熊燕华

第九章 注意与记忆

人认知客观世界，首要的是选取什么信息，忽略什么信息，然后才能论及如何利用获取的信息，进行加工做出反应，并形成记忆。

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第一节 注意概述

人的周围环境给人们提供了大量的刺激： 有的对人很重要， 有的对人不那么重要，有的毫无意义，有的甚至会干扰当前

正在进行的活动。 人要正常地工作与生活，就必须选择重要的信息，

并排除无关刺激的干扰。人脑这种选择信息，排除干扰的功能，就是注意的一种重要功能。

注意是人的心理活动对一定对象的指向。 你越是注意环境中的某个客体，越能知觉关于它的更多信息。注意的焦点决定了最能为知觉过程利用的信息的种类。

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人机系统中许多事故的发生都可以从注意上找原因。

飞行员在追击敌机时可能由于没有注意到高度表指示的变化而发生毁机事故；

汽车司机可能由于只顾前方道路变化而没有注意到侧旁情况而碰到路旁的行人或车辆；

一个打字员会由于与人谈话而打错了字等等。

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研究背景 行为主义：完全否定注意的存在 格式塔心理学：注意完全融化于知觉之中 工程心理学：二战期间和战后，通信工程的需要，面对

工作环境中复杂多变的信息源和某些单调、乏味的作业，试图了解人能同时加工的信息数量，注意的分配、保持和转移等特性，以保证人－机系统的工作效率和可靠性。

认知心理学：以信息加工观点研究注意的机制

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第二节 注意的认知心理学模型

认知心理学把人的认知系统看成一种信息加工系统。此系统受到感觉通道容量的限制，人只能从各种感觉信息中选择少量重要的信息，进行知觉加工，然后再选择某些信息保持在记忆中；在必要的时候从记忆中有选择地提取某些信息，对环境中的刺激作出不同的反应。

—— 注意被认为是人的信息处理的一个瓶颈。

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一、过滤器模型（ Broadbent ， 1958 ）

基本假设：信息加工受通道容量的限制。 人之所以有选择地注意周围环境线索的一小部分，

是由于其信息加工能力是极其有限的，不能同时对全部感觉通道的线索进行加工。为了避免系统超载，在信息加工系统的某个地方存在着一种瓶颈口。

感觉到的大量的外界信息需要过滤器加以调节，被选中的信息进入高级分析阶段而被识别和存贮，没被选中的信息暂存于短期记忆中，短期未被处理则很快被忘记。

通往高级分析水平的通道只有一条，也称为单通道模型。

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输入通道 选择性过滤器

容量有限的通道 反应

长时记忆

刺激

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实验依据一：双听实验 给被试的双耳同时呈现一定的刺激，呈现速度为 1 秒钟 2 个字，让被试

再现。 左 右 6 4 2 9 7 3实验结果：多数被试采用第一种方式。再现方式一 分别再现左右耳的信息，如 493 ， 627 。 正确率 65%再现方式二 按接受的顺序成对再现左右耳信息，如 46 ， 92 ， 37 。

正确率 20%解释：每只耳朵都是一个通道，该通道的信息是单独储存的，过滤器只

允许每一个通道的信息单独通过。在以耳朵为单位再现时，他先注意来自一个通道的全部信息，然后再注意来自第二个通道的信息（后者也许是被短暂地保留在记忆系统中），即只转换一次，因此再现效果佳。但是，以项目出现顺序再现时，被试至少需要在双耳之间做三次转换，他不能注意每只耳朵的全部项目，一些信息迅速丧失，因此再现效果差。

课堂实验

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实验依据二：采用追随程序的双听实验 要求被试只注意一只耳朵（追随耳）的信息并复述。实验结果： 无论非追随耳的信息怎么变换，被试都无法复述，只

能报告语音的变换或男生变女声。

例外：鸡尾酒会效应（被试自己的名字）

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反例一：双听实验左 dear 2 jane右 3 aunt 4实验结果： dear aunt jane

反例二：追随实验追随耳 There is a house understand the word非追随耳 Knowledge of on a hill实验结果： There is a house on a hill 而且声称这是从一只耳朵听来的

解释：被试多按意义再现，有意义材料的实验极易引起注意迅速转移，过滤器允许不只一个通道的信息通过。

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结论：

1 、过滤器的位置可能处在信息加工的早期阶段。2 、过滤器的选择作用不是随机的，新异的、较强的、

具有意义的、人所期待的信息容易受到注意。3 、有意义的信息容易引进注意从一个通道转移到另一

个通道，但不能完全否定注意的过滤机制。4 、仅仅只存在一条通向高级分析水平的通道的结论还

值得怀疑。当刺激呈现慢，信息流动慢时，人可以同时注意几个通道。

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局限性：

1 、模型是根据听觉实验的结果提出的，实验所用的材料都是听觉材料，因此信息的选择与过滤只发生在同类性质的材料间。当材料的性质改变，信息输入来自不同的感觉通道时，模型的预测力量就不强了。

2 、模型只解释了刺激的物理性质对信息选择的作用，而无法解释材料的语义联系在信息选择中的作用。

3 、由于人们可能对语意进行加工，因此假定注意选择发生在信息加工的早期阶段，是没有根据的。

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二、衰减模型（ Treisman ， 1960 、 1964 ）

追随耳和非追随耳的信息都先经过初级的物理特征分析，都可以通过过滤器，只是非追随耳的信息经过过滤器时会被衰减，但有些信息仍可得到高级水平的加工 。因此是多通道模型。

追随耳的信息保持原来的强度很容易激活；而非追随耳的信息强度减弱，没达到兴奋阈限无法被激活。特别有意义的信息如被试的名字具有较低的阈限，容易激活而被识别。

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影响阈限的因素： 熟悉程度（自己的姓名、母语）、信息的意义、上下文或指示语、主观期望等情境。

实验依据一： 英法双语被试追随耳 英文小说非追随耳 法语材料。

结果： 法语差的被试只有 2% 的人知道两耳的材料内

容，而法语好的被试有 55% 的人知道两耳内容。

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Broadbent － Treisman 过滤器－衰减模型 —— 知觉选择模型

共同点：1 、高级分析水平的容量有限，因此输入的信息必须由过滤

器加以调节 ；2 、过滤器的位置在初级分析和高级分析之间，而不是发生

在反应选择的阶段；3 、过滤器的作用是选择一部分信息进入高级的知觉分析水

平，使之得到识别，注意是对知觉的选择。异：⑴ 全或无的改为衰减。⑵单通道改为双通道或多通道。

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三、反应选择模型（ Deutsch ， 1963 ）

几个输入通道的信息都可以进入高级分析水平，全部得到知觉加工。注意不在于选择即将被知觉的刺激，而在于选择对刺激知觉后做出的反应。

换句话说，中枢分析可以识别一切输入信息，但输出是按重要性的，只对重要的刺激才做出反应。

反应追随耳 反

应选择

感觉登记 知觉分析非追随耳

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实验依据一：双听实验 给被试双耳同时呈现刺激，要求被试对左耳、右耳听到的靶子词

都要做出反应。实验结果：对左耳、右耳的反应率都达到 59-68% ，双耳结果十分接近。

实验依据二：在白噪声背景下识别一个特定的辅音。方式一 双耳听同时注意双耳方式二 只用左耳听只注意左耳方式三 只用右耳听只注意右耳实验结果：对识别率没有显著差别

解释：按衰减模型预测，在前一条件下，被试必须同时加工来自两耳的信息，而在后一条件下，被试需要加工的信息只是前者的二分之一，因此对辅音的觉察应该比在双耳条件下好得多。实验的结果却表明，在两种条件下的觉察成绩是相等的。

可见，被试有可能同时注意来自两个通道的信息；对信息的选择不是由于通道的有限容量造成的。

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结论：

所有输入的信息在知觉阶段都将得到充分的分析，而选择作用只发生在信息加工的后期，而不是前期，至少是观察者对刺激作出辨识之后。换句话说，反应选择模型承认“瓶颈”的存在，但它把“瓶颈”设想为更接近加工系统的反应端。

反应选择模型特别重视记忆在信息选择中的作用。这种模型假定，所有感觉输入都要通过知觉加工，再到达记忆系统，激活被储存在记忆系统中的表征，并与记忆系统中被激活的表征发生着某种关系——相关。正是这种关系决定着中枢对输入信息的选择或再认。

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知觉选择模型与反应选择模型比较 二者的差别在于对注意机制在信息加工系统中所处的位置有不同的看法。

知觉选择模型（早期选择模型）：起注意作用的过滤器位于觉察和识别之间，意味着不是所有的信息都能进入高级分析。因此注意控制着知觉。

反应选择模型（早期选择模型）：注意的机制位于识别和反应之间，意味着几个通道的信息都可以被识别，但只有一部分会引起反应。因此注意控制着反应。

反应刺激 复述与反应择定觉察 识别反应选择知觉选择

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总结：1 、究竟是哪个模型对，目前为止没有肯定的结论。各有

实验可支持。2 、多数心理学家倾向于知觉选择，认为反应选择太不经

济了。但也不是不可能，不尖锐对立。 3 、都承认注意具有选择功能。设想：注意既可是知觉选

择也可是反应选择，在不同条件下可有不同选择。4 、局限性： ①支持知觉选择的多是利用附加追随程序的双听实验，

研究的是注意的集中性；支持反应选择的多是利用不附加追随程序的双听实验，研究的是注意的分配性。

②几乎所有实验都是利用听觉的，两个通道进行的是性质相同的作业，很少涉及到其它感觉通道。

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对瓶颈理论的质疑：

人们在同一时间内能有效地完成两种活动！

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四、能量分配模型（ Kahneman ， 1973 ）

双作业操作： 看书＋听音乐、骑车＋谈话、 司机观察前方的同时从镜中看后方、 售货员边聊天边计算货款 避开注意过滤器在信息加工系统中所处的位置，

而将注意看作人能用于执行任务的数量有限的能量或资源，把注意能量有限当作注意机制来解释注意。

中枢能量理论：注意是能用于执行任务的数量有限的能量或资源。知觉选择模型认为的不能被识别和反应选择模型认为的不能做出反应就是因为能量有限或被分配给其它任务了。

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双作业情况如何依赖于：两种作业是否相似、作业的难易程度、个人的技能

实验依据： 一：被试追随以听觉呈现的散文材料，同时识记以听

觉呈现的另外一些字词。能识别和回忆的字词很少。 二：以视觉呈现字词。可回忆的字词量就大得多。结论：在同一通道内分配注意较难，而在不同通道间分

配注意则比较容易。

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能量分配模型：

（ 1）人们在完成一项心理作业时，认知资源是有一定限度的。人们必须把有限的资源有控制地分配到不同的活动或同一活动的不同方面去。

（ 2）人可利用的资源的数量可随各种情绪、药物、肌肉紧张等唤醒因素的作用而变化。人处在中等唤起水平时，有效的资源较多；唤起水平太低或太高，都会干扰当前的行为。

（ 3）决定注意选择的关键是资源分配方案，这个方案与当时的意愿、完成任务需要的能量的评价、个人的长期倾向有关。

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长期倾向：能量分配给新异刺激、突然动的东西、自己的名字

意愿：当时情景所引起的注意倾向，即个体完成当前作业的要求和目的，例如按要求倾听右侧耳机的声音、寻找一个朋友的照片等。

评价：如是否对资源进行了合理的分配，影响可得到的能量，使之增多或减少，而且极大地影响着分配方案。

（ 4）只要不超过可得到的能量，就能同时接收不止一个的输入，或进行多种活动，否则就会互相干扰甚至只能进行一种活动。

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总结：1 、中枢能量理论使得无论是支持知觉选择模型的

实验还是支持反应选择的实验都可以得到统一解释。

应用追随程序的双听实验，对追随耳信息的复述占用了大量的资源，如果非追随耳的作业需要较多资源则作业水平低于追随耳；反之则不会低于追随耳。

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2 、局限性： 着眼于过程的整体，没有像知觉选择和反应选择模

型一样深入过程内部。 理论不能解释作业的性质对注意分配的影响。相似

的作业容易发生干扰。如果作业的性质不同，即使都比较复杂，干扰也较少发生。这种现象此理论不能解释。

3 、设想：注意的选择在总体上受资源分配所决定，但在信息加工过程中如何实现、在哪个阶段实现依赖于内外许多因素，如作业类型、情境等。

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五、两种加工过程理论（ Schneider 和Shiffrin ， 1977 ）

控制性加工：需要应用注意的加工，其容量有限，可灵活应用于变化着的过程。这种加工是受人有意识控制的，也叫注意性加工。

主要用在困难的或涉及不熟悉项目的任务中

自动加工：不受人控制的加工，不需应用注意，没有容量限制，一旦形成很难改变。

主要用在容易的、涉及高度熟悉项目的任务中

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练习 对同时进行两种作业的水平起着重要作用。提高作业水平的机制：

1 、改善能量分配方案，使能量分配更适合任务的需要。

2 、改善完成作业的操作过程，减少对能量的需求，甚至使得某些加工过程自动化，不需要注意资源就可以进行。如骑自行车、书写、阅读，都是通过学习而自动化了的技能。

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第三节 注意的特性

分配性

选择性

广

度

持续性

集中性

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注意的广度 是指短时间内可以知觉到的注意对象的数目。

一般成人能同时把握 4—6 个没有意义联系的对象。

1. 对象呈现时间长可增大注意广度；2. 注意对象的规律性、相似性、可比性会帮助增大

注意广度；3. 后天学习、经验可帮助增大注意广度；4. 个体的情绪对注意的广度也有影响，情绪越紧张，

注意广度越小。

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注意的选择性 当不止一个客体同时呈现，从刺激中选择一种进行注

意而忽略其它。 操作者要及时获取有用的信息 , 就要从多种信息源中最

有效地选择所需要的信息。要做到这一点 , 操作者不仅要了解这些信息的重要性 , 而且必须了解在什么时候这些信息对操作是有用的 , 注意或忽略这些信息可得到多大的利益、要付出什么样的代价。

在现实生产中 , 注意选择受多种主客观因素的影响。 信息源刺激的物理特点 , 如刺激的数量、 强度、作用方式以及信息源所处的环境条件等都是影响注意选择的客观因素。

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动态的或具有其他突出特点的刺激 , 一般容易引人注意 , 容易成为注意选择的对象。

在人机系统设计中 , 视觉警告信号一般都安排在中央视野范围内 , 采用比其他视觉显示刺激高得多的亮度 , 或者采用特殊的声音作为警告信号 , 这些都是利用它们容易引人注意的特点。

与视觉相比，听觉与触觉由于外周感受器没有排除刺激进入感觉通道的自然方法，它们对人具有较大强制接受的作用。

因此 , 一般认为用听觉刺激或触觉刺激作报警信号有其优越性。

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提高选择注意力效果的建议 当要从多个渠道收集信号时，宁可增加每个渠道的信号发

生速率，以尽可能减少渠道； 提供关于各渠道重要性的信息，使得注意力更有效使用； 提供一些关于未来信号可能在哪里发生的预示信息； 进行有效扫描信息渠道的培训，产生最佳扫描方式； 如果是多个视觉渠道，尽可能靠近以减少对扫描的需求； 如果是多个听觉渠道，确信不会彼此掩盖； 需要单独响应的刺激物应该在时间上分开显示，要避免过

短的间隔（如小于 0.25 或 0.5s ）；尽可能使得观察者可以控制刺激物输入的速率。

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注意的集中性 人的注意，可用探照灯作比喻。探照灯聚焦后的光束投向一定方向，投光区正中最亮，被照物看得最清楚，离开中心，光线渐暗。

人集中注意时，其注意范围也有中心与边缘的区分。落在注意中心的刺激，得到最有效的信息加工，邻近注意中心的周围刺激，人也能知觉到，并能对它进行一定程度的信息加工， �落在注意边缘外的刺激，人一般意识不到，不可能对它们进行信息加工。

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提高集中注意力效果的建议

尽可能将要关注的渠道和其它渠道显著区分开，使目标渠道更大、更亮、更响、更集中；

在物理空间上将目标渠道和干扰渠道分开； 减少干扰渠道；

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注意的分配性 注意分配是指人在同一时候能把注意分配到一个以上的对象上 , � 即所谓一心二用或一心多用。

注意分配是注意集中的对立物。一般来说，不利于

注意集中的因素，都有利于注意分配。刺激的空间位置、相似程度、刺激强度、语义内容等，既是影响注意集中的因素，同时也是影响注意分配的因素。

熊燕华

提高分配注意力效果的建议

尽可能减少信息源数目； 当时间分享可能会给一个人的能力造成压力时，

应该让他制定任务的优先级，使得分配注意力可以被最佳规划；

努力减小任务难度； 任务应尽力在处理阶段、输入输出形式和记忆编码上不一样。

熊燕华

注意的持续性

注意在一定时间内保持在某个客体上，也叫注意的稳定性。为了觉察不经常发生的信号，注意力持续较长一段时间不间断。持续注意力也称监测、警戒。

如检验员在装配流水线上寻找次品。随着自控设备的增加，人扮演监测者角色的地方越来越多，持续注意力更显得重要。

研究发现随着监测的持续，觉察速度和准确性会降低，这称之为警惕性消耗。信号被觉察的概率是时间的指数函数。但是这种现象可以在实验室出现，却很少在现实生活中出现。

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提高稳定注意力效果的建议 提供合适的工作－休息计划和任务变化（如活动穿插）；

强调任务重要性以提高积极性； 增加信号显著性，使之更大、更强烈、持续更长、

更易区分； 降低刺激物出现速率； 减少信号出现时间和地点的不确定性； 加入人工信号，提供关于觉察绩效的反馈； 提供培训，使观察者清楚要识别信号的特性； 保持噪声、温度、照明和其它环境因素在最佳水

平。

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第四节 记忆研究 为什么在你面前短暂出现又迅速消失的

画面仿佛还在面前浮现？ 为什么对着电话本默读了几遍的号码

在打完电话后又忘记了？ 为什么有些人每天都在寻找自己忘记

放在哪的钥匙？ 为什么对于某些事情，在十几年后你

还能准确地描述当时的情景？ 什么样的任务不会超过人的记忆能力

极限？

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一、关于记忆的研究进展一、关于记忆的研究进展 1919 世纪末－世纪末－ 2020 世纪世纪 5050年代：年代：长时记忆长时记忆 2020 世纪世纪 5050年代中－今：年代中－今： 两种记忆说两种记忆说（长时记忆＋短时记忆）（长时记忆＋短时记忆）

多存贮说多存贮说（长时记忆＋短时记忆＋感觉记忆）（长时记忆＋短时记忆＋感觉记忆）

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两种记忆说（Waugh&Norman ， 1965）

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外部信息经过感觉通道先进入短时记忆，可短暂保持约 15 － 30s ，利用复述可避免迅速遗忘。

短时记忆是信息进入长时记忆的一个容量有限的缓冲器和加工器。信息通过复述可进入长时记忆。

长时记忆是一个永久的可存贮大量信息的信息库。 长时记忆与短时记忆在容量、保持时间和作用上

有明显差别，但在编码、遗忘原因等方面相差不大。

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多存贮说多存贮说（记忆信息三级加工模型）（记忆信息三级加工模型）

（（ Atkinson&ShiffrinAtkinson&Shiffrin ，， 19681968 、、 19691969 ））

感觉记忆

信息丧失

复述

短时记忆 长时记忆

信息丧失

环境

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记忆系统：感觉记忆－短时记忆－长时记忆。 感觉记忆：外部刺激直接作用于感觉器官产生感觉象

后，虽然刺激作用停止，但感觉象仍可维持极短的片刻（ms ）。感觉记忆有很丰富的信息，但会迅速消失。

短时记忆容量有限，只有部分感觉记忆中的信息进入短时记忆，但需经过编码才能便于存贮。短时记忆＝复述缓冲器＋加工器。

长时记忆中存贮着多种编码形式的永久性信息，容量无限，但可因消退、干扰或强度减少而无法被提取。

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记忆被认为是一种信息加工过程。无论什么类型的记忆，知识要在以后的某个时间能被用上，需要三种心理过程：编码、存储、提取。

编码：对信息的最初加工，形成对外部世界的信息的心理表征。

存储：在各级记忆中保存编码材料。提取：被存储信息在以后某个时间的恢复。

熊燕华

一个新观点：简单复述与精细复述

简单复述（保持性复述）： 有助于信息在短时记忆中保持。

例： 58606573 精细复述（整合性复述）：将信息加以组织，与其

它信息联系，在更深层次上加工，才能使得信息转入长时记忆。

例：山颠一寺一壶酒，尔留壶塞吾把酒；汽酒塞儿塞不死，流啊流 .......

熊燕华

加工水平说（ Craik&Lockhart ， 1972）

记忆是同知觉加工水平联系的，记忆痕迹的持续性是加工深度的函数。精细分析、产生联想的信息产生较强的记忆痕迹。

加工深度依赖于刺激的性质、可用于加工的时间、加工任务的难易。语义任务比语音任务能达到更高水平。

简单复述不能导致良好的记忆，精细复述才能使记忆长久。

上下文越丰富，对项目的加工越精细，记忆效果越好。

熊燕华

实验依据：不随意学习

每次给被试呈现一个词，不要求识记，然后出乎意料地提出三种不同水平的问题，再进行记忆测试。

低水平加工问题：这个词是大写的吗？（结构加工）中水平加工问题：这个词与 weight押韵吗？（语音加工）高水平加工问题：这个词能否填入下述句子？ 他在街上碰到 _____（语义加工）实验结果： 加工水平更高的问题作答需要的时间更长，但记忆

的成绩更好。 表明加工越深，需要的加工时间越长。加工越深，

记忆的成绩越好。

熊燕华

第五节 三种记忆

感觉记忆

信息丧失

复述

短时记忆 长时记忆

信息丧失

环境

熊燕华

将一幅视觉场景展示 10s ，然后请回答一些

关于场景细节的问题：

课堂实验

熊燕华

1. 最上面中间的男士在干什么？2. 中间的圣诞老人手上拿着什么？3. 右下角的妇女手上的雨伞的手柄钩是弯

向左还是右？

熊燕华

感觉记忆（瞬时记忆、感觉登记）

电影是有许多静止的画面组成，却为什么会被人看成是运动连续的？

外部刺激直接作用于感觉器官产生感觉象后，虽然刺激作用停止，但感觉象 (对刺激物的精确描述或复本 )仍可维持极短的片刻（ ms）

理论上认为每个感觉通道都有这样一个临时存储机制。

视觉滞留——视觉通道的感觉记忆

熊燕华

映像记忆（视象记忆） ——视觉通道的感觉记忆 视像记忆存在的实验依据：部分报告法实验 展示一些字母 50ms ，要求被试复述

方式 1 ：全部报告，结果被试只能说出前 4-5 个。方式 2：部分报告，随机要求说出某行的 4 个，结果能说出 3 个多，平均成绩为 10 个。

证明：被试看到的字母多于能报告出来的。映像记忆是大容量的，但会迅速衰退。

感觉记忆有很丰富的信息，但如果未能及时进入短时记忆，就会迅速消失。

课堂实验

P W

G J A

OEC

V U

K

M

熊燕华

回声记忆（声象记忆）——听觉通道的感觉记忆 比如说，朋友找你聊天，你却昏昏欲睡。朋友突然说：“你怎么不听我

说话呀？”你立刻惊醒回答你听着呢，然后还能把朋友说的最后两句话说出来。

回声记忆存在的实验依据：三耳人实验（ Darwin ， 1972） 通过立体声耳机给被试呈现听觉刺激，要求被试复述。 左耳 双耳 右耳 B 8 F 2 6 R L U 10方式 1 ：全部报告方式 2 ：部分报告实验结果：部分报告法优于全部报告法，被试只能说出 4.9 个。

熊燕华

感觉记忆具有如下特点：1. 感觉记忆按感觉信息原有形式来存贮，因此具有鲜明的形象性，如映像记忆、回声记忆。

2. 感觉记忆容量较大，视觉感觉记忆的容量约为9-20 个或更多；听觉感觉记忆的约为 5 个。

3. 感觉记忆的衰退很快，映像记忆约为 300ms 、回声记忆约为 4s 。

4. 只有被特别注意的或者进行模式识别赋予一定意义的信息才能进入短时记忆，其余则迅速消失或被新信息代替。

熊燕华

回忆前面的卡通画

1. 最上面中间的男士在干什么？2. 中间的圣诞老人手上拿着什么？3. 右下角的妇女手上的雨伞的手柄钩是弯

向左还是右？

熊燕华

短时记忆（工作记忆）

1. 打字员打字时要逐句或逐组记住所阅读的字词。2. 正在检修机器的工人，需要即时记住检修了哪几个部件 ,

记住检修时机器的变化状态。3. 在日常生活中，我们也有大量的关于短时记忆方面的经

验。例如查找电话本给朋友打电话，如果电话占线，如果电话没有重拨功能，就得再次查找电话本。

短时记忆是信息通往长时记忆的过渡阶段。 短时记忆往往是人在即时活动中所要求的，是操作性的，

因而也被称为操作记忆或工作记忆。

熊燕华

短时记忆存在的实验依据之一： 脑损伤者的局部失忆（ Lyuch&Yarnell， 1973 ） 对脑损伤的足球运动员进行谈话，以未受伤的运动员

为参照组。

方式一：在受伤后 30s 内谈话，受伤的运动员能准确回忆当时比赛的情景。

方式二：在受伤后 3-5min 谈话，运动员无法回忆。 这表明刚刚受伤之前发生的事件只能被存贮

在暂时记忆中，迅速被遗忘，未能转入长时记忆。

熊燕华

短时记忆存在的实验依据二：遗忘症患者的记忆成绩（ Lyuch&Yarnell， 1973 ）

正常人与遗忘症患者识记 10 个词组成的字表，然后自由回忆。

方式一：识记后立即回忆方式二：延缓 30s回忆，以心算作业防止复述

实验结果： 若立即回忆，二者成绩基本相同；若延缓 30s ，

后者的回忆成绩要差得多。 这也说明存在短时记忆和长时记忆两种。

熊燕华

短时记忆保持时间很短，没有复述会很快衰退

实验依据： Peterson － Peterson 实验（ 1959 ）： 给被试呈现三个字母，之后被试立刻被要求以最快的速

度作减三的运算。 18 秒钟之后，让他们回忆这三个字母。

实验结果：1. 在没有时间复述的情况下，即使在较短的时间内，

这些看起来可以记住的东西都给忘掉了。2. 遗忘的原因主要是干扰。3. 用其他的刺激信号重复了上述试验，证明识记材料

的性质对遗忘进程没有影响。

熊燕华

8 1 7 3 4 9 4 2 8 5 6 2 7 0 1 4 7 9 3 6 4 5

短时记忆的容量是非常有限的 《奇妙的七》——Miller （美， 1955 ）：

人的记忆广度为 7±2组块

分组与意义组块 ( 使得短时记忆实际容量增大） 101 000 100 111 001 110 5 0 4 7 1 6

课堂实验

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短时记忆的信息编码

进入短时记忆的信息都已经过编码，编码形式具有抽象性。

语音代码（主要） 视觉代码 语义代码

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语音代码（ AVL单元：听觉＋口语＋言语代码）

实验依据一：回忆错误（ Conrad ， 1963,1964 ） 视觉呈现刺激 CV MN PB；在白噪音背景下听觉呈现刺激，

之后立即按顺序回忆。实验结果：即使是视觉呈现刺激，回忆错误也体现为声音混淆，

发音不相似的字母之间则较少发生混淆 ；两种情况下的混淆矩阵相关性为 0.64 。

即使是视觉刺激，短时记忆中出现形－音转换，以声音形式保存。

实验依据二：阅读课文是借助内部语言的，阅读时即使言语运动器官受到抑制，但喉舌等相关部位的肌电图证明其仍在活动。

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视觉代码 至少存在于短时记忆保持过程的初期；适用于大量的非语言材料

语义代码 不带有任何感觉道的特性，一种与意义有关的代码。实验依据：探测法（ Shulman ， 1970,1971,1972） 视觉呈现 10 个字词组成的字表，再呈现探测词，要求被试进行匹配：同一匹配，同义匹配。

实验结果：同一匹配也会有同义词的混淆，如字表中“美丽”，探测词为“漂亮”，会误认为“漂亮”是字表中的词。

熊燕华

短时记忆的信息提取时间与记忆集中的项目数成正比

实验依据：再认实验（ Sternberg， 1966,1969 ） 相继呈现一些数字作为识记项目 5873 ，再呈现测试数字 8 ，要

求被试确认测试数字是否在识记项目中，记录反应时。更改识记项目数量，重复实验。

实验结果：1. 记忆集的增加导致反应时固定增加一定时间。2. 从短时记忆中提取信息实现再认时，测试项目是与识记项目逐

个比对的。3. 测试项目与记忆集全部比较后才进行决策。解释：比较过程与

决策过程是分开的，决策过程耗时较多，全部比较再一次性判断比每比较后判断一次省事。

RT＝测试项目编码时间＋每比较一次的时间×记忆集大小＋决策反应时间＝ 38N＋ 397（ms ）

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短时记忆具有如下特点：

1. 短时记忆容量有限，只有部分感觉记忆中的信息能进入短时记忆，其记忆广度为 7 个左右，但这七个不是指七个字母或数字，而是指 7 个组块。

2. 短时记忆持续很短时间，约 5s － 1min 。信息被保存在工作记忆或进入长时记忆中的办法是复述，精细复述效果更好。

3. 短时记忆极易受到干扰，新的信息项目很容易将前面的内容挤出短时记忆。

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4. 工作经验中的信息主要是以听觉编码形式来存储的，视觉材料要先转化成声音形式才能进入短时记忆。听觉材料的记忆更快。一个记忆项目可以有不止一个代码，可以是不同代码的叠加。

5. 短期记忆的内容人是意识到的，但是提取所希望的信息要经历一个逐项检索的过程。短时记忆中每增加一个模块，提取某项信息的时间增加 38ms 。

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启发：

避免把信息组合成超过 5 个单元来呈现 把信息分成有意义的、容易区分的单元来呈现 进行将信息组合成单元来回忆的训练 在现代化的自动控制系统中，人所观察到的系统的状态指标等都存在人的短期记忆内。在人机系统中，若过分要求短期记忆就会加重人的心理负荷，造成人为差错。因此设计人机系统时应对人的短时记忆的特点多加考虑。

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长时记忆

长时记忆是保持一分钟以上到几年，甚至于更长时间的记忆。长时记忆的内容是以往信息加工的结果，是从感觉记忆和工作记忆中获得的体验、情感、技能、规则、判断等的仓库，是人对世界和自我的全部知识。

长时记忆比较稳定，具有备用的作用，对人的活动不会增加过多的负担。人的长时记忆的容量很大，几乎是无限的。

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长时记忆类型

1. 情景记忆：保存亲身体验过的特定时间、特定地点的事情，如你最快乐的生日情景。

2. 语义记忆：对概念、语法、数理化公式、法国的首都是巴黎等的记忆。

3. 情景记忆和语义记忆是一个连续体的两端，对特定场景的情景记忆，经过多次重复会被概括成语义记忆。

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长时记忆的信息编码

1. 语义代码（主要） 将信息成功地编码进入长时记忆是相对深度水平加工的结果。为了做到深度加工，人们往往忽略了刺激的物理特征或其他细节，集中在信息的意义方面。在长时记忆中，人们更多地对一般意义或一般的观念编码，而不是去记事物的特定细节。

实验依据：将 24 对联系紧密的单词 (如桌子一椅子、粉笔一黑板等 )打乱次序后组成一个 48 个单词的词表。呈现后让被试自由地回忆这些单词。

实验结果：回忆时，人们把联系紧密的词汇放在一起回忆。而且词表中各对单词之间的联系越紧密，准确再现的比例越高。因此可以，被试在刺激呈现时就已经根据刺激之间的语义联系将它们组织在一起了。

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2. 视觉代码 长时记忆中，人们也将视觉表象编入长时记忆。例如 ,人们能够记住图画的一个原因是，人们对这些刺激同时使用了视觉和语义两种代码进行编码，利用两种代码表征比仅仅使用一种代码在提取时可利用的线索多，所以记忆效果更好。

有些人具有很强的遗觉象或称照片式记忆。他们对所看到的一切几乎都具有自动的、长时的、详细而鲜明的表象。大约百分之五的学龄儿童具有遗觉象，而在成人中几乎没有人具有这种记忆。这种储存详细图像的能力为什么随着年龄的增长而消失，至今还是个谜。

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长时记忆中信息的提取 提取的背景与编码的背景相匹配时最有效。如熟悉的香水味让你回忆起某位女士。

提取形式：1. 回忆：过去经历过的事情以情景或概念形式在头脑中

出现的心理过程。相当于问答题，如 “什么是人因？”

2. 再认：体验过的事情再度呈现时仍能被认识的心理过程。相当于选择题，如“下面哪一个是对感觉记忆特点正确的描述？”

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长时记忆中信息的遗忘

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遗忘原因：消退与干扰

消退理论：遗忘是记忆痕迹得不到强化而逐渐减弱以至最后消退的结果。

干扰理论：长时记忆中信息的遗忘主要是因为在学习和回忆时受到了其他刺激的干扰。一旦干扰被解除 ,记忆就可以恢复。

1. 前摄干扰指巳学过的旧信息对学习新信息的抑制作用；2. 倒摄干扰指学习新信息对已有旧信息回忆的抑制作用。 在长时记忆里，信息的遗忘尽管有自然消退的因素，但主

要是由信息间的相互干扰造成的。一般说来， 先后学习的两种材料越相近，干扰作用越大。

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那么，干扰又是如何导致遗忘产生的呢 ?

许多研究已经证明，儿乎所有长时记忆的遗忘都可归因于某种形式的提取失败。信息间在记忆中的联系依然存在，被干扰所破坏的仅仅是提取信息的能力。

提取线索使我们能够回忆起已经忘记的事情，或再认出储存在记忆中的东西。当回忆不起一件事情时，应该从多方面去寻找线索。

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一个线索对提取的有效性主要依赖于以下条件 :

与编码信息联系的紧密程度

在长时记忆中，信息经常是以语义方式组织的。因此，与信息意义紧密联系的线索往往更有利于信息的提取。例如，触景生情，我们之所以浮想联翩是因为故地的一草一木都紧密地与往事联系在一起，它们激发了昔日的回忆。

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情境和状态的依存性

一般来说，当努力回忆在某一环境下学习的内容时，人们往往能够回忆出更多的东西。因为事实上我们在学习时，不仅将要记的东西予以编码，也会将许多发生在同时的环境特征编入了长时记忆。这些环境特征在以后的回忆中就成为有效的提取线索。环境上的相似性有助于或有碍于记忆的现象叫做情境依存性记忆。

学习时的内在心理状态也会被编人长时记忆，作为一种提取线索，叫做状态依存性记忆。在心情好的情况下 ,人们往往回忆出更多美好的往事；而当人们心绪不佳时，往往更多记起的是倒霉事。

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情绪的作用 个人情绪状态和学习内容的匹配也影响记忆。已有研究表明，心境一致性效应既存在于对信息的编码中，也包含在对信息的提取里。

情绪对记忆的影响强度取决于情绪类型、强度和要记的信息内容。一般来说，积极情绪比消极情绪更有利于记忆，强烈的情绪体验能导致异常生动、详细、 栩栩如生的持久性记忆。此外，当要记的材料与长时记忆中保持的信息没有多少联系时，情绪对记忆的作用最大。这可能是由于在这种情况下情绪是惟一可利用的提取线索。

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回答前面的问题 为什么在你面前短暂出现又迅速消失的画面仿佛

还在面前浮现？ 为什么对着电话本默读了几遍的号码在打完电话

后又忘记了？ 为什么有些人每天都在寻找自己忘记放在哪的钥

匙？ 为什么对于某些事情，在十几年后你还能准确地

描述当时的情景？ 什么样的任务不会超过人的记忆能力极限？

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再次回忆前面的卡通画

1. 最上面中间的男士在干什么？2. 中间的圣诞老人手上拿着什么？3. 右下角的妇女手上的雨伞的手柄钩是弯

向左还是右？

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参考资料

1. 理查德·格里格等著，王垒等译，《心理学与生活（第 16版）》，人民邮电出版社， 2003年，第一版。

2. 朱滢主编，《实验心理学》，北京大学出版社，2000年，第一版。

3. Mark S. Sanders, Ernest J. Mccormick主编，《工程和设计中的人因学》，清华大学出版社，2002年，第一版（影印版）。

4. 王甦，汪圣安主编，《认知心理学》，北京大学出版社， 1992年，第一版。

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思考题

1. 查阅相关书籍，试讨论如何提高人的长时记忆效率。

2. 根据人的记忆特点，你该如何改变自己的学习习惯。

3. 思考在设计人－机环境系统时，需考虑哪些人的注意特性，这些注意特性怎样影响系统中人机交互的设计。

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第十章 人的信息处理系统

我们知道无论自己身处何种环境，来自于身体自身或外界环境的刺激因素（即信息）总是由感觉器官接收，然后由大脑处理。那么人类究竟是如何接收、处理信息的，人的心理活动会对此产生什么影响呢？

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第一节 人的信息处理系统模型

信息输入——

感知觉系统

信息处理——

中枢信息

处理系统

信息输出——

反应系统

在信息经过这三个阶段时几乎都离不开注意。人的注意资源量是有限的，假如有些阶段的信息处理占用了较多的信息资源，那么其他阶段能分配到的就比较少，它们处理信息的效率就会因此而降低。

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感知觉系统

人的信息处理的第一个阶段是感知觉。在这一阶段人通过各种感觉器官接受外界的信息，然后与贮存在大脑中的信息比较，也即是对外界刺激进行编码。编码使得外界信息变成为人的信息处理中心可以识别的形式。然后把这些信息传递给中枢信息处理系统。编码完成后，感觉器官的特征就消失了。

感觉内部有存贮器，以便在中枢信息处理系统未接受感觉信息之前把这些信息先暂时存贮一段时间，通常在1-2 秒钟之内。若在这段时间内信息还无法进入中枢信息处理系统，则信息就在这里消失掉。

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中枢信息处理系统（认知系统、决策系统）

中枢信息处理系统也被称作认知系统或决策系统。在这里人对获得的信息进行编译、整理、选择、决定采取什么行动。

这期间要不断地与人的记忆发生联系，接受从感知系统传入的已经编码的信息并存入工作记忆中，同时从长时记忆中提取以前存入的相关信息以进行综合分析和判断，作出如何反应的决策，将指令传输给反应系统。

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人的信息处理能力对人的决策能力的限制：

(1) 人的计算能力是十分有限的。例如很少有人能在不用笔的情况下可以准确地算出 3456×3456 等于多少。

(2) 工作记忆的限制。在人进行决策的过程中，有大量的信息需要临时存放在工作记忆里，人的短时记忆的能力是非常有限的，这就造成大量的信息的丢失，也影响人的决策。

(3) 长时记忆的限制。在进行决策的过程中，人需要从长时记忆中取出必要的信息。虽然人的长期记忆的容量是无限的，但这并不能保证人的记忆中已经有决策需要的一切信息。

(4) 速度很慢。 心理学试验表明，人的大脑进行一个单位的运算，大约需要 0.1 秒。这个速度显然是非常慢的。 在时间压力比较紧迫的情况下， � 大脑只能通过“偷工减料”来完成任务，这也影响人的决策效果。

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反应系统 反应系统执行中枢信息系统发出的命令，产生人的信

息处理系统的输出。 人的主要的信息执行器官有手、脚、口甚至眼神等。我们可以将输出方式分为言语输出和运动输出两种。

一般认为 , 人的反应是多渠道的 , 即同时可以做一件以上的反应，如我们可以边走路边说话。但是如果反应需要中枢处理系统进行反馈控制 , 则反应就变成单通道了 , 这主要是受中枢信息处理系统的限制。

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第二节 人的反应时与运动时反应时研究的起源 1796年格林尼治天文台台长发现其助手观察星体通过子午

线的时间比自己慢 1s ，且几经提醒，数月后误差仍不见减少。台长认为他“师心自用，不依法行事”，将其解雇。

当时的观测方法是采用德天文学家 Bessel 的“眼耳法”：观测者先看秒表读数，然后在观察星体的同时耳听钟摆声来计秒，以确定星体通过时间。 Bessel 的研究发现指出不同人之间存在着基本固定的反应时间差异。

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从汽车驾驶者发现障碍，到完成一定操作，例如转动转向盘急速转向避让，或脚踩制动器立即制动，这段时间实际上由两个时间段构成：第一个时间段是感知的时间，称为反应时；第二个时间段是动作的时间，称为运动时。从外界刺激呈现到人对刺激作出反应需要一定的时间。人机系统中其他各种操作的时间均由这样两部分构成。

从刺激呈现到反应开始的时间间隔称为反应时（反应潜伏期）。

从反应开始到反应结束的时间间隔称为运动时。 信息输出的快慢取决于反应时与运动时。

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反应时

反应时实际上就是知觉过程经历的时间：感觉器官接收外界刺激，刺激经由传人神经传至大脑神经中枢，神经中枢综合处理发出反应指令，指令经由传出神经传至肌肉，直至肌肉收缩开始反应运动。

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反应时类型 简单反应时： 刺激与对应的反应只有一个，多次重复都是一样的，不需

识别和选择。辨别反应时： 如果呈现的刺激可能多于一种，要求刺激接受者只对其中

特定刺激作出反应，而对其他刺激不作反应，且即将出现哪种刺激事先并不知道。

选择反应时： 可能呈现的刺激不止一种，多种刺激与多种反应一一对应，

且即将出现哪种刺激事先并不知道，刺激出现时，需要识别和选择。

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一般来说，三种反应时中，简单反应时最短，辨别反应时次之，而选择反应时因为既要辨别刺激种类，又要确定相应的反应形式，所以时间最长。辨别反应时和选择反应时都随可能呈现的刺激数目增多而延长。

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影响反应时间长短的因素

刺激类型 刺激强度 刺激的对比度 人的主体因素

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刺激类型（接受刺激的感觉器官）与反应时 触觉 117—183ms 听觉 120—182ms 视觉 150—225ms 冷觉 150—230ms 温觉 180—240ms 嗅觉 210—390ms 味觉 308—1082ms 痛觉 400—1000ms

同种刺激作用于通道的不同位置也会导致反应时不同。光刺激作用于中央凹时反应最快。触觉反应时与接受刺激的人体部位有关，脸部、手指的反应时短，腿部、脚部的反应时长。

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同种通道但刺激性质不同也会导致反应时不同，如味觉对咸的反应时最短，对苦的最长。

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强度增大反应时缩短。

刺激很弱、刚刚达到阈值的条件下，反应时比正常值长得多；随着刺激强度加大，反应时逐渐缩短，但变化越来越小；到达一定的刺激强度以后，反应时就基本稳定不再缩短了。

刺激强度与反应时

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反应时还受刺激出现的清晰度、刺激量值与背景量值对比度的影响。信号清晰，和背景的对比度合适都会缩短反应时。

　　

刺激对比度与反应时

颜色对比 白一黑 红一绿 红一黄 红一橙

简单反应时／ms

197 208 217 246

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1. 刺激时间的增长和刺激面积的增大使得反应时减短。

2. 复合刺激比单一刺激的反应时短（光 +声＞光）3. 是否有预备信号4. 对于选择反应时和辨别反应时，信息量越大、刺

激物之间的差别越小、信号发生频率越快，反应时越长

其它刺激因素

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先天性的个体差异：素质、性别、个性 机体状态：年龄、健康状况、疲劳状况、生理节律、

机体对环境的适应、准备状态、动机、情绪 培训程度 效应器官：如手比脚的反应快，所有紧急制动装置

应由手控制。

人的主体因素

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影响选择反应时间长短的因素：

希克 反应时间与可供选择的反应的数目及它发生的概

率有关，可供选择的反应的数目越多 , 人的反应就越慢 , 某一反应发生的概率越低 , 当它发生后人的反应也就越慢。

RT=K*I 式中 , RT 是反应时间 , I是反应中所传递的信息量，K 是一个常数，约为 0.15 ，可以用来评估人的能力。

希克 -海曼定律

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海曼 RT=A+K*LOG(N) 这时 A是一个参数 , 这个参数反映人的感觉和运动反应时间 , 大量实验结果表明这个参数值在0.1-0.2 秒之间 , N是可供选择的反应的数目 , RT和 K 与希克公式中的意义相同 , 按海曼公式 , K约为 0.1 秒。

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卡德对上面的结论及其它研究成果进行了总结 , 提出了一个MHP模型。根据MHP, 人的感觉时间为 0.1 秒左右，人的一个单位信息的决策时间为 0.07 秒左右，一个运动反应时间为 0.07 秒左右。

因此一个简单的反应时间应为 0.17 秒左右，一个选择反应 ( 含两项选择 )的时间为 0.24 秒左右。

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启发： 要缩短反应时间，应尽量选择能由反应时间较短的

感觉器官接收的刺激信号，或能同时由两个以上感觉器官接收。这也正是告警信号多为听觉刺激的原因。

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运动时的时间组成：神经传导时间、肌肉活动时间及两者交互的时间等部分。

反应时和运动时之间没有显著的相关性。

运动时

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1. 人体运动部位2. 运动操作形式3. 阻力、难度4. 运动距离、方向、轨迹5. 操作要求、准确度

•运动时的影响因素

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人体各部位的最高运动频率

运动部位

运动形式

最高频率

运动部位 运动形式 最高频

率小指 敲击 3.7 手 旋转 4.8

无名指 敲击 4.1 前臂 伸屈 4.7

中指 敲击 4.6 上臂 前后摆动 3.7

食指 敲击 4.7 脚 以脚跟为支点蹬踩 5.7

手 拍打 9.5 脚 抬放 5.8

手 推压 6.7

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人体运动部位 运动形式和条件 最少平均时

间／ ms

手

直线运动抓取曲线运动抓取极微小的阻力矩旋转有一定的阻力矩旋转

70

220

220

720

腿脚向前方、极小阻力踩踏向前方、一定阻力踩踏向侧方、一定阻力踩踏

360

720

720～ 1460

躯干向前或后弯曲向左或右侧弯

720～ l620

1260 返回

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定位运动速度与 运动方向右手在水平面内 8 个方向上运动时间的对比

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费茨定律

人的手的运动时间与运动距离、要求的准确程度有关 , 可以用下式表示 :

MT=K*LOG(2*D/W) 式中MT 是手的运动时间，单位是秒， D

是运动距离，W是目标的宽度 , K 是一个常量，约为 0.1 。费茨定律从提出以来经过了广泛的验证，证明是准确的。

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运动轨迹与运动速度

1)人手在水平面内的运动快于铅垂面内的运动；前后的纵向运动快于左右的横向运动；从上往下的运动快于从下往上；顺时针转向的运动快于逆时针转向。

2)人手向着身体方向的运动 (向里拉 )比背离身体方向的运动 (向外推 ) 准确度高。多数右利者右手向右的运动快于左手向左运动，多数左利者左手向左的运动快于右手向右运动。

3)单手可以在此手一侧偏离正中 60°的范围之内较快地自如运动，而双手同时运动，则只在正中左右各 30°的范围以内能较快地自如运动。正中方向及其附近是单手和双手能较快自如运动的区域。

4)连续改变方向的曲线运动快于突然改变方向的折线运动。

返回

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盲目定位运动准确性与方位

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启发：

1. 分析影响反应效率的因素，以提高反应速度，从而提高监视作业水平。

2. 流水生产作业速度设定要考虑人的反应时间。

3. 特殊作业人员的选择需要对反应时等进行测试。

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参考资料

1. 理查德·格里格等著，王垒等译，《心理学与生活（第 16版）》，人民邮电出版社， 2003年，第一版。

2. 朱滢主编，《实验心理学》，北京大学出版社，2000年，第一版。

3. Mark S. Sanders, Ernest J. Mccormick主编，《工程和设计中的人因学》，清华大学出版社，2002年，第一版（影印版）。

4. 廖建桥，人因学讲义，华中科技大学， 1999年。

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思考题

1. 人的信息处理能力会对决策的准确性和速度有什么影响？

2. 结合各种感觉通道的反应时的不同，思考人机系统中各种信号的呈现形式。

3. 查阅相关资料，学习如何测量反应时和运动时。