2022年实验三人体感知特性实验.doc=安全人机工程学=湖南工学院 .pdf
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1、实验三人体感知特性实验人主要是通过视觉和听觉感知外界信息,通过测试人对声、光、图形等反应时间来验证人的感知特性及其影响因素。从刺激呈现到反应开始之间的时间间隔叫做反应时,是指刺激和反应的时间间距,是人体完整的反应过程所需的时间。反应时分为3 类,即简单反应时、 选择反应时和辨别反应时。如果呈现的刺激只有一个,要求被试者做出的反应也只有一个,并且二者都固定不变,这种条件下测得的反应时叫做简单反应时;如果呈现的刺激不止一个,对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应,但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不知道,该条件下测得的反应时称为选择反应时; 如果呈现的刺激不止一个,但要求被试者只对其中一个刺激作一个
2、固定的反应,而对其他刺激则不反应,此条件下测得的反应时称为辨别反应时。通过对声、 光的简单反应时间测定并比较不同刺激条件下的反应时间差异,来验证人体感知特性的部分影响因素。实验三 -1 视、听觉刺激反应时测试一、实验目的该实验主要用于人对各种刺激的反应时间的研究。通过测试人的视觉通道受光刺激的反应快慢,测定听觉通道受声音刺激的反应快慢,以及人对声音及光刺激作出反应的准确性,研究影响人的反应时与准确性的因素。在安全人机工程学中,反应时间参数可用于人机系统的设计, 合理设计人机界面,缩短反应时间, 提高效率, 避免失误。 也可以用于汽车驾驶员、运动员等心理培训。掌握各种反应时的测试方法,进一步认识
3、反应时及各种反应时之间的差异;理解各种刺激量性质对反应时的影响。二、实验原理感觉器官从刺激呈现开始感受,经神经系统传输、 加工和处理, 传给肌肉而作用于外界,这些过程都需要时间,其总和就是反应时间,简称“反应时”。当被试做简单反应测验时,其注意力完全集中于那个将出现的刺激和那个将动作的手指,当刺激来到时,眼睛- 大脑 - 手指之间的神经通路早已准备好了,反应时间就快。当被试做辨别和选择反应实验时,需要有更多神经通路接通的准备,这时被试辨别、 选择时间增加,同时其心理状态比较复杂,会产生焦虑、怀疑等复杂的心理状态,所以反应时间就会延长。 辨别、 选择所需时间与刺激量的性质有关,通过使用视觉反应测
4、试仪改变刺激量性质, 测定人的视觉反应时从而获得影响反应时的因素,为人机信息交互界面设计提供依据。辨别和选择时间受以下刺激量性质有关:刺激变量的接收通道:听觉、视觉;刺激变量的物理性质:大小、形状、颜色、刺激概率、强度等;刺激的复杂程度:简单图形还是复杂图形、是单一刺激还是复合刺激、信息量、“刺激队”异同等;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 12 页 - - - - - - - - - 刺激信号呈现的位置:视野的中心还是边缘、听觉的附近等。同时辨别和选择时间
5、与被试者个体因素有关,如个体感觉器官的适应水平、准备状态、练习程度、动机因素、个体差异等。三、实验装置与测试仪器1实验装置一:BD-II-501型声光反应测定仪 最小反应时间:0.01秒;最大反应时间:99.99秒;最大累计反应时间:显示99次,计算 655.35 秒;最大反应次数:显示99,计算 255 次;最大存储实验数据:声16 次,光 16 次; 具有实验数据平均及打印输出功能; 最大平均反应时间:9.99 秒; 配用耳机型号为:立体声耳机(EL-1) ; 配有声、光手反应键各1 个;本仪器的功能指示由前后两个板组成(如图2-6 所示)。前面板为主控制面板,后面板为被试观察面板。图 2
6、-6 BD-II-501型声光反应测定仪2实验装置二:BD-II-511型视觉反应时测仪。BD-II-511型反应测试仪外形图如图2-7 :(a)主试面板(b)被试面板图 2-7 BD-II-511 型反应测试仪本仪器给出的刺激量性质分五大类共十七组反应时实验,可通过按键及指示灯选择任一组实验: 刺激概率对视觉反应时的影响; 数奇偶不同排列的刺激特征对反应时的影响; 数差大小排列的刺激特征对反应时的影响; 信息量对反应时的影响; “刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
7、 - - - - - - - 第 2 页,共 12 页 - - - - - - - - - 改变刺激量性质测量视觉的选择反应时、辨别反应时、 简单反应时, 以及检测被试者的判断速度和准确性。本仪器采用单片机控制,设有主试与被试两个面板,分别见图2-7 中( a)和 (b) 。主试面板(图2-8)由八个数码管显示器及功能控制键组成,可通过按键及指示灯选择一组实验。 通过按键可任意设定每组实验的次数(10255) ,实验过程中显示器随时显示每次实验的反应时间。每组实验完后, 显示器自动显示每组的平均反应时间、错误次数, 并可通过打印机打印出实验结果。(打印机为选配件) 概率 大小信息量 时距 复位
8、 打印 自检 选次 启动1234数奇偶 组 别型视觉反应时测试仪 标志 反应时 次数图2-8 BD-II-511 型主试面板示意图被试面板(参见图2-7 (b) )由 715 个红、黄、绿三色光点阵组成的显示屏,它可翻转折叠,便于仪器的保管及运输。仪器的右侧板上有可选配的微型打印机接口,可打印输出实验结果,侧板还装有被试回答用的微动开关接口,可接被试左、右回答手键。四、实验内容一:声光反应时测试本实验测试人在不同声、光条件下的反应时间和正确性。1准备 使用实验装置BD-II-501型声光反应测定仪。 主试将两个反应键分别插入后面板上的“声”和“光”插座之中,令被试左右手各持一个按键,并记住左右
9、手所持键的控制对象。 若使用耳机,主试将耳机插头插入仪器的“耳机”插座之中,令被试戴上耳机,主试将前面板的左侧开关拨至“耳机”端;若不用耳机,可以不插,主试将前面板的左侧开关拨至“喇叭”端。 若选用打印机,主试将打印机联线接到仪器前面板“打印”接口上。 主试打开电源开关,提示被试准备实验。2人工呈现声光信号 若主试按下前面板“声”键并松开,经过2 秒钟预备后,仪器发出强有力的短促的声音。同时计时器开始计时,反应次数显示加“1” 。当被试听到声响之后。选择“声”反应键的手作出反应,即按下“声”反应键,记时停止走时,此时前面板上显示出该次的时间。若按下“光”反应键,反应错误,计时器继续走时,同时发
10、出错误警告声,可听到一个较弱的长音,被试听到警告声,说明自己反应有错,立即改为按下“声”反应键,此时记时器停名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 12 页 - - - - - - - - - 止走时,计一次错误次数; 若主试按下前面板“光”键松开,经过2 秒钟预备后,仪器后面板中央红色发光管发出光信号,同进计时器开始走时,反应次数显示加“1” 。被试按下“光”反应键,显示出该次的反应时间。若反应错误,发出错误警告声,应立即改正,计一次错误次数; 经过一次声或光反
11、应后,如果没有再按前面板的“声”或“光”键,实验会在同一个刺激下继续进行。主试如要改变刺激的类型,在 2 秒钟的预备时间内,主试必须再按下前面板的“声”或“光”键; 如果说要求实验结束,在2 秒钟的预备时间内,按下前面板“打印”键,则实验结束。显示出光与声加和的累计反应时间、总实验次数、平均反应时。若选用打印机则进行打印输出,打印出实验数据。按下前面板“光”键,显示自动恢复光的相应值。同样按下前面板“声”键,显示声的相应数据,松开“声”键,显示恢复光与声加和值;3声光信号随机呈现 若开始时主试同时按下前面板“声”与“光”键,则测试进入呈现刺激状态。“声”或“光”的刺激完全自动随机呈现出来,主试
12、不必再按“声”与“光”键。被试根据呈现刺激内容,按照人工呈现第1 或第 2 步进行“声”或“光”的反应时测定。每次刺激呈现开始前有 2 秒的预备时间; 在预备期间,按下前面板“打印”键则实验结束,可以进行打印输出显示出累计反应时间与平均反应时。方法同人工呈现的第4 步;4复位每次实验如需重新开始,则主试按前面板 “复位” 健,显示窗全部清零, 回到开始状态。5打印由于最大储存实验数据,声、光各 16 次,因此如实验次数超过16 次,则超出部分覆盖掉开始部分,即只能打印出最后16 次值,但累计反应时间与平均反应时等仍为实际的全部次数值。如没有进行声或光的其中一项则不打印声光加和的实验数据。五、实
13、验内容二:复杂视觉刺激信息反应时测试选择 BD-II-511型实验仪器,本仪器给出的刺激量性质分五大类共十七组反应时实验,实验时可根据需要进行选择。1五大类十七组反应时实验说明: 刺激概率数对视觉反应时的影响根据刺激概率数不同分成四组实验这个实验是用红、绿、黄三种色光分别作为刺激,每次试验用一种色光刺激,实验次数可按实验需要选定,实验次数设定后,仪器根据设定的组别,自动计算出该组实验中的红、绿、黄三种色光应出现的次数。(如选定实验次数少,计算的各色光出现次数误差大)按红、绿、黄三种色光出现次数的不同比例共分为四组实验,即“概率1” (组别为1) 、 “概率 2”(组别为2) 、 “概率 3(组
14、别为3) 、 “概率 4” (组别为4) 。实验时主试者按下主试面板上的“概率” 键选择对应的概率实验,再根据需要选定实验次数,向被试说明实验内容和要求,告诉被试“实验开始”同时按下“启动”键。被试者看到刺激后可选用任意微动开关尽快做出回答。每组试验完后, 仪器将自动反复名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 12 页 - - - - - - - - - 显示本组实验中红、绿、黄三种色光的各自反应时。其中:标志显示器为1 时:反应时为红色光平均反应时间,次数为红色
15、光出现次数;标志显示器为2 时:反应时为红色光平均反应时间,次数为绿色光出现次数;标志显示器为3 时:反应时为红色光平均反应时间,次数为黄色光出现次数。 数和奇偶不同排列的刺激特征对反应时的影响根据数排列特征不同分成三组实验:“横和奇、偶” :数横向整齐排列组别1;“竖和奇、偶” :竖横向整齐排列组别2;“随机大小” :数随机排列组别3。主试者按主试面板上的“数奇偶”键,选择相应组别,实验次数可按需要选定。实验用红色光刺激,刺激在显示屏两侧44 点阵区内显示。被试者判别显示的点之和是奇数还是偶数,用对应手持键回答。奇数时,按“左”键,偶数时按“右”键。回答正确,显示屏自动显示每一次正确判断的反
16、应时间;回答错误,蜂鸣声响提示, 自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数,标志位无显示。 数差大小排列的刺激特征对反应时的影响根据数排列特征不同分三组实验。“横差大小” :数横向整齐排列组别1;“竖差大小” :数竖向整齐排列组别2;“随机大小” :数随机排列组别3。主试者按主试面板的“数大小”键,选择相应组别,实验次数按需求选定。实验用红色刺激,刺激在显示屏两侧44 点阵区内显示。 被试者判别左边显示点数多还是右边显示多,用对应手持键回答。如左侧多,按“左”键;右侧多,按“右”键。回答正确,显示器自动显示每一次正确判断的反应时间;回答错误, 蜂鸣声响提示
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