人机工程学精品课程教案3

第三章神经系统与感知NervousSystemandPerception主要讲授内容1、神经系统的组成及其功能2、感觉与知觉3、视觉与本体感觉4、人的心理特征研究神经系统的意义：1、神经系统是机体的主导系统：全身各器官、系统均在神经系统的统一控制和调节下，互相影响、互相协调，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。在此过程中，首先是借助于感受器官接受体内外环境的各种信息，通过脑和脊髓各级中枢神经的整合，最后经周围神经控制和调节各个系统的活动，从而使机体得以反应多变的外环境，同时也调节着机体内环境的平衡。2、神经系统是心理现象的物质基础：从心理学角度看，人的一切心理和意识活动也是通过神经系统的活动来实现的。一、神经系统的组成及其功能CompositionofNevousSystemandFunction神经系统中枢神经周围神经脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑脊髓按解剖分脑神经；脊神经按功能分感觉（传入）神经运动神经（传出）躯体运动神经（支配骨骼肌）植物性神经（支配内脏器官）二、感觉和知觉PerceptionandConsciousness感觉定义：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。感觉类型：视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）、皮肤感觉、本体感觉等。本体感觉能告知操作者躯体正在进行的动作及其相对于环境和机器的位置；而其他感觉能将外部环境的信息传递给操作者。感觉的过程：人的感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。感觉知觉的定义：知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。知觉的过程：客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，经大脑皮质联合区对来自不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。知觉感觉和知觉的关系和区别从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生对所作用的反映。在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存在于知觉之中，很少有孤立的感觉存在，在心理学中称为“感知觉”。感觉反映的是客观事物的个别属性，而知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。概述：外部环境中有许多物质的能量形式，人体的一种感觉器官只对一种能量形式的刺激特别敏感，能引起感觉器官有效反应的刺激称为该感觉器官的适宜刺激。（如眼的适宜刺激为可见光；而耳的适宜刺激则为一定频率范围的声波）类型：绝对感受性和绝对感受阈限；差别感受性和差别感受阈限；感觉的特点感受性和感受阈限感觉的适应感受性和感受阈项1、产生感觉需要有达到一定强度的适宜刺激。刚刚能引起感觉的最小刺激量，称为绝对感觉阈限的下限，感觉出最小刺激量的能力称为绝对感受性。2、绝对感受性与绝对感觉阈限值成反比，也就是说，引起感觉所需要的刺激量越小即绝对感觉阈限的下限值越低，绝对感受性就越高，感觉越敏锐。绝对感受性和绝对感受阈项3、若刺激量过大，超过了正常限度，将使感觉消失而引起痛觉，甚至造成感官的损伤。刚刚使感觉小时的最大刺激量称为绝对感觉阈限的上限。刺激量在上、下阈限之间才能引起感觉。（例如：人眼只对波长380-780mm的光波刺激产生反应，380mm和780mm即为视觉的下、上阈限，波长在380mm以下和780mm以上的光波都不能引起视觉。）绝对感受性和绝对感觉阈限当两个不同强度的同类型刺激同时或先后作用于某一感觉器官时，它们在强度上的差别必须达到一定程度，才能引起人的差别感觉。差别感觉阈限即为刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别量，对最小差别量的感受能力则为差别感受性，两者成反比关系。差别感受性和差别感觉阈限人的各种感觉器官的感受能力的发展是不平衡的，而不同的职业又有各自不同方面的感受能力，如对音乐工作者，要求具有较高的听觉分辨能力，对美术工作者及其某些行业的检验人员要求有较高的视觉颜色分辨能力，而对自动化系统的监控人员，则要求视觉和听觉都有较高的感受性。感受性对于职业的选择和工种的分配具有实际的价值和意义。人的感觉能力又具有很大的发展潜力，经过训练后，某些方面的感受性可以获得极大的提高。差别感受性和差别感觉阈限在同一刺激物的持续作用下，人的感受性发生变化的过程，称为“感觉的适应”。这种适应现象，除痛觉外，几乎在所有感觉中都存在，但适应的表现和速度是不同的。除暗适应外，其余各种感觉适应大都表现为感受性逐渐下降乃至消失。视觉适应中的暗适应约需45分钟以上；明适应约需1-2分钟；听觉适应约需15分钟；味觉和轻适应分别适应约需30S和2S。感觉的适应（一）视觉衰退和相应产品设计策略人到老年，眼角膜变厚，晶状体弹力下降，睫状肌调节能力减退，多出现老花眼，近距离视物模糊。辨色能力下降，由于黄色会滤掉紫色、蓝色和绿色，因而他们对近似色的区分力下降。老年人判断高差和有少量光影变化的能力减弱，因而在产品界面设计时应适当增强老年人使用色彩的亮度和对比度。70岁以后，眼睛对光线质量的要求增高，从亮处到暗处时，眼睛的适应过程比青年长。老年人居室灯光设计要尽量使用反射光，开关也有弱光指示，并且面积大，便于寻找。尤其夜晚老年人去卫生间便溺，通常感到起床后黑暗中照明开关位置不易找到，灯光直接照射过于刺眼导致看不清方向。（二）听觉衰退和相应产品设计策略耳朵是社会交往的重要工具，能使老年人接收到眼睛看不到的信息。老年人听力衰退主要表现为：一是经常性地短时间失去听力；二是对高频声音不敏感，因而常见老年人交谈时靠得很近，以弥补听觉上的衰退，这在很大程度上影响着老年人社交空间的尺度和形式。他们喜欢较小、有围合感的社交空间。许多电子类产品，有语音提醒功能，避免强烈、尖锐的声音，声音频率控制在老年人听力范围之内。（三）触觉、味觉和嗅觉衰退和相应产品设计策略老年人通过触摸、品尝、闻味来辨别事物是比较缓慢的。由于皮肤内的细胞退化，老年人的触觉和温度觉减退，痛觉也会相对迟钝。总之，感觉器官系统的老化，各种感觉能力和功能的衰退，他们对异味不敏感，触觉减弱。因而使老年人容易受到烫伤和灼伤。设计师针对老年人触觉、味觉和嗅觉不敏感，可以设计带用测温功能的水壶，能够以信号灯、鸣叫来提醒老年人饮料的温度。三、老年人肌肉骨骼系统衰退情况和产品设计策略（一）身体萎缩和相应产品设计策略老年人随着年龄的增长，身体不断萎缩，其人体尺度也发生相应变化，最明显的表现在身高。老年科学研究结果表明，人在28～30岁时身高最大，35～40岁之后逐渐出现衰减。一般老年人在70岁时身高会比年轻时降低2.5%～3%，女性的缩减有时最大可达6%。基于上面所提到的人体工学方面发生的变化，在为老年人做设计时要考虑到如下几点：降低工作桌面，降低触摸高度，且座位和工作平台的高度必须可调。比如说老年人使用的桌子，高度应比年轻人的桌子略低一点，为72～75cm较合适。老年人大多眼花，阅读时眼睛需要离书本距离远一点，书桌略低一些。有的老人在家要伏案工作，所以应重视写字台的高度。那么老年人用的写字台呢?台面高度应为身体坐正直立，两手掌平放于桌面上时，不必弯腰或弯曲肘关节为佳。再如老人使用电脑，注意计算机键盘的高度应相当于笔直平坐后，手腕平直、手臂前伸的高度。使用这一高度的写字台和电脑，可以减轻因长时间伏案而导致的腰酸背痛。（二）肌肉萎缩、力量衰减和相应产品设计策略老年人肌肉及骨骼系统衰退，反应变慢，灵活程度下降，肌肉的强度以及控制能力也不断减退。一般人的肌肉强度在20～30岁之间达到高峰，以后呈下降趋势，70岁时其强度只相当于30岁时的一半。设计师在设计老年人和用力相关的产品时，要考虑到老年人力量衰退的情况。例如有些真空包装，年轻人打开也十分费尽，老年人就更不必说了。我们就是要为老年人尽可能创造无障碍的生活环境，因此，必须对老年人的手的力量作具体实验，肌电疲劳实验可以获得老年人肌肉数据，对于包装的撕力有一个限制。骨骼随年龄的增长，逐步变脆。这正是老年人摔跤容易发生骨折的原因。因而地面的防滑设计，减少地面高差的变化在室内设计尤为重要。（三）行动不便和相应产品设计策略老年人弯腰、下蹲相对困难，许多老年人反映坐车不喜欢出租车，就是因为座位低，空间狭小，老年人弯腰困难，腿部肌肉很难协调，有一种蜷缩压抑的感觉。老年人汽车座椅设计就要考虑到这个因素，座位要方便坐下、站起。老年人便器的设计也有类似考虑，老年人腿部肌肉衰退，骨质疏松，肌肉萎缩，老年人坐下后，站起来比较费劲。如果长时间下蹲，站起来容易出现身体失衡、头晕、跌倒。为防止意外发生，老年人宜采用坐式便器。老年人由于下肢肌肉力量减弱，在便前便后坐下、站起时动作困难，适当增高坐便器高度，能在很大程度上缓解老年人行动上的不便。或者在坐便器旁边安装适当高度的杠管，方便老年人握住杠管，借力站起。四、老年人思维系统衰退情况和产品设计策略人的记忆、分析、综合、判断、推理以及计算能力，都是人的智力组成内容，各人之间差别悬殊，与个人平时的学习，所受的教育与培训有关。根据智力测验，最佳智能状态在25岁左右。中年，随着生活阅历的加深，知识和经验的积累，对事物的分析、判断和推理能力提高，而记忆力却逐步减弱。进入老年后，记忆力和反应速度的降低更为明显。针对老年人记忆力下降，老年人在很多情况下需要带有提醒功能的产品。例如患有慢性病的老年人需要携带药盒，又经常错过吃药时间，可以设计一种带有定时提醒功能的药盒，设计上考虑老年人常见药的分类、存放。并且可以和水壶结合，方便喝水送药。老年人使用的产品在功能上要简化和明确，平时我们使用的遥控器按键很多，操作不便。老年人使用的遥控器可以简化功能，可以开发一种滑盖遥控器，外层是多种功能的普通遥控器，滑开后，内层是简化的界面，只有几个主要的功能按键。可见，老年产品设计应当尽量按照他们已有的习惯进行设计，避免过多需要记忆的内容。老年人生理特点与产品开发设计研究的最终目标就是实现对老年人这个特殊群体无微不至的人性关怀，以最大限度地激发老年人的生活情趣，提高老年人的生活质量，让他们安度晚年。这既是对老年人生活的关怀，也是设计人员的社会责任所在。“第六感”—让人惊叹的女性直觉令人惊奇的“第六感”“第六感”为何钟情女性“第六感”的生理学秘密“第六感”的生理学解释令人惊奇的“第六感”“9.11”事件发生后的“第六感”。到街头的邮箱投信时的相遇。就像上面情景中的例子一样，在现实生活中，许多女性都或多或少地体验过自己凭直觉做出判断或预测的准确性。这种判断往往是对问题直接做出结论，缺少可以意识到的和能用言语表达的过程和依据，然而却能一击即中，精确无误。这就是所谓的女性神奇的直觉能力。“第六感”为什么钟情女性女性有不同男性的思维方式：即直觉思维和逻辑思维的区别女性的集中注意和扩散联想女性对接近的事情和类似的事情的敏感性“第六感”的生理学秘密科学实验表明，人体除了有视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等五个基本感觉之外，还具有对肌体未来的预感。生理学家把这种感觉称为“机体感”、“机体模糊知觉”，也叫做人体的“第六感觉”。第六感觉在生理学上又指人们对内脏器官的感觉，它是由于机体内部进行的各种代谢活动使内感官受到刺激而产生的感觉。“第六感觉”的感知并没有什么专一的感觉器官，它是由机体各内脏器官的活动，通过附着于器官壁上的神经元发出神经电冲动，把信号及时传递给各级神经中枢而产生的。“第六感”的心理学解释心理学上认为，“第六感”是基于于内省和观察之间的一种获得知识的方法。这种方法不需要应用知觉进