《脑力工作负荷》PPT课件.ppt
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1、第十章第十章 脑力工作负荷脑力工作负荷脑力负荷定义及影响因素脑力负荷定义及影响因素脑力负荷的测量方法脑力负荷的测量方法脑力负荷的预测方法脑力负荷的预测方法应激应激脑力疲劳及其消除脑力疲劳及其消除 第一节第一节 脑力负荷定义及影响因素脑力负荷定义及影响因素一、脑力负荷定义一、脑力负荷定义 脑力负荷是一个多维概念,它涉及到工作要求,脑力负荷是一个多维概念,它涉及到工作要求,时间压力,操作者的能力和努力程度,行为表现和其时间压力,操作者的能力和努力程度,行为表现和其他许多因素。下面是几种具有代表性的定义。他许多因素。下面是几种具有代表性的定义。(1)脑力负荷是人在工作时的信息处理速度,即决脑力负荷是
2、人在工作时的信息处理速度,即决策速度和决策的困难程度。策速度和决策的困难程度。(2)脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程脑力负荷是人在工作时所占用的脑力资源的程度,即脑力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关度,即脑力负荷与人在工作时所剩余的能力是负相关的。的。(3)脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小脑力负荷是人在工作中感受到的工作压力的大小,即脑力负荷与工作时感到的压力是相关的。,即脑力负荷与工作时感到的压力是相关的。(4)脑力负荷是人在工作中的繁忙程度,即操作人员脑力负荷是人在工作中的繁忙程度,即操作人员在执行脑力工作时实际有多忙。在执行脑力工作时实际有多忙。本书中,将脑力负荷定
3、义为本书中,将脑力负荷定义为反映工作时人的信息反映工作时人的信息处理系统被使用程度的指标处理系统被使用程度的指标。二二、脑力负荷的影响因素脑力负荷的影响因素(1)工作内容)工作内容(工作时间、强度、难度、环境工作时间、强度、难度、环境等等)。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其)。工作内容对脑力负荷有直接影响。在其他条件不变的情况下,工作内容越多,越复杂,他条件不变的情况下,工作内容越多,越复杂,操作人员所承受的脑力负荷就越高。操作人员所承受的脑力负荷就越高。(2)人)人的能力。在脑力劳动中,个体之间的脑力劳动的能力。在脑力劳动中,个体之间的脑力劳动能力存在差异,干同样的王作,能力越大的人能力存
4、在差异,干同样的王作,能力越大的人脑力负荷越低,能力越小的人脑力负荷越高。脑力负荷越低,能力越小的人脑力负荷越高。(3)人的业绩(绩效)。脑力负荷的适)人的业绩(绩效)。脑力负荷的适当与否对系统的绩效、操作者的满意感以当与否对系统的绩效、操作者的满意感以及安全和健康均有很大的影响。许多研究及安全和健康均有很大的影响。许多研究发现,工作绩效与脑力负荷强度存在明显发现,工作绩效与脑力负荷强度存在明显的依赖关系,图的依赖关系,图10-2为工作绩效与脑力负为工作绩效与脑力负荷强度的关系模型荷强度的关系模型。第二节第二节 脑力负荷的测量方法脑力负荷的测量方法 按特点和使用范围可分为四类:按特点和使用范围
5、可分为四类:主观评价法主观评价法主任务测量法主任务测量法辅助任务测量法辅助任务测量法生理测量法生理测量法(一)主观评价法及其特点一)主观评价法及其特点 是最流行也是最简单的评价方法是最流行也是最简单的评价方法要求操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验,或根要求操作者陈述特定操作过程中的脑力负荷体验,或根据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。据脑力负荷体验对操作活动进行难度顺序的排列。特点:特点:(1 1)直接评价方法,具有较高的直显效度,易被评)直接评价方法,具有较高的直显效度,易被评价者接受。价者接受。(2 2)一般在事后进行,不会对主操作产生干扰)一般在事后进行,不会对主操作产生干扰
6、 。(3 3)主观评价一般使用统一的评定维度,不同情境)主观评价一般使用统一的评定维度,不同情境的负荷评价结的负荷评价结 果可相互比较。果可相互比较。(4 4)使用简单、省时。)使用简单、省时。一、主观评价法一、主观评价法(二)主观评价法分类(二)主观评价法分类 1、古古柏柏一一哈哈柏柏(Cooper-Harper)评评价价法法:飞飞机机驾驾驶驶难难易程度(易程度(10级)级)此方法是基于一个假设:工作负荷与操纵质量直接相关此方法是基于一个假设:工作负荷与操纵质量直接相关 2、主主观观负负荷荷评评价价法法(SWAT量量表表)3个个维维度度,每每个个维维度度3种种水水平平,共共有有27种种负负荷
7、荷水水平平,根根据据主主观观感感受受利利用用数数学学分析方法将分析方法将27种状况分别与种状况分别与 0100之间的某点对应之间的某点对应 3、NASATLX量表:在量表:在Cooper-Harper方法基础上方法基础上更进一步,不仅判断负荷为多少,而且能找到影响因素。更进一步,不仅判断负荷为多少,而且能找到影响因素。负荷影响因素因素定义脑力需求体力需求时间需求操作业绩努力程度困惑程度使用方法:使用方法:1 1)对各因素进行重要度确定,采用两两比较方法,设定)对各因素进行重要度确定,采用两两比较方法,设定权值,和为权值,和为1 1。2)2)针对具体工作,对各项打分(针对具体工作,对各项打分(0
8、1000100;感觉越高,分值;感觉越高,分值越高,操作业绩除外),最后加权平均。越高,操作业绩除外),最后加权平均。(三)主观评价法的缺陷(三)主观评价法的缺陷(1 1)评价结果有偏差。(感觉偏差)评价结果有偏差。(感觉偏差)(2 2)评价结果容易混淆。(反映的是脑力负荷)评价结果容易混淆。(反映的是脑力负荷和生理负荷共同作用的结果)和生理负荷共同作用的结果)(3 3)方法应用存在局限性。(受短时记忆消退)方法应用存在局限性。(受短时记忆消退影响严重)影响严重)(4 4)方法敏感性存在特异性。)方法敏感性存在特异性。(评价感觉中枢(评价感觉中枢加工的工作更敏感;运动反应输出工作不敏感;加工的
9、工作更敏感;运动反应输出工作不敏感;另外有可能出现倒另外有可能出现倒U U形现象)形现象)二、主任务测量方法二、主任务测量方法 人人员员在在工工作作时时的的业业绩绩指指标标来来判判断断这这项项工工作作给给操作人员带来的脑力负荷。操作人员带来的脑力负荷。主任务测量法可以分为两大类:主任务测量法可以分为两大类:单指标测量法单指标测量法多指标测量法多指标测量法(一)单指标测量法(一)单指标测量法 单指标测量法就是用单指标测量法就是用一个业绩指标一个业绩指标来推断脑力来推断脑力负荷。负荷。在使用单指标测量法时,在使用单指标测量法时,指标选择的好坏指标选择的好坏对脑对脑力负荷的测量成功与否有着决定性的作
10、用。力负荷的测量成功与否有着决定性的作用。常用的主任务测量法主要是对常用的主任务测量法主要是对速度速度和和准确度准确度的测的测量。即用量。即用错误或时间延迟错误或时间延迟作为业绩指标。作为业绩指标。(二)多指标测量法(二)多指标测量法 用用多多个个业业绩绩指指标标来来测测量量脑脑力力负负荷荷是是希希望望通通过过多多个个指指标标的的比比较较和和结结合合减减小小测测量量的的误误差差,另另外外可可以以通通过过多多个个指指标标来来找出脑力负荷产生的原因,这样也可提高测量的精度。找出脑力负荷产生的原因,这样也可提高测量的精度。主任务测量法存在两个问题:主任务测量法存在两个问题:1、操作性质不同,绩效参数
11、、操作性质不同,绩效参数不能广泛适用,操作之间无不能广泛适用,操作之间无法比较。法比较。2、有可能出现主任务绩效对工作负荷的变化、有可能出现主任务绩效对工作负荷的变化不敏感不敏感。根据资源理论,当操作要求资源小于操作能力时,虽根据资源理论,当操作要求资源小于操作能力时,虽然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少,但主任务绩效然工作负荷的增加会引起剩余资源的减少,但主任务绩效由于得到充足资源的供应而并不出现下降。由于得到充足资源的供应而并不出现下降。三、辅助任务测量法三、辅助任务测量法(脑力负荷不大时,主任务绩效不敏感)(一一)辅助任务测量法的原理辅助任务测量法的原理 操操作作人人员员被被要要求求同
12、同时时做做两两件件工工作作。把把主主要要精精力力放放在在主主任任务务上上。当当他他有有多多余余的的能能力力时时,尽尽量量做做辅辅助助任任务务。主主任任务务的的脑脑力力负负荷荷是是通通过过辅辅助助任任务务的的表表现现来来进进行行的的。主主任任务务脑脑力力负负荷荷越越大大,剩剩余余资资源源越越少少,操操作作者者从从事事辅辅助助任任务务的的能能力力就就越弱。越弱。测量步骤:测量步骤:1、测量单独做辅助任务时的业绩指标测量单独做辅助任务时的业绩指标 2、做做主主任任务务的的同同时时,在在不不影影响响主主任任务务的的情情况况下下尽尽量量做做辅助任务。辅助任务。(二二)辅助任务的种类辅助任务的种类 要求:
13、要求:1、可以细分(被试者的任何付出都有所显示)、可以细分(被试者的任何付出都有所显示)2、与主任务使用相同的资源、与主任务使用相同的资源 3、对主任务没有干扰或干扰很小。、对主任务没有干扰或干扰很小。常用的辅助任务:常用的辅助任务:(1)选择反应。)选择反应。(2)追踪。追踪。(3)监视。监视。(4)记忆。记忆。(5)脑力计算。脑力计算。(6)复述。复述。(7)简单反应。简单反应。四、生理测量法四、生理测量法(一)心率变异(一)心率变异 正正常常情情况况下下,人人的的心心率率是是不不规规则则的的。研研究究发发现现,当当人人承承受受脑脑力力负负荷荷时时(采采用用每每分分钟钟40个个信信号号和和
14、70个个信信号号两两种种情情况况),两两种种情情况况的的心心率率平平均均值值没没有有很很大大的的提提高高,但但心心率率变变异异明明显显下下降降,而而且且随随着着负负荷荷强强度度(所所处处理理的的信信号号数数)增加,心率变异越来越小,曲线趋于平直。增加,心率变异越来越小,曲线趋于平直。(二)大脑诱发电位(二)大脑诱发电位 大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分大脑诱发电位的变化对脑力活动的某些成分(知觉知觉/认认知负荷知负荷)较为敏感。其中,较为敏感。其中,P300(是指刺激呈现后约(是指刺激呈现后约300ms时出现的一个正向电位波动)尤为敏感。时出现的一个正向电位波动)尤为敏感。第三节第三节
15、脑力负荷预测方法(系脑力负荷预测方法(系统设计初级阶段使用)统设计初级阶段使用)对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法,目前的方对脑力负荷的预测方法主要采取分析方法,目前的方法有时间压力模型、波音公司的方法、时间占有率模型以法有时间压力模型、波音公司的方法、时间占有率模型以及及Aldrich的脑力负荷预测方法。这里主要介绍的脑力负荷预测方法。这里主要介绍3种方法。种方法。一、一、Siegel和和Wolf的时间压力模型的时间压力模型 Siegel和和Wolf开发了一个以人为中心的人开发了一个以人为中心的人机计算机机计算机模拟系统。在这个模拟系统中,模拟系统。在这个模拟系统中,人的负荷情况是影响人一
16、人的负荷情况是影响人一机系统效益的最主要的因素机系统效益的最主要的因素。该方法将影响脑力负荷的各。该方法将影响脑力负荷的各种因素的作用以种因素的作用以“压力压力”这个变量来表示。这个变量来表示。压力的影响因素:压力的影响因素:(1)操作人员的工作速度。)操作人员的工作速度。(2)一起完成某项工作的合作者工作不正常时,会一起完成某项工作的合作者工作不正常时,会使自己产生压力;使自己产生压力;(3)首次执行某项工作失败后,不得不重复一次或首次执行某项工作失败后,不得不重复一次或几次,在重复做这项工作时,操作人员也会产生压力;几次,在重复做这项工作时,操作人员也会产生压力;(4)操作人员不得不等着机
17、器做出反应操作人员不得不等着机器做出反应。压力模型的建立过程:压力模型的建立过程:1、工作任务分解成次级任务、工作任务分解成次级任务2、给出各个次级任务之间的相互顺序及影响关系、给出各个次级任务之间的相互顺序及影响关系3、确定各个次级任务的重要性、确定各个次级任务的重要性4、确定执行各项任务所需要的时间、确定执行各项任务所需要的时间(随机分布的时间随机分布的时间)5、确定完成每项次任务成功的概率、确定完成每项次任务成功的概率6、若若第第一一次次完完不不成成这这个个次次级级任任务务后后可可采采取取的的措措施施(重重做或忽略做或忽略)等等 通通过过工工作作分分析析,把把这这些些情情况况都都搞搞清清
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