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    发表日期:2006年7月14日 编辑:cnpsy 有4322位读者读过此文 【字体:
工程心理学的诞生和发展

“研究人的能力及其限度”是为了更好地进行系统设计,使人类能够更加方便和安全地操纵已构成的操作系统,以提高人机系统的运作效率和安全性,避免事故发生----工程心理学正是诞生于、发展于这种实际应用需要。

一、工程心理学的诞生
工程心理学是工业心理学孕育的婴儿,它的发展离不开二战时期工业心理学所发生的重大转折。
第二次世界大战争推动了人机关系的研究。以往,在如何使人掌握好复杂的军事装备问题上,研究者们多着力于使用已有的武器装备来训练人,也就是说,训练人去适应已经研制出来的武器装备。但在第二次世界大战中,由于科技进步,武器装备发展得很快,交战国家竟相研制复杂的高性能武器。由于人的适应能力有一定的限度,即使经过严格选拔和充分训练的操作人员,也往往难以适应武器性能日新月异的发展。武器性能很好,但人操纵不了,高性能的装备发挥不了应有的作用,反而容易引起操作差错而发生机毁人亡或误击目标等事故。
第二次世界大战中,飞机成为主要的军事武器,空中力量的强弱很大程度上决定了某一次战役的结果。但是武器制造专家在提升战斗机速度和子弹威力的同时,却没有考虑人对这些的适应能力。比如:飞机的信息显示器的设计,必须考虑飞行员在飞行过程中对瞬时信息显示进行接受、加工的能力,飞机速度的提升也就意味着飞行员瞬时信息加工的速度必须随之提升,但是飞行员的加工速度受到某些生理或心理机制的限制而具有一定极限,如果不对信息显示器的设计进行改进,为飞行员的加工提供方便的话,便会出现由于误认或误判信息而导致的飞行事故。比如:第二次世界大战时期所使用的飞行高度表用短、中、长三根同轴
指针分别指示千、百、十米的飞行高度,这种高度表读数起来十分不方便,再加之飞机速度的加快和战争的紧张形式给飞行员的所带来的加工压力,在慌乱之下,飞行员易混淆三针的读数,导致飞行事故的发生。
类似的惨痛教训还很多,比如:晚上执行军事任务的飞行员往往会因为受到炸弹强光的影响而无法及时地暗适应,导致撞机事件。这些教训使研究者逐渐意识到人机关系间的矛盾,不能仅靠选拔与训练去解决,当人不能适应机器系统的速度和特点时,代价是惨重的,应该及时把研究方向从人适应机改为使机适应人,研究人的能力与特点,为系统的设计提供依据。就拿上面的飞行高度表来说,人的加工特点便是:(1)加工速度有极限;(2)对数字的加工快于对指针刻度的加工,要使人能适应飞机的速度,必须要先使高度表的显示符合人的加工特点。为此,研究者们将高度显示器设计成用开窗式数字显示与指针指示相结合,窗中第一位、第二位数字分别代表高度万米、千米,指针指示的数字刻度表示十米,这种显示方式符合人的信息加工特点,大大提高人加工的速度,很少发生误读或误判,减少了由于高度误读所导致的飞行事故。再者,也可以根据人眼暗适应的特点进行系统设计,避免由于无法适应炸弹强光而导致的撞机事故。暗适应过程受曝光颜色的影响。一般来说,红光比白光及其他色光的暗适应过程进行得快。朱祖祥等人(1985)就曾对不同颜色仪表照明后的1分钟内的短时暗适应过程进行过比较研究。结果发现:在红光照明条件下,夜视力的恢复明显优于黄光和白光照明条件,而且其差异随照明强度提高而增大。由此,为了保护飞行员的夜视力,及时完成暗适应,研究者们采用了一些措施:将飞机坐舱仪表盘改为红光照明或是让飞行员在夜间行驶时带红色眼镜等。
综上可见,研究者的思想发生了重大改变,他们逐渐以研究人的特点作为研究的指导思想,并用人类特点研究的结论来指导整个系统的设计。思想的变革是学科诞生的先兆。工程心理学便在这一观念转折的节骨眼上诞生了。40年代末到50年代初,工程心理学、人机工程学(human-machine engineering,human engineering)和人类因素工程学(human factors engineering)在美国兴起,工效学(ergonomics)在英国兴起。这些学科,虽然名称各异,但实际研究内容是基本一致的,都强调研究人的能力及其限度,并以研究的结果来指导技术系统的设计,以求得技术系统和人之间的最优化结合。所以在国内,这些学科被统称为工
程心理学。
二、工程心理学的发展
近几十年来,在摆脱了第一次工业革命所带来盲目追求效率的错误观念之后,人们逐渐将机器系统的安全性和方便性摆在了首位,所以工程心理学的发展也主要体现在----将”揭示人类的能力和限度,以指导系统设计”这一总的研究宗旨被分解为两个子目标:(1)系统的安全需求;(2)操作上的方便需求。
(一)安全需求
可以说,工程心理学的诞生便是为了设计更为安全的操作机器,避免事故。然而,二战后,随着科学技术的发展,这种需求变得更为强烈,它促进了工程心理学的进一步发展。二战后,计算机技术和自动化技术迅猛发展,这大大改变了人们的工作方式,以往的人力职业逐渐为自动化系统代替,人在整个系统的地位逐渐从操纵者转向监督者,系统对人体力要求减低的同时,也对人的脑力和责任心提出了更高的要求。对于诸如此类的自动化系统来说,系统的弱点主要表现在人的弱点上,一旦人的弱点暴露,整个系统就将面临崩溃的危险。在自动化趋势已经成为科技发展主题的今天,为了维护系统的安全,必须研究人的弱点与极限。
保证系统安全性的需求促进了有关人类深度知觉特点的研究。比如:在最初使用波音747飞机时,产生了一个严重的问题。飞行员往往会让飞机滑行地太快,结果在进入或离开跑道的时候,偶尔会损坏起落架。这引发研究者对事故原因进行分析,结果发现人类纹理结构的深度知觉特点正是导致事故的根本原因:由于躯体庞大的波音747的驾驶舱离跑道的距离大约是许多其他飞机的一半。当波音747以和其他飞机一样的速度滑行时,对飞行员来说,地面文理密度的变化率只是一般飞机的一半。所以,有过其他飞机飞行经历的飞行员所知觉到的飞机速度比实际速度要慢,飞行员的主观、不可靠知觉使得他们无意识地加速,导致飞机的损伤。后来,根据这一研究结果,人们便在飞行员驾驶波音747前,对他们进行培训,校正他们的错误知觉,避免对飞机不必要的损伤。
此外,登顿(Denton,1980)的一项研究也说明了纹理结构深度知觉的研究
结论将有助于设计安全的驾驶系统。登顿曾根据人类知觉的这种特点,提出了一项有意思的高速公路安全设计。登顿注意到英国汽车司机在到达圆形交叉路口时速度往往过快,为了使得汽车司机在交叉路口放慢行车速度,以减少事故发生率,他提出应在接近交叉路口时,逐渐减少路边路标间的间距,这种间距的减小实质上便是文理密度的变化率增大,从而导致匀速的司机产生一种加速感,作出刹车反应。事实上,在苏格兰的一个特别危险的圆形交叉路口处应用了登顿的安全设计后,汽车的平均速率的确有所下降,事故率也下降了。
除了知觉之外,保证系统安全性的需求还促进了有关人类决策特点的研究。比如:一艘名为文森斯号的舰艇在波斯弯上发现了一架来自不明的飞机,舰上人员毅然决定向这架不知名的飞机开炮,然而后来得知这只是一架民航运输机,而不是敌机,舰上人员的错误决策导致飞机几百人的伤亡。这次惨痛事故致使研究者开始考虑如下问题:是什么原因使得舰上人员作出对一架来自不明的飞机开炮的决策的?人类决策到底有哪些特点?通过调研工作,研究者们认定雷达操作人员在决策时的证实偏向便是事故的真正原因。人们往往会对于自己事先持有的假设或信念深信不移,并努力寻找支持这些假设或信念的依据,而不寻找或者低估支持相反假设或信念的依据,这被认为是人类的证实偏向。雷达系统的操作员在决策前便已作出飞机是敌机的假设,在整个决策过程中,他们只想证实自己先前的假设,而忽略了雷达系统所提供的有关飞机中性状态的矛盾信息,错误决策是证实偏向的必然结果。不过,当决策人数增加时,证实偏向的效力就会降低。因此,根据这一重要结论,研究者们建议在诸如上述侦察活动等重要任务中,可以通过增加决策者来避免单独一个人决策时可能发生的证实偏向。
总之,为了维护系统的安全,研究人的弱点与极限成为必须,这促进了具体人机系统中所涉及的各种心理特点的分析与探讨。
(二)方便需求
除了安全需求外,操作上的方便需求也促进了工程心理学的进一步发展。人们对于方便性的需求正日益增长,为了满足人们的这种需求,必须要对人的特点进行研究,因为只有这样,才能使系统变得更为方便。
在我们的日常生活中,经常发生诸如此类的事情----由于忽略了人的特点,而使整个系统对使用者而言变得难以上手。比如:一个很大的美国电信通讯公司为了满足用户的要求,正欲设计一个提供电话登录的信息系统。由于用户已明确提出了硬件要求,因此设计者们需要考虑的只是软件设计,他们要做就是发明小型计算机语言,使得用户在使用时只需键入适当的命令即可。通过几个月的努力,他们发明了一种应用范围很广的语言,能够快速、有效地处理登录信息。不仅如此,设计者们还对他们的新系统进行了检验,他们选用的测试被试是一些公司的秘书,因为这一办公系统是为秘书们设计的。不过结果发现:竟然没有一个人能够掌握这种新的语言系统。经过一段时间的思考,设计者认识到需亲手指导用户进行操作。于是,他们又用了几个月的时间结合实例进行了讲解和详细的说明。不过第二次的检验的结果仍然不令人满意:作为测试被试的秘书中,只有少数能够运用该办公系统,大多数秘书仍处于迷惘状态。设计者对此感到十分沮丧,为了探求原因,他们仔细咨询了那几个成功操作的秘书。答案是,设计者(电脑编程人员)未考虑该信息系统使用者本身的特点,他们编制了一个计算机语言系统,只有那些思维方式与他们类似的用户才能方便地使用这一系统,但是大部分用户是缺乏计算机技术的,他们无法成功地使用这一系统。因此,设计者又发明了一个新的效率较低的语言,该语言在完成给定的登录计划表时需要很多的指示。但是这种新语言易学易用。最后一次的检验表明大多数的秘书都能够使用这一办公系统。前两次实验的失败是由于设计者没有注意到秘书身上的某些特点----计算机语言的新手,对于新手来说,程序的设计必须要符合他们学习与记忆的规律,多提示与注释,而不能只讲究程序的效率,最后一次的成功也正是因为他们调查发现了使用者的这一特点,并以此来知道信息系统的设计。

 


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