第九章 : 注意, 心理工作 负荷与警戒 唐日新
注意的分配 注意是工程心理学重要的研究领域 日常生活中往往遇到很多注意分配的例子, 有些是成功的, 有些则是不成功的 一边开车一边聊天 飞行中需要注意多个仪表, 还要保持飞机的姿态 一手画圆一手画方
注意的模型 注意模型分为瓶颈模型和资源模型, 前者认为信息加工的某一阶段人类能处理的信息数量是有限的, 后者认为人类用于工作的资源数量是有限的 瓶颈模型分为早期选择模型和晚期选择模型, 资源模型分为单资源模型和多资源模型
早期选择模型 Broadbent 在 1958 年提出过滤器理论, 任务在某一时刻只有一个刺激能进入中枢加工通道而被识别, 其他无关的或者不需要的信息在被识别前就被过滤掉了 一般采用双听技术, 可以解释鸡尾酒会实验, 当一对一对呈现单词刺激时, 让被试把注意放到一个耳朵, 发现先按一个耳朵听到顺序报告, 然后报告另一个 或者相反
过滤 衰减模型 Treisman 发现在早期阶段信息并没有完全过滤掉, 而是依据注意程度的差异出现不同程度的衰减, 虽然需要被衰减的信息在一般情况下不易被识别, 但是在特定情况下可以被识别 大多数人能意识到有人在叫自己的名字, 即使是非注意的通道 如果将一篇散文的词在左右耳交替出现, 可以保持整篇文章的信息
单资源模型 单资源模型由 Kahneman 等人在 70 年代提出, 基于的事实是, 两个或者多个作业难度越大, 注意分配的效率通常越低 这称为难度效应现象 注意是人类可用于各种作业和过程的容量有限的通用资源 有效注意资源的数量随着唤醒水平和作业要求的变化而变动 只要资源需求没超过资源容量, 多任务操作并不困难
主要利用双任务技术测定 将注意作业定为主任务, 增加另一个任务作为次任务, 要求作业者尽可能做好主任务 假设所有资源优先投入主任务, 只有剩余的才会给次任务, 根据次任务的情况可以间接反映主任务的注意要求情况
难点 : 结构相似或者结构特异现象 难度不敏感现象 在一些情景下, 不同任务之间可以进行非常成功的转移
多资源模型 由威肯斯 1980 年提出, 认为人类拥有多种不同的资源类型, 这些资源均具有有限 功用等性质 三维度资源系统 : 输入通道, 加工阶段以及加工的输出方式 输入通道分为视觉和听觉, 加工阶段分为知觉编码 / 中枢加工和输出阶段, 加工输出方式分为空间加工 / 手动输出与言语加工 / 声音输出方式
注意类型与心理工作负荷 注意分为选择注意和分配注意选择注意是指将注意放在一些信息上而忽略无关信息 任务越相似, 对干扰信号的保留程度越低 注意转移问题 : 对个体快速注意转换能力的评价, 可以预测其工作绩效 比如对战斗机飞行员和公交车司机注意转移能力的研究
分配注意是指操作者同时注意两个或者多个信息源 在必须进行注意分配的场合, 应该为每个任务确定优先级, 即为注意分配策略 通过牺牲某些信息来增加对另一些信息的接收可靠性, 这是一种权衡 可以用绩效操作特征曲线描述 (ROC).
ROC 曲线
心理工作负荷 心理工作负荷是指单位时间内人承受的心理工作量 表现为认知 思维 判断或者情绪等负荷, 主要出现在追踪 监控或者决策等不需要明显生理负荷的场合 心理工作负荷的合理与否不仅会影响人机系统的效率和可靠性, 而且还会影响作业人员的健康和工作满意感
注意资源模型的解释 人类具有一组容量有限的注意资源, 是从事各种心理活动的基础 随着作业要求的增加, 完成作业活动所需要的总资源量也相应增加, 当任务难度增加或者多个任务产生竞争导致资源短缺时, 总绩效将下降 资源容量和资源需求量的差异是产生心理工作负荷的内在机制, 即剩余资源的数量决定了心理工作负荷的大小
心理工作负荷的测量 对作业来说, 心理超负荷或者心理低负荷同样是不利的 耶克斯多德森法则 评价心理工作负荷的状况可以对人机系统进行改进 分为主任务测量, 次任务测量, 生理测量和主观测量
心理工作负荷测量技术的标准 敏感性 诊断性 非干扰性 可靠性 有效性 可接受性
主任务测量 直接考察操作者或者整个系统的绩效来评价特定作业的工作负荷要求 基本假设 : 随着任务难度的提高, 加工资源需求增加, 超出有效资源容量时, 绩效出现下降 应用主任务测量时, 最好采用多个指标 区分超负荷和一般情景比较敏感, 但是对低负荷不敏感, 可以考察操作策略的变化
次任务测量 采用双任务作业 要求作业者除了主任务之外增加次任务, 通过考察双任务情景下次任务的恶化程度来评价心理负荷 次任务比主任务测量敏感, 并且诊断性好 缺点是侵入性, 可能造成总负荷增大带来危险
一般两种范式负荷任务范式 : 要求优先保证次任务操作, 即使主任务绩效恶化也在所不惜 此时, 难度较大的主任务比难度小的主任务绩效更快恶化 次任务范式 : 与负荷任务范式相反, 要求保证主任务操作, 主任务难度差异通过次任务绩效变化间接反映
采用次任务范式测定技术时, 工作负荷大小由以下公式计算 : 工作负荷 =( 单任务作业时次任务绩效 - 双任务作业时次任务绩效 )/ 单任务作业时次任务绩效常用的次任务有简单反应时, 选择反应时, 监控和心算作业等
生理测量 测量生理指标用于心理负荷评价主要优点是避免采用次任务测量时因额外作业加入而伴随的侵入性问题 缺点是测量复杂, 设备昂贵, 测量程序可能会对主任务操作产生干扰 常用的指标有瞳孔直径, 心率和事件相关电位等
瞳孔直径反映与特定作业有关的注意资源需求, 即心理负荷越大, 瞳孔直径越大 要求仪器敏感 只能用于对心理工作负荷做一般性评价, 对具体资源类型诊断性较差 心率变化取决于生理工作负荷水平和个体生理唤醒水平, 因此更好的指标是心率变异
事件相关电位中 p300 波潜伏期与刺激评价的难度有关, 振幅随刺激的重复而下降 随着负荷的增加, 振幅会明显下降 P300 仅仅对刺激评价过程敏感, 对于诊断心理工作负荷的资源类型比较有效 生理测量还有个缺点, 易受到其他因素影响, 可能是生理负荷, 情绪负荷和心理负荷的综合作用
主观测量 主观测量根据操作者的评判来评价心理工作负荷 通常涉及个体知觉到的心理努力, 时间负荷和应激负荷 优点是实施方便并且易为操作者接受 缺点是, 对影响主任务作业的任务和环境变量不够敏感 诊断性较低 操作者容易将知觉难度与知觉到的努力消耗混淆 许多影响心理工作负荷的因素难以达到意识水平, 因为无法获得确切评价
库伯哈珀飞机操纵特性量表 MCH 量表 主观工作负荷评定法 美国航空航天局 - 作业负荷指数
几种测量方法的优缺点 主任务测量无干扰, 但是低负荷不够敏感 次任务测量克服了低负荷不够敏感, 但是干扰大 生理测量敏感度高, 并且容易被受试者接受, 但是测量复杂, 费用高, 易与其他效应混淆 主观评定无干扰, 使用简便效度高 最好多个技术综合测量
警戒 需要较长时间保持注意, 同时所注意的目标不常出现且具有较高的不确定性, 就是警戒作业 在这种情况下操作者绩效会随时间而下降就是警戒下降 始于二次世界大战, 雷达员需要及时发现屏幕上潜艇目标
警戒下降的原因 : 1. 疲劳 2. 敏感性的降低, 反应标准的改变 影响警戒下降的因素 : 1. 作业时间 2. 信号的醒目性 3. 信号率 4. 唤醒水平
维持警戒作业效率的策略 : 监视作业时间不能太长 信号尽可能醒目 如果信号漏失率比较高, 通过改变报酬策略或者信号期望率来调整操作者的信号反应标准 尽可能创造或者维持较高水平的唤醒状态
思考 我们为什么要测量心理负荷?