第18章人的因素实验 、目的要求 了解人的因素的实验研究 、讲授内容: (一)引言 (二)变量介绍 三)实验主题与研究范例 引言:人的因素和人的行为 定 人的因素被定义为“试图在技术系统与人之间寻找最优化结合的学科” ( Kanton比和 Sorkin,1983,p.4)。技术包括一些很小的和很普通的,比如开罐 刀具,也包括一些大的、深奥的,比如空间站。技术的公分母是人;所有大的和 小的系统必须由人来操作。假若对人类的操作特征和现状有了充分的了解,那么 我们就能原则上设计出有着更好的人一机界面的所冉技术系统 在人的因素中,人所具有的核心地位说明了为什么实验心理学对人的因素的 研究有如此大的影响。人的因素学会( Human FactorSciety)中有一半以上的成员受 过心理学的专门训练。发表在《人的因素》杂志上的文章有相当一部分被认为是 实验心理学的应用成果。了解在应用情景中发生作用的机制是人的因素研究领域 中的重要方面。 用户第 在人的因素中,第一条需要遵守的原则是“用户第一”。假如从现在开始在 25年间关于人的因素方面你首先应该记住的只有一件事,那么它是“用户第一”。 其他的一切都是围绕这一主题展开的。 在你承诺做到“用户第一”以前,你首先必须知道谁是用户,不同的用户群 对人的因素有不同的要求。比如,当日本人生产第一辆汽车时,它是为日本公民 设计的。当汽车出口到美国后问题便出现了,美国的男人们如果不同时压离合器 和加速器便无法踩刹车使车子停下。看起来,这种设计的不足是很明显的。一般 而言,美国人比日本人高大并且有一双大脚。尽管刹车踏板对长着小脚的日本人 而言是很舒适的,但对长着大脚的美国人来说,则显得太窄小了。其原因就在于 在初始设计时并没有考虑到美国人的特征,这样便违反了人的因素中的第一条规 则一—“用户第一”。 在更高级的领域里同样的错误也会发生。一个很大的美国电信通讯公司对人
第 18 章 人的因素实验 一、目的要求： 了解人的因素的实验研究 二、讲授内容： （一）引言 （二）变量介绍 （三）实验主题与研究范例 引言：人的因素和人的行为 定义 人的因素被定义为“试图在技术系统与人之间寻找最优化结合的学科” (Kantow 比和 Sorkin，1983，p．4)。技术包括一些很小的和很普通的，比如开罐 刀具，也包括一些大的、深奥的，比如空间站。技术的公分母是人；所有大的和 小的系统必须由人来操作。假若对人类的操作特征和现状有了充分的了解，那么 我们就能原则上设计出有着更好的人—机界面的所冉技术系统。 在人的因素中，人所具有的核心地位说明了为什么实验心理学对人的因素的 研究有如此大的影响。人的因素学会(HumanFactorSciety)中有一半以上的成员受 过心理学的专门训练。发表在《人的因素》杂志上的文章有相当一部分被认为是 实验心理学的应用成果。了解在应用情景中发生作用的机制是人的因素研究领域 中的重要方面。 用户第一 在人的因素中，第一条需要遵守的原则是“用户第一”。假如从现在开始在 25 年间关于人的因素方面你首先应该记住的只有一件事，那么它是“用户第一”。 其他的一切都是围绕这一主题展开的。 在你承诺做到“用户第一”以前，你首先必须知道谁是用户，不同的用户群 对人的因素有不同的要求。比如，当日本人生产第一辆汽车时，它是为日本公民 设计的。当汽车出口到美国后问题便出现了，美国的男人们如果不同时压离合器 和加速器便无法踩刹车使车子停下。看起来，这种设计的不足是很明显的。一般 而言，美国人比日本人高大并且有一双大脚。尽管刹车踏板对长着小脚的日本人 而言是很舒适的，但对长着大脚的美国人来说，则显得太窄小了。其原因就在于 在初始设计时并没有考虑到美国人的特征，这样便违反了人的因素中的第一条规 则——“用户第一”。 在更高级的领域里同样的错误也会发生。一个很大的美国电信通讯公司对人
的因素有高度的重视。它为了满足用户的要求正欲设计一个提供电话登录信息系 统。由于用户对硬件的要求已经明确提出了,因此人的因素设计者们只得拿出小 型计算机语言的等价物,使用时用户只需输人适当的命令即可。基于此,计算机 科学家应邀来编制这种新的微型语言。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,精明的设计者们 还通过让秘书作测试被试检验了他们的新系统。由于这种装置是为秘书设计的, 所以设计者们以秘书作为测试被试是很理想的检验。可惜的是,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。第 二次的检验发现,一些秘书人员尽管能够运用该装置,但是大多数人仍比较迷惘。 设计者对此很不满意并仔细咨询了那几个成功操作的秘书。现在问题明朗化了 设计者,也即电脑编程人员,编制了一个系统,而该系统只对那些思维方式与他 们类似的用户才是最理想的。但是大部分用户是缺乏计算机技术的。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人员现 都能够使用这一办公系统。第一次检验后设计者所进行的培训,无疑是以缩短电 脑程序的长度为出发的,这种思维定势使他们忽略了“用户第一”的守则。他们 的设计与其说为了用户不如说为了自己。但是最终灾难被避免了,因为设计者是 聪明的,在他们将其产品推向市场前,先在用户中进行了试验。所以,“用户第 原则的一个很重要的方面是必须在最终消费该产品的用户群个进行试验。 违反“用户第一”的最后一个案例是关于机床的设计(见图15-1)。在这里, 用户群是已知的。但是正如图15-1表明,此类设计的机床需要一个躯干很短但 手臂极长的人来控制。然而生活中没有这种尺寸的人,这个例子说明改变机器要 比改变使用机器的人容易得多 生命的价值 人的因素中一个很重要但也很容易被忽略的主题是生命的价值。将经济价值 与死亡联系在一起看来很滑稽,但实际上,每当劳动者(工人)想知道安装到系统 上装置的安全系数和需要什么种类的安全告示时,经济价值与死亡是一直联系在 起的。没有任何一种产品是绝对安全的。即便是一颗很小的纽扣,若被婴儿吞 下去也是致命的。人们对一家美国汽车制造商所作出的在所有的1990—型汽车 中装保险袋的决策的经济效用会作出怎样的评估呢?
的因素有高度的重视。它为了满足用户的要求正欲设计一个提供电话登录信息系 统。由于用户对硬件的要求已经明确提出了，因此人的因素设计者们只得拿出小 型计算机语言的等价物，使用时用户只需输人适当的命令即可。基于此，计算机 科学家应邀来编制这种新的微型语言。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，精明的设计者们 还通过让秘书作测试被试检验了他们的新系统。由于这种装置是为秘书设计的， 所以设计者们以秘书作为测试被试是很理想的检验。可惜的是，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。第 二次的检验发现，一些秘书人员尽管能够运用该装置，但是大多数人仍比较迷惘。 设计者对此很不满意并仔细咨询了那几个成功操作的秘书。现在问题明朗化了。 设计者，也即电脑编程人员，编制了一个系统，而该系统只对那些思维方式与他 们类似的用户才是最理想的。但是大部分用户是缺乏计算机技术的。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人员现 都能够使用这一办公系统。第一次检验后设计者所进行的培训，无疑是以缩短电 脑程序的长度为出发的，这种思维定势使他们忽略了“用户第一”的守则。他们 的设计与其说为了用户不如说为了自己。但是最终灾难被避免了，因为设计者是 聪明的，在他们将其产品推向市场前，先在用户中进行了试验。所以，“用户第 一”原则的一个很重要的方面是必须在最终消费该产品的用户群个进行试验。 违反“用户第一”的最后一个案例是关于机床的设计(见图 15—1)。在这里， 用户群是已知的。但是正如图 15—1 表明，此类设计的机床需要一个躯干很短但 手臂极长的人来控制。然而生活中没有这种尺寸的人，这个例子说明改变机器要 比改变使用机器的人容易得多。 生命的价值 人的因素中一个很重要但也很容易被忽略的主题是生命的价值。将经济价值 与死亡联系在一起看来很滑稽，但实际上，每当劳动者(工人)想知道安装到系统 上装置的安全系数和需要什么种类的安全告示时，经济价值与死亡是一直联系在 一起的。没有任何一种产品是绝对安全的。即便是一颗很小的纽扣，若被婴儿吞 下去也是致命的。人们对一家美国汽车制造商所作出的在所有的 1990—型汽车 中装保险袋的决策的经济效用会作出怎样的评估呢?
88 88 图15-1使用中的机床控制对于一个普通人来说是不容易操作的 该机床所适合的理想操作者应该是1372毫米高、640毫米的肩 宽和2348毫米的手臂跨度 (Butterworth Heinemann, Itd, 人的因素学会的主席在其就职演说( Parsons,1970)中对生命与死亡进行了讨 论。人的生命价值可以通过多种方法来评价,从由人体中提炼出的几分钱的化学 产品到30多枚的银币再到政府首脑生命的上百万美元的保险政策不等。据帕森 斯估计,阿波罗号宇航员如能成功地按期飞回地球,每个宇航员花费美国纳税人 5亿美元的费用。尽管帕森斯牧师不提倡让阿波罗号自生自灭,但是很明显,并
人的因素学会的主席在其就职演说(Parsons，1970)中对生命与死亡进行了讨 论。人的生命价值可以通过多种方法来评价，从由人体中提炼出的几分钱的化学 产品到 30 多枚的银币再到政府首脑生命的上百万美元的保险政策不等。据帕森 斯估计，阿波罗号宇航员如能成功地按期飞回地球，每个宇航员花费美国纳税人 5 亿美元的费用。尽管帕森斯牧师不提倡让阿波罗号自生自灭，但是很明显，并
不是所有人的生命都是等价的。 由帕森斯倡导的人的因素研究很重视人的生命与死亡的价值。通过对警戒符 号和标记的研究,研究人员能够改善设备的安全性能。通过消除造成飞机失事和 化工厂爆炸的人为原因,就可拯救人的生命。改善人的潜在生命质量,这对人的 因素的研究者来说是一个很重要的回报。 、人的因素实验中的变量 (一)因变量 在人的因素的研究中,最通用的因变量是错误率。作为一门学科,减少错误 率是人的因素研究中显而易见的主要目标。时间也是一个很重要的因变量。测量 完成一项任务的总时间常常与部分时间一起作为测量的参数,如反应时和运动时 等。在现实生活中,对事件的延迟反应等同于错误。例如,如果你决定在汽车靠 近一个悬崖时停车,但是由于你的反应迟钝以至于就在跌落悬崖之前才踩刹车间 而没能达到预期目的,这等同于没有刹车。 (二)自变量 人的因素学家研究问题的范围很广致使许多的自变量被研究了。对空难中视 错觉作用感兴趣的研究者,可能会与研究知觉的实验心理学家一样,研究相同的 自变量。同样,对训练感兴趣的人,将会操纵一些诸如练习、练习的分配及呈现 通道等与记忆研究者相同的自变量。而研究心理负荷的人的因素科学家则会与研 究注意的实验心理学家使用相同的自变量。 然而,在人的因素中,关注原子能工厂、军事指挥、控制和通讯等复杂系统 的专家,可能会以与社会和组织心理学家或社会学家所用的类似的方式去操纵小 组中的交流路径。环境自变量,比如噪音、温度以及振动等,在应用的情景中, 都是有趣的和有用的。被试变量、如具有不同领导风格的人们,可能会被选出来。 另外,在人的因素研究中,一天中工作和时间的变动计划表也可以被操纵 (三)控制变量 在许多应用研究中,虽然有控制变量,但总是很少。此类研究大部分都是在 现场进行的,现场的情景不利于实验室研究中经常能够做岀出的那些实验控制。基 于此,研究者在确认潜在混淆变量时必须要小心,因为这些混淆变量很可能会导 致实验结果的其他解释。比如,当有关的外部变量被迫变化时,它们也许掩盖了 真实的处理结果。 、实验主题:小样本设计 范例:动态视敏度
不是所有人的生命都是等价的。 由帕森斯倡导的人的因素研究很重视人的生命与死亡的价值。通过对警戒符 号和标记的研究，研究人员能够改善设备的安全性能。通过消除造成飞机失事和 化工厂爆炸的人为原因，就可拯救人的生命。改善人的潜在生命质量，这对人的 因素的研究者来说是一个很重要的回报。 一、人的因素实验中的变量 （一）因变量 在人的因素的研究中，最通用的因变量是错误率。作为一门学科，减少错误 率是人的因素研究中显而易见的主要目标。时间也是一个很重要的因变量。测量 完成一项任务的总时间常常与部分时间一起作为测量的参数，如反应时和运动时 等。在现实生活中，对事件的延迟反应等同于错误。例如，如果你决定在汽车靠 近一个悬崖时停车，但是由于你的反应迟钝以至于就在跌落悬崖之前才踩刹车间 而没能达到预期目的，这等同于没有刹车。 （二）自变量 人的因素学家研究问题的范围很广致使许多的自变量被研究了。对空难中视 错觉作用感兴趣的研究者，可能会与研究知觉的实验心理学家一样，研究相同的 自变量。同样，对训练感兴趣的人，将会操纵一些诸如练习、练习的分配及呈现 通道等与记忆研究者相同的自变量。而研究心理负荷的人的因素科学家则会与研 究注意的实验心理学家使用相同的自变量。 然而，在人的因素中，关注原子能工厂、军事指挥、控制和通讯等复杂系统 的专家，可能会以与社会和组织心理学家或社会学家所用的类似的方式去操纵小 组中的交流路径。环境自变量，比如噪音、温度以及振动等，在应用的情景中， 都是有趣的和有用的。被试变量、如具有不同领导风格的人们，可能会被选出来。 另外，在人的因素研究中，一天中工作和时间的变动计划表也可以被操纵。 （三）控制变量 在许多应用研究中，虽然有控制变量，但总是很少。此类研究大部分都是在 现场进行的，现场的情景不利于实验室研究中经常能够做出的那些实验控制。基 于此，研究者在确认潜在混淆变量时必须要小心，因为这些混淆变量很可能会导 致实验结果的其他解释。比如，当有关的外部变量被迫变化时，它们也许掩盖了 真实的处理结果。 二、实验主题：小样本设计 范例：动态视敏度
现实生活中有许多情景需要对移动的目标物进行觉察和识别。棒球场上的中 锋在迎接远处飞来的球时,他首先必须在其视野内发现目标物(棒球),才能够判 断球的落点。在密集航线上驾驶飞机的飞行员必须时刻注意航线以避开迎面飞来 的其他飞机。一个宇航员在试图停泊宇宙飞船时必须觉察飞船和泊位之间的相对 运动情况。在髙速公路上一个汽车驾驶员若想起车,必须觉察邻近汽车的情况以 确定是否能安全超过。所有这些部属动态视敏度的案例。 动态视敏度被定义为知觉运动物体细节的能力。它是相对于静态视敏度面言 的,静态视敏度是指知觉静止物体细节的能力。视敏度通常通过呈现带小缺口的 字母C(被称为兰道C型视标)来测量(见图15-2)。若缺口大,很容易被注意到: 若缺口很小,字母C会被当成字母O。缺口的大小是人们对字母C与外表上很 像的字母O作出可靠辨别的视敏度指数。若兰道C型视标静止不动,我们测量 的就是静态视敏度。若兰道C型视标有运行轨迹,我们测量的则是动态视敏度 当你在配镜师的办公室里看斯内伦视力表时,测量的是你的静态视敏度。 图15-2道C型视标的各种变式 虽然动态与静态视敏度是相互关联的( Scialfa, Garvey,Gish, Deering, Leibowitz, 和 Goebel,198》,担如果用静态视敏度去预测动态视敏度会产生技术问题。因 此.为了测量某人是否具有成功地从事某种需要良好动态视敏度的职业的能力, 谨慎的研究人员会直接测量其动态视敏度。不仅如此,动态视敏度还在设计复杂 系统方面具有很重要的意义。设计者通常有一个选择标准,即他们倾向于那些易 于检测和辨认的移动目标 目标物波长对动态视敏度的影响 正如许多有趣的人的因素问题一样,颜色对移动问题的解决所产生的影响无 论是理论上还是实践上均具有重要的意义。设计决策涉及到各种不同范围内的项 目,比如,计算机显示器和街头的一些标志牌,关于某一特定颜色更容易被知觉 到的知识,在一定程度上会影响设计决策。理论上,人们知道蓝色的锥体颜色感 受器与其他的颜色感受器差异很大,它有着较低的静态视敏度而且惰性更强 Long和 Garvey,1988)。因此,朗和加维(1988)认为,研究颜色的波长对动态视 敏度的影响,无论从实践上还是从理论上都是很有必要的。在他们的研究中,只 有两个男性观察者接受了所有的实验条件。这两个观察者在戴眼镜时的静态视敏 度均是20/20,当然眼镜是在实验中被戴上去的。尽管这是一个很小的研究样
现实生活中有许多情景需要对移动的目标物进行觉察和识别。棒球场上的中 锋在迎接远处飞来的球时，他首先必须在其视野内发现目标物(棒球)，才能够判 断球的落点。在密集航线上驾驶飞机的飞行员必须时刻注意航线以避开迎面飞来 的其他飞机。一个宇航员在试图停泊宇宙飞船时必须觉察飞船和泊位之间的相对 运动情况。在高速公路上一个汽车驾驶员若想起车，必须觉察邻近汽车的情况以 确定是否能安全超过。所有这些部属动态视敏度的案例。 动态视敏度被定义为知觉运动物体细节的能力。它是相对于静态视敏度面言 的，静态视敏度是指知觉静止物体细节的能力。视敏度通常通过呈现带小缺口的 字母 C(被称为兰道 C 型视标)来测量(见图 15—2)。若缺口大，很容易被注意到； 若缺口很小，字母 C 会被当成字母 O。缺口的大小是人们对字母 C 与外表上很 像的字母 O 作出可靠辨别的视敏度指数。若兰道 C 型视标静止不动，我们测量 的就是静态视敏度。若兰道 C 型视标有运行轨迹，我们测量的则是动态视敏度。 当你在配镜师的办公室里看斯内伦视力表时，测量的是你的静态视敏度。 虽然动态与静态视敏度是相互关联的(Scialfa，Garvey，Gish，Deering，Leibowitz， 和 Goebel，1988)，担如果用静态视敏度去预测动态视敏度会产生技术问题。因 此．为了测量某人是否具有成功地从事某种需要良好动态视敏度的职业的能力， 谨慎的研究人员会直接测量其动态视敏度。不仅如此，动态视敏度还在设计复杂 系统方面具有很重要的意义。设计者通常有一个选择标准，即他们倾向于那些易 于检测和辨认的移动目标。 目标物波长对动态视敏度的影响 正如许多有趣的人的因素问题一样，颜色对移动问题的解决所产生的影响无 论是理论上还是实践上均具有重要的意义。设计决策涉及到各种不同范围内的项 目，比如，计算机显示器和街头的一些标志牌，关于某一特定颜色更容易被知觉 到的知识，在一定程度上会影响设计决策。理论上，人们知道蓝色的锥体颜色感 受器与其他的颜色感受器差异很大，它有着较低的静态视敏度而且惰性更强 Long 和 Garvey，1988)。因此，朗和加维(1988)认为，研究颜色的波长对动态视 敏度的影响，无论从实践上还是从理论上都是很有必要的。在他们的研究中，只 有两个男性观察者接受了所有的实验条件。这两个观察者在戴眼镜时的静态视敏 度均是 20／20，当然眼镜是在实验中被戴上去的。尽管这是一个很小的研究样