人因工程实验指导书1.docx
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人因工程实验指导书1
郑州航空工业管理学院
设计与人机工程实验指导书
郑州航空工业管理学院
二O一三年九月
实验一 人体尺度测量
一、目的：
人体测量是人机工程学研究的内容之一，其测量数据是很重要的设计基础资料，它是作为“机”的设计和工作地布置的根据。
人体测量可分为静态和动态两种。
本实验是练习静态测量，掌握其方法，为了准确取得数据。
二、测量内容：
O 体重G 上肢功能前伸长
A 立姿身高H 前臂加手功能伸长
B 立姿眼高I 坐姿膝高
C 肩 宽J 小腿加足高
D 坐 高K 坐 深
E 坐姿眼高L 坐姿臀宽
F 立姿肘高M 坐姿肘高
详见图示
三、仪器和器材：
身高坐高计、形态测量尺、钢卷尺、记录纸、垫脚板、人体秤等。
四、实验步骤与方法：
1、实验分四人为一组，每组有一人轮流为被试者，二人配合测量，一人记录，轮流作为被试者。
每个测量项目要测量三次，然后取其平均值。
2、测量姿势：
被测者不要紧张地挺直背，身体自然伸直，放松双肩，上肢自然下垂，头部保持水平，双目注视前方，下腭放松，表情自然，呼吸均匀，尽量保持位置对称。
立姿时，两脚并拢，张开成45°角立正，坐姿时，被测者身体自然伸直，座面与腓骨头上端同高，头正，肩平，目视前方，手指并拢，上臂自然下垂，前臂水平，两腿水平且大致平行，膝关节成90°角。
如发现腿下不接触地，应加垫脚板，如发现椅子太低，可换高椅子。
3、测量时应在呼气与吸气之间进行，只许轻测触点，不可紧压皮肤，以免影响测值。
测点见图示。
表1.1 各测量项目平均值尺寸单位：
厘米
姓
名
O
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
体重（公斤）
立姿身高
立姿眼高
肩 宽
坐 高
坐姿眼高
立姿肘高
上肢功能前伸长
前臂加手功能伸长
坐姿膝高
小腿加足高
坐 深
坐姿臀宽
坐姿肘高
次
数
1
2
3
平 均
五、分析与报告：
1、分析测量数据的准确性及影响准确度的原因？
2、根据测量数据设计下列项目：
A、工作椅 B、工作台
实验七反应时和运动时测试
『准备知识』
反应时指的是从刺激呈现到外部反应开始所用的时间，运动时间指的是从开始运动到运动完成所用的时间。
反应时间反映的是知觉过程所需要的时间，它和刺激呈现以前被试的准备状态有关；而运动时间反映的是运动过程所需要的时间，它和运动的距离以及要击中目标的难度有关。
因为知觉和运动是两种性质不同的过程，所以反应时间和运动时间不应该有显著的相关。
这个观点已被P.M.Fitts等人的实验研究证明。
P.M.Fitts等人用来和运动比较的是选择反应时间，且被试者只有6人，严格地说，只用6人地实验结果求相关是很不可靠地。
北京大学杨博民等人曾用80名被试，对简单反应时间和运动时间做了对比研究，结果表明，二者的相关系数如果用手反应为0.21，用脚反应为0.29，虽然都达到了显著水平，但因相关系数太小，对于预测来说还是没有多大意义。
『实验目的』
检验优势手反应时和运动时是否相关，学习测量运动时的方法。
『实验仪器』
实验采用BD—II—512（FYII）型反应时运动时测试仪。
仪器由控制器、被敲击板二部分组成。
控制器由微电脑控制，主试面板有四位数码管显示器。
1．主试面板：
（见图7.1）
在面板的上面，有五个指示灯和四位数码管。
指示灯指示当前数码管显示的什么内容，例如反应时灯亮，表示数码管显示的是反应时的时间。
图7.1仪器主试面板
面板的下部是功能键，用户可按照实验要求进行选择和操作。
其中“显示”键用来改变显示内容，在做任何一实验时，只要按一下“显示”，显示内容灯就改变一次，数码管显示的内容也相应改变，究竟亮哪个灯，这与按显示的次数和实验内容有关，不断地按“显示”键，显示内容也相应改变，并产生循环。
启动后第一次显示，是由程序安排的。
2．被试敲击板：
（见图7.2）
图7.2敲击板示意图
敲击板分左三块，编号为123，右三块，编号为456。
左输入和右输入是互锁的，例如当你敲击左击板时，只接受第一次敲击信号后就被锁定，并开放右击板，当敲击右击板的第一下后，也被锁定，并开放左击板。
所以必须轮流敲击，而第一次先敲击左边还是右边，这由主试老师决定。
『实验内容』
先把敲击板上的插头与仪器后面板上的插座插好，接通～220V电源。
（一）实验I
1、把互锁键“实验I”按下，调整好敲击板上的左右距离，并选择好声或光的刺激源，即声/光按键按下为光刺激，弹起为声刺激。
2、被使用优势手拿好敲击棒，把敲击棒点在中央测板上等待，如选择声刺激，注意听蜂鸣器发出的声响，如选择光刺激，就注意看中央小板上的红色信号灯。
主试按下“启动”键。
测试开始。
3、被试受声或光刺激后立即抬起敲击棒，并用敲击棒敲旁边的金属板，要求反应和动作又快又准。
（究竟去敲左边的1－3号或右边的4－6号的哪一块板左右任敲一块板，这由主试规定）。
此时，被试者已做完了一次实验I，仪器也记录了反应时和运动时的时间，并显示出来。
反应时——被试者接受声或光刺激到抬起测笔的时间；
运动时——被试者抬起测笔到测笔敲击到旁边的金属板上所用的时间。
4、重复以上2、3步骤做多次实验，次数由主试决定。
显示的反应时和运动时都是平均值：
反应时平均值＝反应时累次和/实验总次数
运动时平均值＝运动时累计和/实验总次数
5、显示：
第一次按启动键时，由程序把“反应时”灯点亮，表明数码管显示的是反应时的平均值。
如想看其它内容，请按一下“显示”键，此时“运动时”灯亮，数码显示器的最高位为板号，此时板号为0，表明当前显示的是实验总次数，再按一下，板号为1，表示1号板的敲击次数，再按一下“显示”，板号加1，直到板号为6，显示敲击6号板的次数，再按“显示”，又回到初始显示状态。
如主试想监视实验次数，请按“显示”键，使次数灯亮，并使板号＝0。
（二）实验II
1、将互锁按键“实验II”按下，调整好敲击板的距离。
2、选择定时1分钟或0.5分钟，即将“定时”键按下为0.5分钟，弹起为1分钟。
3、选择声/光刺激源，“声/光”键按下为光刺激，弹起为声刺激。
4、主试规定好左右敲击程序。
例如规定左边敲1号板，右边敲4号板，或左右任意敲等等。
5、被试把敲击板点在中央测板上等待。
6、主试喊预备后，再按启动键。
7、被试在声或光的刺激下，按照主试规定的程序尽快敲击，直到定时时间到，响一次蜂鸣，工作灯灭，停止敲击。
8、启动后总计时灯亮，显示定时1分钟（60秒）或0.5分钟（30秒），并开始计时。
定时时间到，总计时灯灭，次数灯灭，此时板号＝0，显示出六块板的敲击总次数。
9、观察结果：
按“显示”键，显示规律如下：
┌─→定时（倒计时）─→敲击总次数（板号=0）─→1号板次数（板号=1）─┐
││
└6号板次数（板号=6）←─···············←─2号板次数（板号=2）←┘
（三）实验III
1、把互锁按键“实验III”按下，调整好左右敲击板的距离。
2、选择好声或光刺激。
3、被试熟悉敲击编码：
153426或514262（参看敲击板示意编号），从两种编码中选择一种，请记住。
4、被试把敲击棒点在中央测板上等待。
5、主试喊预备后，按下启动键。
被试在声或光的刺激下尽快操作，一次敲击一组编码。
如果敲错，可以随时改正改正方法：
如果选择一组编码153426，先敲左后敲右，发现击错时，必须右边敲一下，再从左开始纠正。
如选择第二组编码，先敲右后敲左，纠错方法：
必须右边敲一下，才能从右往左纠错。
例如：
敲击153426时，发现“3”敲错，纠错时必须敲完“4”或再右击板敲一下，再重敲“34”或“1534”。
6、当正确地敲完一组编码，计时立即停止，工作灯灭，蜂鸣响一下。
此时可观察被试的成绩：
反应时、运动时、运动完成时、总计时和敲击总次数。
反应时——被试接到声或光刺激信号，到抬起测笔的时间。
运动时——从抬起测笔到敲击第一块板的时间。
运动完成时——从敲第一块板到正确敲完一组编码的时间。
总计时——
7、启动后总计灯亮，数码显示为总计时，实验结束时停止计时。
8、按显示键，数码显示内容顺序如下：
┌─→总计时─→反应时─→运动时─→运动完成时─→总次数─┐
││
└────────────────────────────────┘
9、测试完一组编码后，记下成绩后可再启动，重新测试或换另一编码，方法同上，可不按复位键。
『实验记录』
要求每位同学除记录自己的实验数据外，至少尽可能多收集其他同学的实验数据。
实验I数据记录表
被试姓名
优势手（左/右）
刺激源（声/光）
敲击次数
反应时平均值
运动时平均
实验II数据记录表
被试姓名
优势手（左/右）
刺激源（声/光）
定时时长（60/30S）
敲击总次数
正确率（％）
注：
正确率＝正确敲击次数/敲击总次数×100％
实验III数据记录表
被试姓名
优势手
编码
反应时
运动时
完成时
总计时
总次数
『思考题』
1、你认为一个人的工作效率与他的反应速度是否有关？
为什么？
如何用实验来检验？
2、一个优秀的短跑运动员是他的起跑快还是跑的速度快，还是二者兼有？
3、如果要了解反应时RT和运动时MT的关系是否随年龄而变化，应如何设计实验？
实验九空间知觉测试
『实验目的』
通过测定辨别复杂图形的反应时，来测试被试的空间知觉能力。
『实验仪器』
采用BD－Ⅱ－112型空间知觉测试仪。
该仪器的灯光显示器可以随机显示条形、块形、不规则形三种图案，每种图案有两大类，每类有四种图形。
见图9.1。
测试中，被试者应尽快确定刺激类型A、B、C、D和被试键上1、2、3、4的对应关系。
图9.1灯光显示器随机显示的刺激类型
『实验内容』
1.支好折叠的灯光显示器。
将被试键盘的五芯插头插入仪器侧面的相应插座中。
2.接通并打开电源。
被试手握键盘，坐在灯光显示器前。
3.主试按面板（见图9.2）的“图案”键，选择实验采用的灯光剌激类型。
图9.2仪器主试操作面板
每按一下，对应键上方的指示灯将变化一个，亮灯的位置表示选择的如图1所示的那一行灯光剌激类型。
4.按开始键，实验开始。
仪器将随机确定一种被试键对应灯光类型的方式。
即确定这次实验的被试键中的①②③④将对图9.1所示的A、B、C、D所列图案进行反应。
5.每次实验时，被试面上方的灯先亮黄色，提示预备。
灯灭后，图案刺激呈现，开始记时，被试应迅速确定按下被试键的某一个，如符合确定的反应方式，反应正确，被试面上方灯将亮绿色，记时停止。
如不符合确定的反应方式，反应错误，被试面上方灯将亮红色，被试应马上按其它键，直到反应正确，亮绿色为止，记时这时才停止。
反应错误将计一次错误次数。
被试应该努力确定此图案为那键正确反应的。
6.稍休息后，又将亮黄灯预备后，出现图案，被试进行反应。
仪器显示实验的次数。
7.按“打印/结束”键，实验结束。
如选配微型打印机，应联接好打印电缆，并打开打印机专用电源。
打印出的实验数据见图9.3。
仪器将显示最后出现错误的次数及此次后的平均反应时。
通常，至少连续3次反应正确才能表明被试对这类图案的空间位置与结构已经掌握。
最后一次错误表示被试从不清楚结构特点到发现结构特点的“临界点”，这与图案的复杂程度有关。
8．按“图案”或“开始”键，将进行新的实验。
按“复位”键可以在任何时候中断实验，并清除数据
『实验内容』
被试者
刺激类型
测试次数
错误次数
平均反应时
『思考题』
1.思考本实验的实验原理？
2.假如你是幼儿的家长或老师，根据你掌握的知识，如何去培养孩子的空间知觉和想象力？
实验十注意力集中能力测试
『实验目的』
测试注意力集中能力。
『实验仪器』
采用BD-II-310注意力集中能力测试仪。
本仪器可测定被试的注意集中能力,并可作为视觉--动觉协调能力的测试与训练仪器。
仪器由一个可换不同测试板的转盘及控制、记时、记数系统组成（见图）。
转盘转动使测试板透明图案产生运动光斑，用测试棒追踪光斑，注意力集中能力的不同量将反应在追踪正确的时间及出错次数上。
『实验步骤』
为了防止环形日光灯管在运输中造成损坏,仪器发货时灯管及启辉器单独包装。
仪器首次使用时，需打开上盖，拧开螺丝取出转盘，再打开遮光罩支脚螺丝，取出遮光罩就可以安装灯管了。
启辉器座圆头朝下插入灯管接线柱中，再装入启辉器。
打开电源可以试日光灯是否亮。
装上遮光罩、转盘就可以正常使用。
1.仪器上下二层结构。
下层为控制电器部分，上层为光源及测试转盘部分。
上层可以打开，拧开测试板中央四个螺丝调换所选择的测试板。
2.测试棒插头插入后面板的插座中。
如用耳机，则耳机插头插入后面板的相应插座中。
3.接通电源,打开电源开关。
日光灯启动时，可能对数码显示有干扰，可按“复位”键，恢复正常。
4.控制前面板见图10.1，主要由定时时间设定拨码开关、控制转盘速度、方向按键、开始键、打印键、复位以及转速、成功时间、失败次数显示数码管组成。
后面板见图10.2，主要有电源开关、声音喇叭选择开关、声音大小调节旋纽以及耳机、测试棒、打印插座。
图10.1仪器前面板
图10.2仪器后面板
5.选择转盘转速：
按下“转速”键一次，其转速显示加１，即转速增加１０转／分，超过９０转／分，自动回零。
如转速显示为０，则电机停止转动。
选择的转速由测定内容而定，如测定注意力集中能力，则可选择慢速，减少动作协调能力的影响。
6.选择转盘转动方向：
按下“转向”键一次，其键右侧“正”、“反”指示灯亮灭变化一次，“正”亮表示转盘顺时针转动，“反”亮表示转盘逆时针转动。
如转盘正在转动中，每按一次“转向”键，转盘变化一次转动方向，经一定时间后，转盘达到指定的转速。
7.选择定时时间：
按“定时时间”的各拨码“＋”“－”键确定实验时间，其时间值实时显示于“成功时间”显示窗上。
8.拨后面板的开关，选择噪声由喇叭或耳机发出。
喇叭声的音量可以由后面板的旋钮调节，耳机的音量可以由耳机上左、右耳两个旋钮分别可调。
9.被试用测试棒追踪光斑目标，当被试准备好后，主试按“测试”键，这时此键左上角指示灯亮，同时喇叭或耳机发出噪声,表示实验开始。
被试者追踪时要尽量将测试棒停留在运动的光斑目标上，以测试棒停留时间作为注意力集中能力的指标。
实时显示其时间，即成功时间。
同时实时记录下追踪过程中测试棒离开光斑目标的次数，即失败次数。
10.到了选定的测试定时时间,“测试”键左上角指示灯熄灭，同时噪声结束，表示追踪实验结束。
11.复位:
测试过程中，要中断实验必须按“复位”键；一次测试结束后要重新开始新的实验，也必须按“复位”键。
按下后，成功时间显示定时时间，失败次数清零，回到第４步。
『实验结果』
被试者
转速
转向
成功时间
出错次数
『思考题』
假如你是一名小学班主任，请设计一个测定学生注意集中程度的测试方案。
要求：
1）使用BD-II-310注意力集中能力测试仪；2）根据学生特点分组；3）能够获得比较可靠的判断依据。
实验十一注意分配测试
『准备知识』
注意分配指人在同一时间内把注意指向两种或两种以上的活动或对象的能力。
它是人根据当前活动需要主动调整注意指向的一种能力，与注意分散有本质区别。
其实现主要取决于是否具有熟练的技能技巧，即同时进行的两种或两种以上的活动中，只能有一种是生疏的、需要加以集中注意的，而其余的动作则必须是相当熟练的处于注意的边缘即可完成的。
此外同时进行的几种活动必须是在人的不同加工器内进行信息加工的，否则不可能实现一心二用或多用。
注意分配的水平，依赖于同时进行的几种活动的性质复杂的程度和个体熟练程度。
通常同时进行的几种活动之间存在着内在联系，处于邻近空间内，复杂程度低，个体熟练程度高时的利于注意分配，否则注意难于分配。
『实验目的』
检验被试者同时进行两项工作的能力。
『实验仪器』
采用BD-II-314型注意分配实验仪和BD-II-507型动作判断仪。
注意分配实验仪由单片机及有关控制电路，主试面板、被试面板等部分组成。
主试面板设有功能选择拨码开关，三位数码显示器、音量调节旋钮等。
被试面板设有低音、中音、高音三个反应键、八个发光管和与其对应的八个光反应键。
1.主试面板说明：
（1）电源指示灯（红色）、工作指示灯（绿色）；
（2）启动键—主试开始测试键；
（3）复位键—开机或换新被试时数据清除；
（4）三位数码显示器—显示状态由拨码开关Ｄ值决定；
（5）音量控制旋钮—实验前由主试调整合适音量；
（6）三位拨码开关T、W、D—供主试选择测试时间、实验方式、显示方式；
2.拨码开关的功能：
⑴用“Ｔ＂设置测试时间：
主试可根据实验需要设置某一工作时间或不限时间。
T
功能
0
不限测试时间，255分钟为循环计时周期
1—7
1—7分钟七档规定工作时间
⑵用“Ｗ”选择工作方式：
W
功能
1
低、中、高三声反应方式
2
中、高二声反应方式
3
光反应方式
4
二声＋光反应方式
5
三声＋光反应方式
6
检测方式，此方式时可试音，试光，即检查仪器好坏，也可让被试熟悉低、中、高三种声调。
测定注意分配值“Ｑ”的实验分为两组：
组别
实验步骤
一组
W＝1三声反应
W＝3光反应
W＝5三声＋光反应
二组
W＝2二声反应
W＝3光反应
W＝4二声＋光反应
当一组实验结束，仪器自动计算注意分配量Ｑ。
⑶用“Ｄ”选择显示方式：
D
功能
0
计时显示，高位为分计时；中、低位为60秒进位计时；
有效最大显示为：
9分59秒，高位超量后为不规则显示
1
显示三声正确反应次数
2
显示二声正确反应次数
3
显示光正确反应次数，低位小数点亮与声反应次数加以区别
4
交替显示二声＋光正确反应次数；低位无小数点亮为声反应次数，有小数点亮为光反应次数
5
交替显示三声＋光正确反应次数；低位无小数点亮为声反应次数，有小数点亮为光反应次数
6
显示注意分配值“Ｑ”
Ø当Q＝0.00—1.00，为注意分配值
Ø当Q=X.XX即只有高位小数点亮，说明被试还没有做够一组实验，数据不足以计算Ｑ值．
Ø当Q＝1.11，表示单声或单光方式下的正确反应次数，低于声＋光的相应值。
说明被试对仪器不够熟悉或操作不当，应重新测试。
7
仪器按顺序反复自动显示D0—D6的数据，先显示序号：
OXX—6XX；每一个序号后显示的是数据内容。
序号0为时间显示；序号1—5为各工作方式下，记录的正确反应次数。
序号6为计算结果Ｑ值。
8
显示方式与D＝7相同，但序号1—5所显示的数据为错误反应次数。
3.被试者操作面板说明：
3个声信号操作键：
听到低音按“低音键”；听到中音按“中音键”；听到高音按“高音键”；
8个光信号操作键：
依据红灯亮位置按下对应操作键；
光信号灯：
红灯亮为光刺激；
工作指示灯：
绿色。
灯不亮表示开机复位状态；灯亮表示开始工作；灯闪烁表示规定时间内完成了一项操作；灯灭表示一组实验完成；
启动键：
与主试面板一致，为开始测试键；
『实验步骤』
1、插好～220V电源插头，开“电源”开关，电源指示灯亮。
2、检测（试音，试光）：
主试设工作方式W＝6，按复位键后，让被试者分别按压三个声音按键，细心辨别三种不同音调并计牢；分别按压8个光按键，对应发光二级管亮；按启动键，操作指示灯亮。
则表示仪器正常，可进行测试实验。
3、注意分配实验过程：
（以实验一组操作为例）
（1）主试用拨码开关“Ｔ”设置测试时间，如T=1（1分钟）；用拨码开关“Ｗ”设置工作方式W＝1（三声）；用拨码开关“Ｄ”设置显示方式D＝1（D可与W相同或自动）。
（2）按复位键，置仪器为初始状态。
（3）被试者按启动键，工作指示灯亮，测试开始，被试用左手无明指、食指和中指分别对高、中、低三音尽快正确反应。
当工作指示灯闪烁，无声音，表示规定测试时间到，同组中第一种操作完成。
接下来做第二种操作。
（4）主试人设置工作方式：
W＝3（光）
（5）设置显示方式：
D＝3
（6）被试者按启动键，工作指示灯亮，测试开始。
被试者用右手食指尽快按压与所亮发光管相对应的按键，无发光管亮，且工作指示灯闪烁，表示测试时间到。
接着做第三种操作。
（7）主试人设置工作方式：
W＝5（三声＋光）
（8）设置显示方式：
D＝5
（9）被试者按启动键，工作指示灯亮，测试开始。
被试者应用左、右手分别对声、光两种刺激尽快地作出正确反应。
声光全无，工作指示灯灭表示测试时间到，一组实验结束。
4、记录被试测试成绩
主试人可将拨码开关分别拨到D＝6、7、8三个位置，记录注意分配值Q、各种操作的正确反应次数、错误反应次数，进行分析比较，决定被试是否需重新测试。
主试在选择工作方式时应注意：
做注意分配量的实验，每次只可选择两组中的一组，不允许组间混合操作。
5、对新被试测试时主试人应按下复位键，重新上述实验过程。
6、如果需要改做其他实验，主试人可根据仪器现有的功能自行决定实验过程。
『实验结果』
被试者
实验方式
正确次数
错误次数
Q值
做完该实验的同学，使用动作判断仪，检验一下的注意分配能力。
『思考题』
1．被试者多次测试，Q值有所提高，这说明注意分配能力是可以培养或训练的。
这种说法正确吗？
为什么？
2．“一心不能二用”的说法和注意分配是否矛盾，谈谈你的看法。
3．生活中常常出现这样的问题，如出门忘记锁门、“骑驴寻驴”等，这是否和注意分配有关。
4．列举一些对注意分配能力要求较高的职业。
实验十三记忆广度测试
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