一般而言,人机工程学采用科学方法研究人、机、环境三大要素之间的关系。 根据研究内容和对象以及研究问题的性质不同,需要采用不同的研究方法。人机工程学的研究方法很多,基本可以分为三大类:观察法、实验法和相关分析法。
福特使用动作捕捉软件来辅助汽车设计的汽车,通过使用收集现场的人体动作来使得以往不精确的数据变得更加精确。这项技术已经在视频游戏和电影行业得到了广泛的应用,它能够让福特的工程师知道人们在车内将会是怎么运动的,希望借此软件设计出更符合人机工程学的产品。
2. 1. 观察法和描述研究
观察是指在某一特定时间内或特定事件发生时,观察“被观察者”自然表现的行为和言语。 观察可用于实验研究,即通过观察评估一个变量的变化。 观察技术的基本原则是:明确定义所观察的行为类别、训练数据收集人员保证观察的一致性、对行为进行系统的和有代表性的抽样,例如,所观察的坐姿不安宁身体移动可以定义为,头部的平均移动次数和腰部平均移动次数。
观察作为一门实验技术必须超越常识,获得具有一定效度和普遍性的资料。 2. 2. 实验法
实验法的基本原则是:在其他变量C被妥善控制的情况下,实验者系统地改变某一变量A,然后观察A的系统变化对另一个变量B的影响。
变量A被称为实验变量,变量B被称为因变量,变量C被称为控制变量。 采用实验法进行科学研究的最大优势是:实验所表达的是一种自变量与因变量之间的因果关系,而因果关系的系统,可以清楚地描述、解释和预测各种现象,并且获得支持或反对某一理论的事实证据。当然,实验法是在有控制的条件下完成的,实验结果是有条件的,这与事物的自然状态和复杂性不可同日而语。
教学楼的采光对教学的影响 实验变量-----光线
因变量-----对教学活动的影响
控制变量-----噪音
2. 3. 相关研究法
基本原则是:在尽可能自然状态下,确定两个以上的变量之间的统计关系。相关研究广泛运用于自然科学和社会科学的研究领域,尤其是“心理和社会测量理论”领域。 与实验法所不同的是,相关研究中并不需要系统地改变某一变量,而是尽可能地使所有变量保持其“自然状态”,避免人为因素的干扰。 相关与因果
相关只说明变量之间存在某种联系,不能充分说明变量之间的因果关系,这是相关研究法与实验法的重要不同之处。相关关系虽不能说明变量之间的因果关系,但仍然具有描述和预测的能力,这一点在心理和社会测量中是非常重要的。
例如,研究者可以考察父亲身高与儿子身高之间的相关关系,确定两者是否相关。这样的相关研究显然无法从因果关系的层面说明,父亲身高是通过怎样的方式(比如遗传因素)影响儿子身高,但是了解这种相关性,也是描述和预测儿子身高的重要科学依据。当然,有研究认为,相关虽不能从逻辑上直接说明因果关系,但相关的一些更复杂的方法可逼近因果关系。 3. 以人为中心的设计研究方法 3. 1. 经典研究方法 访谈法和问卷法
以人为中心的设计研究的访谈法和问卷法是一种测量人们的态度、看法、感受和体验的方法,有一整套测量的原则和明确的科学目的,不同于日常的“聊天”和“交谈”。 1.访谈法(interview)
是通过访问从访问对象那里获得信息的一种方法,即研究者通过与研究对象的交谈来收集有关对方心理特征与行为的数据资料的研究方法。面对面访谈、电话访谈或电子访谈(如电子邮件)等都是访谈法的方式,其中面对面的访谈是直接访谈,访谈者不仅可以获得言语交流信息,还可以观察到被访者的非言语信息。
访谈法按照其提问和回答的方式或者根据事先对问题和回答方式的规定程度,又可以分为“结构化方式”(选择题)和“非结构化方式” (自由问答),甚至所谓“半结构访谈”。 2.问卷法(questionnaire) 是通过书面形式、以严格设计的心理测量项目或问题,从被问对象那里获得信息的一种方法。问卷法的问卷按其对回答方式的限定分为:结构问卷与非结构问卷。 例如有两个问题:
a)你对╳╳公司的汽车设计风格有什么看法?——非结构问卷题
b) 你认为╳╳公司的汽车设计风格属那种风格? □ 豪华 □ 运动 □ 越野 ——结构问卷题。
问卷法的基本研究目的大体可以分为以下几种: 了解或探索(Exploration) 描述(Description)
解释(Causal explanation)
验证假设(Hypothesis Testing) 评价(Evaluation) 3. 2. 过程性研究方法
过程性研究方法偏重于认知过程和行为过程的研究。 口语分析法——偏重于认知过程的研究,任务分析法——偏重于人机系统的行为过程的分析和研究。
1.口语分析法(Protocol Analysis)
简称PA法,口语分析实验也称为“有声思维”(thinking aloud)实验,是一种通过分析被试的口语报告获取被试认知活动信息的一种方法。
口语分析法要求被试在解决某一问题或者做出判断与决策时,根据问题的特点和要求,报告自己的思考与分析过程,要求边考虑边报告,尽可能说出所有细节, 使用可以描述头脑中思维活动的语句说出他的思维活动。同时,对口语报告进行实时录音或录像,尽量捕捉更详细的过程信息。通过对口语报告和相关记录进行的处理、分析和讨论,可以发现思维活动的认知规律,得到相关数据。 2.任务分析
对人员按照系统规定,完成指定任务的周期中的人的作业行为分析。
主要研究内容包括:任务的启动信号(如感觉刺激以及感觉通道等)、作业活动(如反应行为、决策等)、任务的技能水平、知识、人为失误(如操作失误)和系统的失效,即任务开始的信号、任务的行为过程、任务要求的技能和知识、任务中可能的人为失误和任务失败的后果。
任务分析中的一个重要的概念就是关键任务(key task)。关键任务通常是指系统的操作周期中,人的作业流程具有明确起始点和结束点的一个流程段。一个任务通常可以分解为若干个关键任务,如果关键任务不能按照系统的要求完成,则整体系统的任务流程不能继续,导致系统失效。
动感相册设计中的页面流程
3. 3. 创新性研究方法 1.工作坊
工作坊是一个研讨机制,在集中的时间内,一组专家或与问题有关的人员,交换创意、发表和演示某种技术、技能等。工作坊强调交流,强调短时间、高强度的研讨问题。 工作坊可以说是一种思维的“游戏”,其过程和结果同样具有启发意义。通常,工作坊可以获得对某个命题的深度信息和启发进一步研究的思路。 2.用户参与性研究
用户参与性研究是一种获取用户的认知信息和用户知识而提出的研究方法。 用户参与的概念是研究复杂人机交互系统时提出的和被广泛运用的研究方法,对于消费类产品的参与性研究也可分为:产品阶段的参与性设计研究和商品阶段的参与性设计研究。 3.意象尺度图法
意象尺度图方法属于人体工程学领域中涉及心理学范畴的研究内容,该方法在产品形态和色彩的风格分析、流行趋势等实际应用中发挥着重要作用。
形容词的选择是意象尺度法的基础,一般常使用一些带有感情色彩的表情词: 意象尺度法是通过数理统计方法,如因素分析法和主成分分析法等,把原来的多维空间的问题“降维”至两维或者三维问题。
标志的意象尺度图
第三章 . 人体尺寸与作业空间
1.人体测量学是一门用测量方法研究人的体格特征的科学;
2.尺度是基于人体尺寸的一种关于物体大小或空间大小的心理感受; 3.人体尺寸分布、均值、标准差 4.百分位
5.人体尺寸的统计特征; 6.应用人体尺寸的原则
7.坐姿作业、立姿作业和坐立交替作业; 8.座椅设计的人体工程学原则。 1. 人体尺寸与尺度 1. 1. 概念
尺寸是指沿某一方向、某一轴向或围径测量的值。人体尺寸指用专用仪器(如马丁式人体测量仪)在人体上的特定起点、止点或经过点沿特定的测量方向测得的尺寸。
为了获得准确地人体尺寸参数,进行人体(活体)尺寸测量时,有两个基本要求:一是标准化的测量条件,即测量姿势的规定、测量方向的规定和测量量度(尺寸术语)的规定等;二是标准化的测点和测量项目。测点是指人体表面上的测量标志点,以骨骼和软体部为基准。 尺度是基于人体尺寸的一种关于物体大小或空间大小的心理感受,也可以说,尺度是一种心理尺寸。古希腊哲学家普罗泰哥拉的名言说“人是万物的尺度”(Man as the measure of all things)。
尺度是一个相对的概念,一种相对的感觉,或者可以说是一种比例上的关系。 尺寸是客观的,尺度是主观的。“美”产生于尺度关系。所以,尺寸是物理层面的人机工程学问题,而尺度是认知和感性层面的人机工程学问题。 1. 2. 人体尺寸的统计特征 每一个身高人体测量按照测量对象不同可以分为两类: 值对应一个对个别人进行测量,如对宇航员做专门测量和专门设计; 被测人数,对群体的测量,例如对某地区所有男性青年的测量。 即该身高的1. 抽样 频次。 对群体的测量,需要进行人口抽样。
抽样就是从所研究的对象的总体中随机的抽取一小部分人进行人体测量,从而对总体的人体尺寸作出估计的一种统计调查方法。
2. 分布 身高正态分布曲线 分布是一个统计概念。可以说一组测量值就确定一个分布(distribution)。顾名思义,人体尺寸分布就是人体尺寸的测量项目的各个值呈一定频次出现。 3.均值/标准差
均值表示分布的集中趋势,即测量值聚集于均值的趋势;
标准差表示分布的离中趋势,即测量值沿均值扩散的趋势,标准差越大分布曲线越平缓。 标准差的含义
标准差越高,表示实验数据越离散,也就是说越不精确,反之,标准差越低,代表实验的数据越精确。 均值与标准差
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