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TITLE: 人類工效學-第九章 人--電腦介面 AUTHOR: QUENCY DATE: 07/09/2013 09:38:38 PM CATEGORY: 人因工程設計 STATUS: publish ---- BODY:

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第九章 人--電腦介面

第一節 概述

人--電腦介面引起人們的重視有不到二十年的歷史. 最初隻有幾個電腦專家從事人--電腦介面的硬體方面的研究, 如CRT螢幕的設計和輸入裝置的設計, 這裡用到一些生物, 人體測量, 人的視覺系統等方面的研究成果. 隨著時間的推移, 研究人員的興趣逐漸轉移到資訊顯示的原則. 人的資訊處理系統和認知系統現在成了這類研究的基礎. 人--電腦介面現在成了一門介於電腦科學, 人類工效學和行為科學之間的邊緣學科. 現在也涉及到一些新的學科, 如語言學和圖像設計.
人-電腦介面的一個里程碑是1982年在美國普斯柏格召開的第一屆人--電腦介面的學術研討會, 是由電腦械學會和人類工效學會共同發起的. 從那以後,人--電腦介面得到了飛躍的發展, 研究成果成倍的增加. 同時, 人類工效學專家就業的機會也大大地增加, 許多電腦製造公司和軟體發展公司有專職的人類工效學家. 最近的一項調查表明美國50%的人類工效學會員把人--電腦介面作為自己的一個研究領域.

第二節 認識系統工程學

一. 認識系統工程學的必要性

電腦和自動化把許多人從體力勞動中解放出來, 現在在西方發達國家絕大部分人的工作, 包括許多辦公室辦事人員的工作, 都屬於腦力工作的範疇. 因此,電腦給人帶來了一個更大的認識工程環境.
電腦技術的進步提供了説明和擴大人的解決問題的能力, 但在這種技術進步的同時也產生了新的認識問題. 例如在新的技術條件下人和機器的分工問題. 而且, 新技術的出現並不能自動地保證好的系統行為, 因為系統是由人操作的, 技術水準提高了, 如果電腦操作人員的水準沒有得到提高, 新技術的潛力不僅會發揮不出來, 甚至會產生新的問題. 電腦是一個工具, 一種放大鏡, 成功地應用它會帶來巨大的效益, 但出現問題時由此帶來的損失也越大. 遺憾的是, 當電腦技術在不斷飛躍發展的時候, 我們關於人如何使用這種技術的研究的步子並沒有跟上.

二. 什麼是認識工程學

首先認識工程學研究的物件是複雜系統中的人的行為. 隨著技術的進步, 系統的規模越來越大, 功能越來越多越強, 系統本身也變得越來越複雜, 人對系統的操作取決於人對系統的認識, 而系統複雜性的增加也增加了人對系統瞭解的困難.用分解來簡化這樣的系統的複雜性往往會使人對系統的理解產生偏差, 使人對系統的認識不夠完整. 人必須把系統作為一個整體來看待和研究, 這樣傳統的研究人的行為的方法就顯得不足了. 必須採用新的方法.
其次, 認識工程學是面向一個開放世界的. 傳統的對人的研究往往是在各種條件得到控制的閉合的試驗室進行的. 這種方法不再適合研究人在複雜系統中的行為. 我們必須研究人在一個開放世界的行為, 要走出試驗室, 在現實系統中研究人的行為, 並把這種研究成果直接送到實踐者的手中. 認識工程學要研究系統的內容和結構, 也要研究人在系統中隨著他對系統認識的變化而產生的行為的變化.
傳統的心理學對人的研究方法是由下向上的, 工具驅使的方法. 而認識工程學則認為, 研究人在現代系統中的行為應該是問題驅使的方法, 即首先從系統的目標出發. 人在系統中要達到什麼目的, 要解決什麼問題, 是什麼原因使人在系統中的行為令人滿意或不滿意. 從這些分析中可以找出解決問題的方法, 找出認識世界對人的要求, 使人能夠更好地履行自己的功能, 減少在系統操作中的錯誤等等.

三. 認識工程學的三駕馬車

我們可以把人解決問題的領域看作有三個因素組成的一個相交的系統. 這個系統中的三個因素是: 現實世界, 在世界上發生作用的代理人, 代理人對世界的認識媒介. 我們若能對這三個因素的關係有一個更好的瞭解, 那麼我們對人在複雜系統中解決問題的能力也會有一個更好的瞭解.
讓我們先來看看現實世界, 即被研究的系統. 現代的系統有這樣四個特點: (1) 這是一個不斷變化的系統; (2) 這個系統中有許多因素, 而這些因素都是高度相關的; (3) 這個系統中包含有許多不確定的因素; (4) 這個系統包含著許多風險. 這些特點都會影響人在解決這個系統中的問題時所採取的策略.
人是通過認識媒介來認識世界的. 認識媒介對現實世界的資訊進行搜集, 整理, 抽象, 然後把它提供給解決系統問題的人. 在這個過程中, 有些資訊被傳送互到人, 而有些資訊被遺漏了, 這些都對人的行為會產生深遠的影響.
最後一個也是最重要的一個因素是代理人, 即解決問題的人. 人在資訊處理過程中使用的資源及其它們之間的結構. 是什麼機構或資源影響人對系統的監視,認識系統的非正常狀態, 解釋不可預見的行為, 以及在上述情況下採取什麼樣的反應?

四. 認識工程學的主要內容

認識工程學的一個重要內容是找出專家行為的基礎, 即專家為什麼這樣做. 首先我們要找出一種理論, 這種理論可以用來描述人的認識技巧和系統在人的大腦的代表方式. 其次, 這些知識在現實環境中是怎麼實現的. 最後, 我們需要瞭解知識和技能是怎樣自我發展和自我更新的. 在認識工程學中, 有大量的關於比較專家和新手之間差別的研究, 這些研究涉及到下棋, 解決物理問題, 病人診斷, 編電腦程式等不同領域. 人們發現專家的知識面要廣, 而且這些知識被分類和有機地整理在一起.
認識工程學的第二個內容是啟發性的訓練. 人的知識是通過訓練來獲得的, 但僅訓練本身是不夠的. 獲得知識一個有效的方法是啟發性訓練. 啟發性訓練通過讓學生通過對世界的媒介的操作來瞭解世界的, 例如, 圖形或類比標記法, 系統元素的相互關係, 現實世界的類比等. 啟發性訓練的一個內容是讓學生瞭解各種可能解決問題的方法及各種方法產生的結果, 如系統地變化系統中的某一個變數, 讓學生全面瞭解這個變數對系統結果的影響. 這裡有兩個問題應該注意. 第一, 學生所控制的是現實世界的一個代表(比如類比), 第二, 學生能夠隨意地改變系統中的決策變數. 人們對這種方法也進行了一些研究, 結果是比較理想的.
認識工程學也研究人的錯誤. 談到人的錯誤, 什麼是人的錯誤, 什麼因素引起人的錯誤, 人的錯誤以什麼形式出現, 如何發現潛在的錯誤, 如何預測錯誤發生的時間和頻率, 什麼樣的工作使人更容易犯錯誤? 對人的錯誤研究越來越受到人們的重視. 對人的錯誤的研究有這樣幾個主題, 首先是對錯誤進行分類, 只有那些系統性的錯誤才是研究的主要內容, 因為我們主要, 也只能防止這類錯誤的發生. 人們認為人的錯誤的一個重要原因是人的合理思維的局限性, 即人不可能在任何情況下都知道合理的決策是什麼, 在他找不到合理決策時, 他就選一個錯誤的決策, 發解人對某一問題的決策的局限因素, 給人提供必要的説明就可以預防這樣的錯誤的發生. 現在對人的錯誤研究表明, 人的錯誤實際上是人--機系統不匹配的結果, 因此, 研究人的錯誤離不開人所處的系統.
人在系統中解決問題的一個方法是事先把各種解決方案計畫好, 貯存在大腦裡, 當某一種情況與事先設計好的方案所對應的情況一致時, 人們就採用這種方案. 但是這種解決問題的方法是非常脆弱的, 因為在許多情況下, 人們面臨著從未見過的問題, 而正是這類問題常常導致事故的發生. 研究人如何在面臨新問題時, 怎樣擴大自己的已有的知識, 來解決新的問題, 在新問題發生後, 人需要哪些説明等等也是十分重要意義的內容.

第三節 螢幕顯示

在人--電腦交往中, 電腦傳遞給人的資訊主要是通過視覺進行的, 今天絕大部分電腦的顯示器是螢光屏(CRT), 將來也許多會採用液晶顯示或電子發光器等顯示. 不管採取什麼技術, 顯示的資訊的內容和格式對人--電腦交往的效率是有著非常重要的意義的. 如果電腦顯示的是人所不需要的資訊, 而人需要的資訊又沒有被顯示, 人在電腦上的工作效率將受到極大的影響, 甚至於會導致人們放棄使用電腦或某一電腦軟體.
人們已經對螢幕顯示進行過許多研究, 這些研究證明了螢幕顯示的重要性. 例如, Tullis曾對500種顯示器進行了比較, 發覺操作人員在使用最差的顯示器來獲得關於某一航空公司的航班資訊所需要的時間比在最好的顯示器上時間要長一倍多.
螢幕顯示涉及的內容很多, 下面我們只介紹一下主要內容.

一. 螢幕顯示與紙上閱讀

如果同樣的資訊顯示在螢幕上和白紙上, 絕大部分人更願意從白紙上獲得資訊. 試設想一下有一本長篇小說, 你願意從螢光屏上閱讀它還是從書本上閱讀它?
Zacarias等人在一項研究中發現在同樣長的時間內, 從紙上比從螢幕上可以完成更多的工作. 是什麼原因使人們更喜歡從紙上閱讀資訊還不十分清楚, 也許有一些主觀因素, 如人的閱讀習慣問題, 但也有許多客觀因素, 如螢光屏給人帶來的視覺疲勞等.

二. 螢幕顯示與視覺疲勞

電腦螢幕顯示資訊, 各種資訊實際上是由一串微小的光組成的集合, 人閱讀資訊時, 眼睛直接與光正面接觸, 雖然這種光是較弱的, 但時間長了也會增加眼睛的疲勞, 甚至帶來傷害. Dainoff等人1981年對100個使用電腦的辦公人員的調查中發現有45%的被調查者有視覺疲勞的症狀. 據估計, 僅在美國就大約有1000萬人患有與圖像終端有關的疾病, 使用電腦的時間越長, 眼睛就越容易疲勞. 與圖像顯示終端有關的主要視力疾病包括眼睛疲勞, 頭痛, 視線模糊, 眼乾燥或發紅,頸痛或背疼等. 調查表明, 造成視力問題的原因是螢幕反光, 工作安排, 光線不適和螢幕清晰度. 醫務工作者, 電腦專家和人類工效學家正在尋找解決這一問題的辦法. 可採取的一些方法是:
(1)設計更高品質的螢光屏. 高品質的螢光屏可以增加螢幕清晰度, 這樣可以使人看清螢幕上的內容而不用過於集中視力, 從而減輕由此帶來的疲勞.
(2)使用玻璃或其他濾光器, 也可以使用濾光鏡等.
(3)避免各種亮光直接照在螢幕上. 亮光照在螢幕上有兩個壞處. 第一, 它直接降低了字幕的清晰度, 提高了工作對視力的要求標準. 第二, 它增加了操作人員視覺範圍內的光亮對比度. 過大的光亮對比度對人的視覺有直接的傷害.
另外, 螢幕的放置高度, 操作人員到螢幕的距離, 經常短時間的休息對減輕電腦對視覺的影響都有積極作用.

正如我們前面已經指出過的, 人--電腦介面是人類工效學中一個非常熱門的一個研究領域. 美國的人類工效學家Helander教授編輯出版了一本幾百萬字的<<人--電腦交往手冊>>. 除了我們上面提到的內容外, 還涉及到以下內容:

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