心理学研究方向之工程心理学

工程心理学是以人-机-环境系统为对象，研究系统中人的行为及其与机器和环境相互作用的特点的工业心理学分支。它的目的是使工程技术设计与人的身心特点相匹配，从而提高系统效率、保障人机安全、并使人在系统中能够有效而舒适地工作。
　　人-机-环境系统是多学科研究的问题。从事这方面工作的有心理学家、生理学家、人体测量学家、医生、工程师等。在不同的国家或来自不同学科的专家往往使用不同的名称。中国、美国和苏联等的心理学界多称“工程心理学”，美国还使用“人类工程学”、“人的因素工程学”等名称；西欧各国则普遍称“工效学”。来自不同学科的专家在研究内容上也各有侧重：工程心理学家强调研究系统中人的行为和身心功能特点，为系统设计提供有关人的数据；而工效学家或人的因素工程学家则侧重于研究把有关人的数据应用于系统设计。
工程心理学发展简史
　　使人适应机器的要求，是40年代以前人机关系研究的基本特点，工程师设计机器往往只着眼于机械力学性能的改进，很少考虑使用者的要求；心理学家的工作也局限于为现成的机器选拔和训练操作人员。
　　在第二次世界大战期间，由于武器性能和复杂性大大提高，即使经过选拔和训练的操作人员也很难适应，由此发生了许多机毁人亡或误击目标事故。这便迫使人们去重新审查装备的设计，并促使人们认识到机器和操作者是一个整体，武器只有与使用者的身心特点匹配时才能安全而有效地发挥作用。由这种认识出发，又提出了人机系统的概念。这样，人们开始了从主要研究由人适应机器转向研究使机器适应人的阶段，由此而形成了工程心理学这门学科。
　　1949年出版的查普尼斯的《应用实验心理学》是这个时期经典性的工程心理学著作。40年代和50年代初期，工程心理学家主要研究指针式仪表和开关按钮设计中的人机匹配问题，因此有人把这一时期称为工程心理学发展中的“开关和表盘”时代。
　　50年代以后，由于控制论和信息论的影响，工程心理学采用信息接收、传输、加工、反馈、信道容量、系统控制等概念分析人和机器的相互作用过程，使人机系统的概念得到进一步发展。同时，由于计算机的广泛应用和生产过程自动化程度的提高，使人机结合方式和人在系统中的地位与作用发生了深刻变化。例如，在系统中人由操作者转变为监控者，体力负荷降低、心理负荷增大；人机间的信息交换方式由机械式转为对话式等。认知因素是现代人机系统的核心问题，认知实验心理学成为现代工程心理学的理论基础。这种种变化给工程心理学提出了研究的新方向和课题。
　　工程心理学研究在中国起步较晚。50年代主要开展操作合理化和技工培训方面的工作。60年代开始结合航天、航空。铁路和电站建设的要求开展研究。70年代后期，工程心理学得到了较快的发展。中国科学院心理研究所、航天医学工程研究所、杭州大学等分别建立了工程心理学或工效学研究机构。杭州大学创办了工业心理学专业。
　　目前，中国有关工程心理学和工效学的组织有中国心理学会工业心理学专业委员会，中国航空学会航医、救生、人体工程专业委员会，机械工程学会的人机工程研究会等。中国政府有关部委设有全国人类工效学标准化技术委员会和人一机一环境系统工程标准化技术委员会等。与工程心理学直接有关的国际组织有国际工效学联合会和国际标准化组织第159技术委员会。
工程心理学研究内容
　　工程心理学主要研究与技术设计有关的人体生理心理特点。它为人-机-环境系统的设计提供有关人的数据。例如，为了使工作空间、工作台、驾驶舱、控制器和其他各种个体用具的设计和安排适合使用者的体质特点，必须就测定人体静态结构与动态功能尺寸和人体生物力学参数；为了设计优质的人机信息交换装置，就必须研究人的传信特点和能力限度，研究人的信息加工模型；为了提高系统的可靠性，就要研究人在工作超负荷或低负荷时，特别在告警应急时的反应能力和行为特点；人的能力的个别差异和影响能力水平发挥的主客观条件等，也是工程心理学研究的重要课题。
　　人与机器在功能上各有长短。分析系统中各个环节的要求和作用，确定最适合于由人或由机器做的工作，是人机系统设计中的一项重要内容。一般说，强度大、速度快、精度高、单调的、操作条件恶劣的工作应安排机器去做；拟定方案、编制程序、应付不测、故障维修等工作适合由人去做。随着计算机和自动控制技术的发展，人机功能分配也会有所变化。但是不管技术如何发展，系统不能没有人的参与。人将始终主宰技术的发展；技术的发展又将使人的功能得到更充分的发挥。
　　人机界面也叫人机接口。显示器和控制器是人机之间的两个界面。机器通过显示器将信息传送给人，人通过控制器将决策和指令信息输送给机器。人机信息交换的效率，很大程度上取决于显示器和控制器分别与人的感知器官、与运动反应器官特性的匹配程度。为使两方面匹配得好，就要研究显示器和控制器的物理特性与人的感知、记忆、思维、运动反应等身心特点的关系。例如，研究视觉显示符号的形状、大小，颜色、亮度、空间密度、变化速度与人的视觉功能的关系；研究声音频率、响度、持续时间、变化速度与听觉功能的关系；研究控制器的编码、力距，阻力、距离、运动方向等因素对人的操作绩效的影响等等。在现代复杂的人机系统中，操作人员往往面对着几十甚至几百种不同功用的显示器和控制器，若设计或安排不当，就容易发生误读和误操作而导致重大事故。
　　工作空间设计也是工程心理学研究的基本内容，它主要包括工作空间的大小、显示器和控制器的位置、工作台和座位的尺寸、工具和加工件的安排等。工作空间的设计要适应使用者的人体特征，以保证工作人员能够采取正确的作业姿式，达到减轻疲劳，提高工效。
　　照明、噪声、温度、振动、湿度气压、加速度等物理环境因素都会对人的工作绩效和身心的影响。处于高空、地下、水下等特殊环境中的人，有可能经受超重、失重、高温、低温、高压、低压、缺氧等异常因素的冲击，因此，研究特殊环境条件对人行为的影响，对设计空间舱和地下、水下工作的人机系统有重要意义。
　　工程心理学的研究采用调查和观察、现场试验、情境模拟、实验室实验和数学模拟等方法。这些方法在情境逼真度、使用灵活性、结果概括性和实用性等方面，各有优点和局限性。例如数学模拟方法，有耗资低、改变方便、简单易行等优点；但得到的结论往往不能直接用于解决复杂的实际问题。现场试验具有真实性；但因素复杂，条件控制受到限制，因而不容易精确分析变量问的因果关系。
　　因此，在解决实际问题中，应尽可能结合使用这些方法，并在研究的不同阶段采用不同的方法。例如，设计一种航空显示器，先要根据飞机显示的总体要求提出人机匹配模型，再按人机匹配要求对有关变量与人的认知、反应特性的关系进行实验室实验，根据实验结果确定各项显示因素的参数并做成实物，而后将它放在飞机模拟器内作飞行动态模拟试验，直到装机试飞后才能对显示器的性能作出最后的评价。