Методы инженерной психологии

Лист для  замечаний

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………… 4

1. Методы инженерной  психологии…………………………………………………………….5

1.1 Психологические методы…………………………………………………………………    6

1.2 Физиологические  методы………………………………………………………………….. 7

1.3 Математические  методы…………………………………………………………………… 9

1.4 Имитационные  методы……………………………………………………………………  10

Заключение,Выводы……………………………………………………………………………12

Список литературы……………………………………………………………………………  13

Введение

С развитием  технического прогресса, механизации и автоматизации производства, с появлением множества новых профессий возникла специальная техническая проблема - проблема учета психологических возможностей человека при работе с техникой. Началось интенсивное изучение предельных возможностей человека, скорости переработки информации, исследование закономерностей утомления при работе на определенных технических средствах и все это с намерением проектирования новой техники, приспособленной к возможностям человека. Это направление получило название инженерная психология. Основной задачей инженерной психологии стало приспособление техники к возможностям человека. Таким образом, инженерная психология изучает объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники с целью использования их в практике проектирования, создания и эксплуатации систем "человек-машина". Поскольку человек остается ведущим звеном в организации трудовой деятельности, то и основное внимание уделяется деятельности человека-оператора и тех сложностей, с которыми ему приходится сталкиваться в процессе выполнения служебных заданий.

Часто человек  допускает ошибки не потому, что  он не овладел своей профессией, а потому, что его психофизиологические возможности ограничены: скорость передаваемой информации превышает возможности органов чувств, форма сигналов оказывается трудной для осмысливания их человеком и т.п. Если при создании новой техники не будут учтены закономерности восприятия, внимания, памяти и мышления, психические свойства человека и динамика его психических состояний, то это означает, что уже в самой создаваемой технике "закладывается" человеческая ошибка.

1. Методы инженерной психологии

Методы инженерной психологии – это основные пути и приемы познания закономерностей взаимодействия человека и техники. Поскольку для инженерной психологии характерным является системный подход к рассмотрению изучаемых процессов и явлений, в ней используется широкий ассортимент методов (и конкретных методик), сложившихся в психологии и других науках (в кибернетике, математике, физиологии и т. д.). Эти методы используются как в фундаментальных исследованиях, направленных на выявление закономерностей информационных процессов в СЧМ и деятельности оператора, так и при инженерно-психологических испытаниях новых образцов техники, проводимых с целью оценки их соответствия свойствам и возможностям человека.

В зависимости  от способов получения данных о деятельности оператора можно разделить на психологические, физиологические  и математические. С помощью психологических, методов осуществляется анализ деятельности оператора (или ее отдельных сторон) в реальных или лабораторных условиях, проводится оценка влияния различного рода факторов на деятельность оператора и ее результаты. Применение их в инженерной психологии осуществляется по двум основным направлениям: в целях исследований или в целях испытаний. В результате исследований (наблюдение, эксперимент и др.) устанавливаются определенные факты и закономерности, раскрываются механизмы деятельности оператора, проводится психологический анализ деятельности. В результате испытаний, проводимых обычно с помощью тестов, у человека определяется наличный уровень тех или иных психологических качеств и характеристик.

Физиологические методы применяются в инженерной психологии для изучения функционального состояния оператора в процессе трудовой деятельности, для определения реакции различных систем организма на выполнение данной деятельности. Анализ физиологических характеристик человека позволяет оценить, какими средствами, какой «ценой» достигается выполнение задач оператором.

 Использование  математических методов в инженерной  психологии осуществляется при  математической (статистической) обработке  результатов наблюдений, при построении  математических моделей деятельности оператора, при проведении инженерно-психологических измерений.

Для инженерной психологии характерен системный подход к рассмотрению изучаемых процессов  и явлений. Многомерный и многоуровневый характер психических процессов  требует применения различный методов для возможно более полного изучения деятельности человека-оператора в человеко-машинных системах, и, прежде всего, информационной стороной этой деятельности. Поэтому инженерная психология пользуется широким ассортиментом методов и конкретных методик, сложившихся в психологической науке, а также в других, смежных с нею областях (в кибернетике, физиологии человека, математике и т.д.).[1]

1. Психологические методы

Основным  из психологических методов являются наблюдение и эксперимент. Цель наблюдения как метода инженерной психологии - выявить профессионально значимые особенности психических процессов путем изучения и сопоставления внешних проявлений деятельности человека, мимики, речи и результатов его труда.

Наблюдение  обычно дополняется рядом способов объективной регистрации изучаемых явлений. К ним относится, в частности, фотографирование или фотосъемка рабочей позы или выражения лица оператора, показаний наблюдаемых им приборов и индикаторов, направлений взора и рабочих движений. Для регистрации речи используется магнитофон.

Наблюдение  может уточняться с помощью замеров. Это могут быть замеры геометрических размеров рабочего места, замеры времени  и последовательности труда и  отдыха в течение всего рабочего дня или суток (фотография рабочего дня), замеры времени выполнения отдельных действий и движений (хронометраж). Кроме того, в практике наблюдения применяются замеры латентных периодов различных сенсомоторных и сенсоречевых реакций, включенных в изучаемую трудовую деятельность. В процессе наблюдения широко производятся также замеры физиологических показателей человека: частоты пульса и дыхания, кровяного давления, электрической активности сердца, головного мозга, мышц и т.д.[2]

Большое значение при наблюдении принадлежит анализу  ошибочных действий оператора. Анализ ошибок позволяет наметить реальные пути их устранения.

Обладая несомненными достоинствами, метод наблюдения имеет  и один существенный недостаток. Наблюдение не вносит изменений в изучаемую  деятельность, поэтому в ходе его  не всегда могут появиться именно те ситуации, которые больше всего интересуют исследователя.[2]

Наблюдения  обычно дополняются беседами с операторами  и анкетированием. Метод опроса является обычно вспомогательным при психологическом  изучении деятельности.[3]

Большое значение в арсенале методов инженерной психологии принадлежит эксперименту. Эксперимент в инженерной психологии - это изучение психологических особенностей деятельности оператора, вызванных изменением условий, цели или способа выполнения этой деятельности. Эксперимент может быть лабораторным или естественным.[5]

Лабораторный  эксперимент представляет собой  одну из разновидностей моделирования  деятельности оператора. Смысл его  заключается в том, что перед  испытуемым ставится задача в лабораторных условиях выполнять определенные действия, по психологической структуре наиболее соответствующие действиям реальным действиям. Такое моделирование позволяет в лабораторных условиях изучить какую-либо реальную деятельность с большой точностью регистрации и замеров. Лабораторный эксперимент может быть аналитическим и синтетическим. Разновидностью аналитечкого лабораторного эксперимента могут быть тестовые испытания.

Самым продуктивным методом изучения деятельности оператора  является естественный эксперимент, который  может проводиться в различный формах. Простейшей формой является решение "вводных задач". Тем не менее естественный эксперимент все же не может применен во всех случаях. Прежде всего речь идет о ситуациях, когда человеко-машинная система находится в процессе разработки.

В настоящее время, учитывая все возрастающую сложность человеко-машинных систем, широко используется сочетание естественного эксперимента с математическим моделированием.[2]

2. Физиологические методы

Применение  физиологических методов в инженерной психологии обусловлено следующими обстоятельствами:

1. Физиологические характеристики  имеют важное значение для  контроля состояния оператора.

2. Любое психологическое  проявление имеет физиологическую  основу.

3. В клинической практике  и физиологии труда накоплен  опыт обработки и анализа физиологических характеристик; имеется также богатый арсенал приборов для проведения физиологических измерений.

 С целью изучения физиологических процессов человека во время производственной деятельности, а также с целью выявления предельных возможностей организма при внештатных ситуациях, проводятся следующие измерения: электроэнцефалограмма, электромиограмма, кожно-гальваническая реакция, электрокардиограмма, электроокулограмма, пневмограмма, речевой ответ.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) характеризует биоэлектрическую активность головного мозга. В спектре ЭЭГ содержатся различные составляющие: дельта-ритм (частота колебаний 0,5—4,0 Гц), тета-ритм (5,0—7,0 Гц), альфа-ритм (8,0—12,0 Гц), бета-ритм (15—35 Гц), гамма-ритм (35—100 Гц).. Преобладание низкочастотных колебаний (дельта- и тета-ритмы) свидетельствует о наступлении тормозного процесса (сон, ослабление бдительности и внимания, утомление и т. п.). Наличие альфа-волн характеризует состояние нормальной синхронизации основных нервных процессов. Они являются доминирующими у здорового, бодрствующего человека, находящегося в состоянии оперативной готовности к деятельности. Преобладание высокочастотных колебаний указывает на процесс возбуждения в коре головного мозга. Это бывает характерным при возникновении психофизиологической напряженности во время работы, свидетельствует о возникновении эмоциональных состояний.

Электромиограмма (ЭМГ) представляет регистрацию биопотенциалов мышц человека. ЭМГ служит весьма чувствительным объективным показателем включения в динамическую или статическую работу отдельных групп мышц. Такой анализ необходим при изучении рабочей позы и управляющих движений оператора. С помощью ЭМГ можно регистрировать также утомление человека. При утомлении уменьшается суммарная активность мышц и средняя амплитуда колебаний.

Кожно-гальваническая реакция (КГР) характеризует изменение  электрического сопротивления или  разности потенциалов кожи. КГР является одним из наиболее результативных способов регистрации возникновения эмоциональной напряженности у оператора. При этом наблюдается падение электрического сопротивления кожи или увеличение разности потенциалов между двумя точками кожной поверхности (от 10—30 мВ/см в нормальном состоянии до 100 мВ/см и более при возникновении эмоциональной напряженности).

Электрокардиограмма (ЭКГ) заключается в регистрации  электрических явлений, возникающих  в сердечной мышце. ЭКГ состоит  из ряда зубцов, характеризующих протекание тех или иных процессов в сердечной  мышце, и интервалов между ними. Зубец R соответствует моменту возбуждения желудочков сердца, а зубец Т — моменту выхода их из состояния возбуждения. Интервал R—R характеризует длительность сердечного цикла, а интервал Q—Т соответствует периоду от начала возбуждения желудочков сердца до окончания их возбуждения.

В инженерной психологии ЭКГ используется для  определения напряженности работы оператора. Для этого измеряются: частота сердечных сокращений (ЧСС), систолический и гистографический показатели. Частота сердечных сокращений определяется величиной, обратной продолжительности R-R- интервалов. При возникновении напряженности в работе оператора рассмотренные показатели ЭКГ, как правило, увеличиваются.

Электроокулограмма (ЭОГ) характеризует электрическую  активность глазных мышц. Обычно используется раздельная регистрация вертикальных и горизонтальных движений глаз. При этом знак потенциала ЭОГ указывает направление перемещения взгляда, а его величина — угол перемещения. ЭОГ применяется для анализа работы зрительной системы человека со средствами отображения информации, для анализа распределения и переключения внимания оператора в процессе работы и других целей.

Пневмограмма (ПГ) представляет собой запись внешнего дыхания. Она используется для оценки психофизиологической напряженности. В состоянии возбуждения или напряжения частота дыхания увеличивается до 50—60 колебаний в минуту, наблюдается также уменьшение глубины дыхания и укорочение фазы выдоха (tвыд) относительно фазы вдоха.

Речевой ответ (РО) изучается по спектральным и временным характеристикам речи оператора. По изменению интонации голоса, которая сопровождается изменением спектрального состава звуковых колебаний, можно судить о возникновении эмоциональных состояний оператора, напряженности и утомления в его работе. В последнее время получены данные, свидетельствующие о том, что информация об этих состояниях содержится также во временных параметрах РО. Например, при развитии утомления увеличиваются длительность слов и пауз между ними, а также их дисперсии.

В состав аппаратуры для измерения физиологических характеристик обычно входят следующие устройства: датчики или электроды (служат для отведения потенциалов с поверхности тела человека), преобразователь (служит для преобразования исходного сигнала к виду, с которым легко вести его дальнейшее усиление), усилитель биоэлектрических сигналов, регистратор (служит для выдачи результата измерений в графической, или цифровой форме). Исследование только одного физиологического показателя, как правило, не может дать однозначного ответа о состоянии оператора. Поэтому на практике применяется обычно так называемый полиэффекторный метод, заключающийся в одновременной записи и анализе целого комплекса показателей, называемого симптомокомплексом. Применение полиэффекторной методики позволяет значительно повысить надежность и достоверность диагностики состояний оператора при выполнении данной деятельности.