脑力负荷的定义及影响因素脑力负荷的测量.ppt
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1、 脑力负荷的定义及影响因素脑力负荷的定义及影响因素 脑力负荷的测量脑力负荷的测量脑力劳动脑力劳动4/14/20231n一、脑力负荷定义(一、脑力负荷定义(Mental Workload)脑力劳动:人从外界接受信息,对信息进行编译、整理、分析,脑力劳动:人从外界接受信息,对信息进行编译、整理、分析,最后作出反应的过程。最后作出反应的过程。关于脑力工作负荷也有用关于脑力工作负荷也有用心理负荷心理负荷、精神负荷精神负荷、脑负荷和脑力脑负荷和脑力负担等术语的负担等术语的,目前还没有形成统一的定义。,目前还没有形成统一的定义。第一节第一节 脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷定义及其影响因素脑力负荷:用来形
2、容人在工作中的心理压力脑力负荷:用来形容人在工作中的心理压力,或信息处或信息处 理能力理能力 。4/14/20232 2第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量-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(一)主观评价法是是最流行也是最简单最流行也是最简单的脑力负荷评价方法。的脑力负荷评价方法。该方法要求系统操该方法要求系统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操作活动进行难度顺序的排列。4/14/2
3、0233 3第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量常见方法:常见方法:n古柏一哈柏古柏一哈柏(Cooper-Harper)评价法评价法n主观负荷评价法(主观负荷评价法(SWAT量表)量表)nNASATLX主观评价法主观评价法 National Aeronautics and Space AdministrationNational Aeronautics and Space Administration(美国美国)国家航空和宇宙航行局国家航空和宇宙航行局4/14/20234 4第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量n古珀一哈柏古珀一哈柏(Cooper-Harper)评价法,评价法,美国
4、空军美国空军19691969年提出年提出 古柏一哈柏提出主要目的:古柏一哈柏提出主要目的:用于评价飞机驾驶难易程度用于评价飞机驾驶难易程度 具具体体方方法法:把把飞飞机机驾驾驶驶的的难难易易程程度度分分为为1010个个等等级级,飞飞机机驾驾驶驶员员在在驾驾驶驶飞飞机机之之后后,根根据据自自己己的的感感觉觉,对对照照各各种种困困难难程程度度的的定定义义,给给出出自自己对这种飞机的评价。己对这种飞机的评价。应用:应用:用于飞机操纵特性的评定。用于飞机操纵特性的评定。下表为下表为Cooper-HarperCooper-Harper方法的分级方法。方法的分级方法。4/14/20235 5Cooper-
5、HarperCooper-Harper法的分级方法法的分级方法飞机的特性飞机的特性对驾驶员的要求对驾驶员的要求评价等级评价等级优良:人们所希望的优良:人们所希望的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的1很好,有可忽略的缺点很好,有可忽略的缺点脑力负荷不是在驾驶中应考虑的脑力负荷不是在驾驶中应考虑的2不错,只有轻度的不足不错,只有轻度的不足为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力为驾驶飞机需驾驶员作少量帑力3小但令人不愉快的不足小但令人不愉快的不足需要驾驶员一定的努力需要驾驶员一定的努力4 4中度的、客观的不足中度的、客观的不足为了达到要求需要相当的努力为了达到要求需要相当的努力5 5非常
6、明显但可忍的不足非常明显但可忍的不足为达到合格的驾驶需非常大努力为达到合格的驾驶需非常大努力6严重的缺陷严重的缺陷要达到合格的驾驶,需要驾驶员最大要达到合格的驾驶,需要驾驶员最大的努力,的努力,飞机是否可控不是问题飞机是否可控不是问题7严重的缺陷严重的缺陷为控制飞机就需要为控制飞机就需要相当大的努力相当大的努力8严重的缺陷严重的缺陷为了控制飞机为了控制飞机需要非常大的努力需要非常大的努力9 9严重的缺陷严重的缺陷如不改进,飞机驾驶时可能失控如不改进,飞机驾驶时可能失控104/14/20236 6(2 2)主主观观负负荷荷评评价价法法(Subjective Subjective Workload
7、 Workload Assessment Assessment TechniqueTechnique)SWATSWAT法法 SWATSWAT法是美国空军开发的,由法是美国空军开发的,由ReidReid等人建立。等人建立。1 1)主要考虑因素)主要考虑因素ReidReid等等人人对对脑脑力力负负荷荷的的影影响响因因素素进进行行了了系系统统的的调调查查,经经过过必必要要的的归归纳纳和和整整理理,认认为为脑脑力力负负荷荷可可以以看看作作是是时时间间负负荷荷、压压力力负负荷荷和和努努力力程程度度等等3 3个个要素的结合。要素的结合。第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量4/14/20237 7第二
8、节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量时间负荷:时间负荷:是指操作者有没有足够的时间来完成任务。是指操作者有没有足够的时间来完成任务。努力程度:努力程度:是指在工作时人需要付出的努力等。具体的它是指人在工是指在工作时人需要付出的努力等。具体的它是指人在工作时,大脑中计算、决策、注意力资源的应用情况。作时,大脑中计算、决策、注意力资源的应用情况。压力负荷:压力负荷:主要涉及脑力负荷或与脑力负荷有关的心理上的负担。主要涉及脑力负荷或与脑力负荷有关的心理上的负担。每个因素又被分为每个因素又被分为1 1、2 2、3 3三级三级,SWATSWAT描述的变量及水平如描述的变量及水平如表所示。表所示。4/1
9、4/20238 8SWATSWAT描述的变量及水平描述的变量及水平维度水平维度水平描述描述时间负荷时间负荷努力程度努力程度 压力负荷压力负荷1 1经经常常有有空空余余时时间间,各各项项活活动动之之间间很很少少有冲突或相互干扰有冲突或相互干扰很很少少意意识识到到心心理理努努力力,活活动动几几乎乎是是自自动动的的,很少或不需注意力很少或不需注意力很很少少出出现现慌慌乱乱、危危险险、挫挫折折或或焦焦虑虑,工工作作易易容易适应。容易适应。2偶偶尔尔有有空空余余时时间间,各各项项活活动动之之间间经经常常出出现现冲冲突突或或相相互互干干扰扰 需需要要一一定定的的努努力力或或集集中中注注意意力力。由由于于不
10、不确确定定性性,不不可可预预见见性性或或对对工工作作任任务务不不熟熟悉悉,工作中有些复杂工作中有些复杂由由于于慌慌乱乱、挫挫折折和和焦焦虑虑而而产产生生中中等等程程度度的的压压力力,增增加加了了负负荷荷。为为了了保保持持适适当当的的业业绩绩,需要相当的努力需要相当的努力3几几乎乎从从未未有有空空余余时时间间,各各项项活活动动之之间间冲突不断冲突不断 需需要要十十分分努努力力和和聚聚精精会会神神。工工作作内内容容十十分分复复杂杂,要要求求集集中中注注意意力力由由于于慌慌乱乱、挫挫折折和和焦焦虑虑而而产产生生相相当当高高的的压压力力,需需要要极极高高的的自自我我控制能力和坚定性控制能力和坚定性4/
11、14/20239 9第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量n2 2)使用方法)使用方法n三三个个因因素素及及每每个个因因素素的的三三个个状状态态,共共形形成成333=27333=27个个脑脑力力负负荷荷水水平平。这这2727个脑力负荷水平被定义为在个脑力负荷水平被定义为在0 0100100之间。之间。n在在三三个个因因素素都都为为1 1时时,其其脑脑力力负负荷荷对对应应的的水水平平为为0 0,当当三三个个因因素素都都为为3 3时,脑力负荷水平为时,脑力负荷水平为100100。n其其他他情情况况下下的的脑脑力力负负荷荷的的确确定定方方法法为为:用用2727张张卡卡片片分分别别代代表表2727
12、种种情情况况,操操作作人人员员首首先先对对这这2727张张卡卡片片根根据据自自己己的的主主观观观观点点进进行行排排序序,然然后后研研究究人人员员根根据据数数学学中中的的合合成成分分析析方方法法把把这这2727种种情情况况分分别别与与0 0100100之之间间的的某某一点对应起来,如一点对应起来,如(1(1,1 1,1)1)对应于对应于0 0;(1(1,2 2,1)1)对应于对应于15.215.2等。等。n操操作作人人员员完完成成某某一一任任务务后后给给出出这这项项任任务务的的时时间间负负荷荷、努努力力程程度度、压压力力负负荷荷的的程程度度,根根据据这这三三个个指指标标就就可可以以确确定定脑脑力
13、力负负荷荷的的状状态态,然然后后根根据据前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。前面确定的对应表查出脑力负荷的对应值。4/14/20231010第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量n(3 3)NASA-TLXNASA-TLX主观评价法主观评价法 美国航空和宇宙航行局下属美国航空和宇宙航行局下属 AMES研究中心的研究中心的Hart等人建立起来等人建立起来的。的。1 1)主要观点:认为脑力负荷是一个多维的概念。)主要观点:认为脑力负荷是一个多维的概念。Hart等对飞行员进行调查,拟从中找出脑力负荷的影响因素。等对飞行员进行调查,拟从中找出脑力负荷的影响因素。经过大量调查研究之后,确定了经过大
14、量调查研究之后,确定了六个影响脑力负荷的因素六个影响脑力负荷的因素。分别为:。分别为:a.a.脑力需求脑力需求 b.b.体力需求体力需求 c.c.时间要求时间要求 d.d.努力程度努力程度 e.e.操作成绩操作成绩 f.f.挫折水平挫折水平4/14/20231111第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量nNASA-TLXNASA-TLX主观评价法:主观评价法:脑力需求脑力需求:这项工作是简单还是复杂,容易还是要求很高?完成工作这项工作是简单还是复杂,容易还是要求很高?完成工作需要多少脑力或知觉方面的活动(如:思考、决策、计算、记忆、寻需要多少脑力或知觉方面的活动(如:思考、决策、计算、记忆
15、、寻找等)?找等)?体力需求体力需求:需要多少体力类型的活动(推、拉、转身、控制活动等)需要多少体力类型的活动(推、拉、转身、控制活动等)?这项工作是容易还是要求很高,是快还是慢?悠闲还是费力?这项工作是容易还是要求很高,是快还是慢?悠闲还是费力?时间需求时间需求:工作速度使你感到多大的时间压力?工作任务中的速度是工作速度使你感到多大的时间压力?工作任务中的速度是快还是慢,悠闲还是紧张?快还是慢,悠闲还是紧张?4/14/20231212第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量努力程度努力程度:在完成这项任务时,你在脑力和体力方面做出了多大的努在完成这项任务时,你在脑力和体力方面做出了多大的努
16、力?力?业绩水平业绩水平:你认为你完成这项任务是多么成功?你对自己业绩的满意你认为你完成这项任务是多么成功?你对自己业绩的满意度如何?度如何?受挫程度受挫程度:在工作时,你感到是没有保障还是有保障,很泄气还是劲在工作时,你感到是没有保障还是有保障,很泄气还是劲头十足,恼火还是满意,有压力还是放松?头十足,恼火还是满意,有压力还是放松?每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同,且随着情境的变化而显每个影响因素在脑力负荷形成中的权数不同,且随着情境的变化而显示出差异。示出差异。4/14/20231313第二节第二节 脑力负荷的测量脑力负荷的测量NASATLXNASATLX法的使用过程分三步:法的使用
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