的方向，蘭道環(huán)的缺口可能朝向四個方向：左上、右上、左下和右下，缺口的方向是隨機變化的，每次實驗都不相同，被試的任務(wù)就是判斷運動著的蘭道環(huán)缺口的方向。實驗的第二個自變量是缺口的大小，每次實驗都以一個較大的缺口開始，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)錯誤為止。然后，增大缺口的大小，繼續(xù)進行實驗，直到被試再次對蘭道環(huán)缺口的方向作出正確判斷，便停止實驗。這種測定閾限的方法稱為極限法，正確與錯誤反應(yīng)的中間值就是被試的閾限，在本實驗中，就是被試的動態(tài)視敏度。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期日\13點6分除了蘭道環(huán)的缺口大小和方向外，朗和加維還加入了另一個自變量----波長。因為靜態(tài)視敏度的實驗發(fā)現(xiàn)與其他的視錐細胞相比，藍色的錐體細胞的感受性較強，人們對藍色物體的視敏度較高，辨認閾限較低。因此，朗和加維認為，有必要研究波長（顏色）對動態(tài)視敏度的影響。實驗選用了四種顏色，分別是白色、藍色、黃色和紅色。實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期日\13點6分實驗的第四個自變量是蘭道環(huán)的運動速度。早期研究顯示不同的運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。本實驗中選用了三種不同的角速度。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期日\13點6分

實驗的最后一個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，視桿細胞在視覺中起重要作用，此時視覺稱為暗視覺，而在光線明亮的情況下，視錐細胞在視覺中起了重要的作用，此時視覺稱為明視覺。然而，視桿細胞和視錐細胞對波長（顏色）有不同的敏感性。暗視覺的情況下，視桿細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)。實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期日\13點6分所以，在暗視覺中，有必要研究波長的效應(yīng)，因為在這種情況下，視桿細胞的作用占主導(dǎo)地位；而在明視覺條件下，則沒有必要，因為視錐細胞支配著視覺，占主導(dǎo)地位。所以在本實驗中，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。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期日\13點6分實驗所使用的被試為兩個男性，兩人在戴眼鏡時的靜態(tài)視敏度均是20/20。在進行實驗時，也要求被試帶上眼鏡。雖然，實驗的樣本量很小，只有兩個被試，但這并不影響實驗的內(nèi)部效度，因為實驗結(jié)論完全可以在其他的實驗室中重復(fù)驗證，這也正是實驗室實驗法的一大優(yōu)點。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期日\13點6分根據(jù)兩個被試的實驗結(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?。┮矔黾印Ｋ俣仍娇?，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。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期日\13點6分

馬隆和柯克帕特里克將2100個出租車司機均分為四組：三個實驗組和一個控制組。依據(jù)年齡、性別和有無事故的歷史對司機進行匹配。實驗的自變量是車尾部剎車燈的安裝情況。實驗中，剎車燈有四種安裝格局：（1）當(dāng)時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，即不對其剎車燈進行任何調(diào)整；（2）汽車中央的高位剎車燈；（3）獨立的雙高位剎車燈；（4）對現(xiàn)形的剎車燈進行了調(diào)整，即將剎車和轉(zhuǎn)向獨立開來。二、現(xiàn)場實驗法實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期日\13點6分分別按照（2）、（3）、（4）的安裝格局安裝三個實驗組車輛的剎車燈。實驗的因變量是車輛在一年中發(fā)生的追尾碰撞事件。在此項研究中，所有的出租車司機在不同的路況和氣候的情況下行駛了6000多萬公里。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期日\13點6分結(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比安裝其他形式剎車燈的司機經(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在面臨危險時，更快地剎車，從而降低了相撞時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體正常視線的緣故，也就是說，剎車燈剛好位于司機駕車時通?？吹降奈恢?。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期日\13點6分

由于現(xiàn)場實驗必須在真實的情景中加以實施，實驗設(shè)計必然會受到真實情景局限。因而，現(xiàn)場實驗有時使用準(zhǔn)實驗設(shè)計。準(zhǔn)實驗設(shè)計（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，不能像在實驗室實驗中那樣進行嚴格的控制。對被試條件也不可能像在實驗室實驗中那樣地隨機取樣。下面舉幾種較常用的準(zhǔn)實驗設(shè)計。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期日\13點6分1．時間序列設(shè)計

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期日\13點6分2．等時間取樣設(shè)計

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

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期日\13點6分抽取若干這樣的時間段對，計算每個時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，就說明時間序列的平穩(wěn)性高，某一時間段上心理變化的趨勢可以用來預(yù)測其他時間段上心理變化的趨勢，也即現(xiàn)場實驗的結(jié)果可以預(yù)測以后情景中的相似行為的出現(xiàn)。并且每個時間段對中兩次測量間的相關(guān)值，可以作為判斷實驗主效應(yīng)的依據(jù)，如果相關(guān)很低，就說明實驗處理有效。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期日\13點6分3．不等同控制組設(shè)計

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期日\13點6分三、情景模擬法

情景模擬法兼?zhèn)鋵嶒炇覍嶒灧ê同F(xiàn)場實驗法的優(yōu)點，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。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期日\13點6分不過，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）。實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期日\13點6分

心理負荷（mentalworkload）是一個比較復(fù)雜的概念，對于它的涵義至今沒有統(tǒng)一的認識。有研究者認為心理負荷是由輸入負荷、個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)或工作特點上區(qū)分心理負荷和體力負荷，把體力支出少的偏于腦力工作的負荷稱為心理負荷。第三節(jié)心理負荷研究實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期日\13點6分所謂次要任務(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無關(guān)任務(wù)。若主要任務(wù)的心理負荷很高，人們就沒有能力進行次要任務(wù)，若主要任務(wù)心理負荷低，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荷水平的指標(biāo)。實驗中常用的一些次要任務(wù)為：

一、心理負荷的測量

（一）次要任務(wù)法

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期日\13點6分（1）節(jié)奏性敲擊任務(wù)（2）時距判斷任務(wù)（3）口頭報告隨機數(shù)法（4）記憶搜索任務(wù)（5）心算任務(wù)（6）選擇反應(yīng)時任務(wù)實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期日\13點6分

主觀評定法（subjectiveassessment）是讓被試對工作難度、時間壓力、緊張心情等主觀感受或體驗進行主觀評定的方法。在完成人機系統(tǒng)操作后，要求被試對他操作時的各個心理負荷因素進行評分，所得分數(shù)可以作為他們心理負荷水平的指標(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)負荷指數(shù)便為兩種用來測量真實情景中飛行駕駛的心理負荷水平的量表。

（二）主觀評定法實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期日\13點6分庫珀—哈珀量表要求飛行員對操縱飛機時感受到的飛機的可控程度進行評分。CH量表為10點量表。

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期日\13點6分實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期日\13點6分（三）心率測量

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期日\13點6分自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）進行了一系列的飛行實驗。這些實驗在一種相對不太昂貴的模擬飛行器中進行，訓(xùn)練飛行員駕駛單一引擎的飛機。在模擬飛行器中，飛行員通?？梢愿杏X到整個飛機座艙隨自己的駕駛而運動，十分逼真。與真實的駕駛經(jīng)驗的唯一不同在于，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，飛行員可以看見實物。

二、心理負荷研究

實驗心理學(xué)本文檔共35頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期日\13點6分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荷進行