1、第三章 人的信息加工第1頁(yè)/共49頁(yè)主要內(nèi)容 第一節(jié) 人的信息加工過(guò)程模型 第二節(jié) 人的信息接受與傳遞 第三節(jié) 人的信息中樞加工 第四節(jié) 人的信息輸出第2頁(yè)/共49頁(yè)第一節(jié) 人的信息加工過(guò)程模型信息輸入 信息輸出刺激感覺(jué)過(guò)程知覺(jué)過(guò)程思維決策執(zhí)行過(guò)程反應(yīng) S R第3頁(yè)/共49頁(yè)主要內(nèi)容 第一節(jié) 人的信息加工過(guò)程模型 第二節(jié) 人的信息接受與傳遞 第三節(jié) 人的信息中樞加工 第四節(jié) 人的信息輸出第4頁(yè)/共49頁(yè)第二節(jié) 人的信息接受與傳遞 一、人的信息接受 （一）感受器與信息輸入 （二）人的信息接受能力 二、人的信息傳遞 （一）信息量計(jì)算 （二）信息傳遞量的計(jì)算 （三）信道容量第5頁(yè)/共49頁(yè)1.1 感

2、受器與信息輸入第6頁(yè)/共49頁(yè)1.2 人的信息接收能力 人的各種感受器是性能上有較大局限的信息接收器第7頁(yè)/共49頁(yè)2.1 信息量計(jì)算 預(yù)測(cè)或判斷的正確性： （1）事件發(fā)生的概率 （2）掌握事件的信息多少 信息量：預(yù)測(cè)某一事件發(fā)生 需要獲得信息的量 單位：比特（bit） 信息獲得的過(guò)程，被看作是二擇一的選擇過(guò)程第8頁(yè)/共49頁(yè) 等概率事件的信息量 Hlog2n H表示信息量，n為事件包括的子事件數(shù) 每個(gè)子事件的信息量 Hi=1/n(log2n) =pilog2pi Hi子事件信息量，pi1/n 子事件發(fā)生的概率 非等概率事件的信息量 Have= pilog2pi = pilog2(1/pi)

3、= log2N1/n ni log2 ni 第9頁(yè)/共49頁(yè) 等概率事件的信息量 Hlog2n 如：A, B, C, D 等概率，總試驗(yàn)20次， 5 5 5 5 則n=4(子事件數(shù)目), Hlog24 =2？(1) A, B, C, D 等概率，總試驗(yàn)12次 3 3 3 3？(2) A, B, C, D 等概率，總試驗(yàn)16次 4 4 4 4？(3) A, B, C, D, E 等概率，總試驗(yàn)20次 4 4 4 4 4第10頁(yè)/共49頁(yè) 非等概率事件的信息量 Have=pilog2(1/pi) = log2N1/Nni log2 ni 如： A, B, C, D 出現(xiàn)的次數(shù) ni 2 3 4 1

4、1 則pi： 1/2 1/3 1/4 1/11 N= 2+3+4+11=20 Have=1/2 log2(2) 1/3 log2(3)1/4 log2(4)1/11 log2(11)或 =log2201/20 (2log22 +3log23 +4log24 +11log211)第11頁(yè)/共49頁(yè)2.2 信息傳遞量的計(jì)算 信息傳遞關(guān)系： 刺激系列-反應(yīng)系列 (S-R) (1) 完全傳遞 每個(gè)刺激都引起對(duì)應(yīng)的每一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)完全正確 (2) 完全沒(méi)有傳遞 每一個(gè)刺激都得不到相應(yīng)的反應(yīng)，反應(yīng)與刺激完全對(duì)不上號(hào) (3) 部分傳遞 部分刺激得到正確的反應(yīng)第12頁(yè)/共49頁(yè)H(S)刺激信息量H(R)反應(yīng)信

5、息量 H(S/R)疑義度 刺激發(fā)出的信息中沒(méi)有正確傳遞到反應(yīng)的信息量 H(R/S)模糊度、混淆度 反應(yīng)信息不是由刺激信息傳遞而獲得的信息量 H(S,R)刺激與反應(yīng)聯(lián)合的信息量 T(S,R)刺激與反應(yīng)間有效傳遞的量(傳遞量)第13頁(yè)/共49頁(yè)2.2.1 完全傳遞 H(S)=H(R)=H(S,R)=T(S,R) H(S/R)=H(R/S)=0 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S)第14頁(yè)/共49頁(yè)2.2.2 完全沒(méi)有傳遞 H(S)=H(S/R) H(R)=H(R/S) T(S,R)=0 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =

6、H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S)第15頁(yè)/共49頁(yè)2.2.3 部分傳遞 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S)第16頁(yè)/共49頁(yè)2.2 信息傳遞量的計(jì)算 T(S,R)=H(S)+H(R)H(S,R) 或 =H(S)H(S/R) 或H(R)H(R/S)第17頁(yè)/共49頁(yè) Have= pilog2pi 刺激平均信息量 H(S)=P(Si) log2P(Si) 反應(yīng)平均信息量 H(R)=P(Ri) log2P(Ri) 刺激與反應(yīng)聯(lián)合信息量 H(S,R)=P(Si ,Ri) log2 P(Si ,Ri) 平均刺激疑義度 H(S/R)

7、=P(Ri) P(Si /Ri) log2 P(Si /Ri) 平均刺激模糊度 H(R/S)=P(Si) P(Ri /Si) log2 P(Ri /Si) 第18頁(yè)/共49頁(yè)2.3 信道容量 信道容量 人的傳信通道在單位時(shí)間（秒）內(nèi)所能傳遞的最大信息量 信息輸入通道 視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、觸覺(jué)等 信息輸出通道 信息從大腦傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)器官（手、足、口等） 各種信道的傳信能力有明顯差異 第19頁(yè)/共49頁(yè) C =（n log2N)/ T C為傳信容量， N為辨認(rèn)的刺激數(shù)目， n為單位時(shí)間內(nèi)能作出正確反應(yīng)的刺激數(shù)目 T為對(duì)一個(gè)刺激作出正確辨認(rèn)反應(yīng)的時(shí)間第20頁(yè)/共49頁(yè) 人的各種感覺(jué)信道容量有明顯差

8、異 同一性質(zhì)的感覺(jué)中，信道容量因刺激維度不同而變化 多維復(fù)合刺激的信道容量要比單位刺激大第21頁(yè)/共49頁(yè)主要內(nèi)容 第一節(jié) 人的信息加工過(guò)程模型 第二節(jié) 人的信息接受與傳遞 第三節(jié) 人的信息中樞加工 第四節(jié) 人的信息輸出第22頁(yè)/共49頁(yè)第三節(jié) 人的信息中樞加工 一、知覺(jué)的信息加工 二、記憶的信息加工過(guò)程 三、思維與決策過(guò)程第23頁(yè)/共49頁(yè)1 知覺(jué)的信息加工1.1 整體加工與局部加工的關(guān)系1.2 自上而下加工與自下而上加工的關(guān)系第24頁(yè)/共49頁(yè)2 記憶的信息加工過(guò)程2.1 信息存貯2.2 信息提取第25頁(yè)/共49頁(yè)3 思維與決策過(guò)程第26頁(yè)/共49頁(yè)主要內(nèi)容 第一節(jié) 人的信息加工過(guò)程模型

9、第二節(jié) 人的信息接受與傳遞 第三節(jié) 人的信息中樞加工 第四節(jié) 人的信息輸出第27頁(yè)/共49頁(yè)第四節(jié) 人的信息輸出 一、人的信息輸出形式 二、信息輸出的速度 三、信息輸出的準(zhǔn)確性第28頁(yè)/共49頁(yè)1 人的信息輸出形式 手足運(yùn)動(dòng) 口頭言語(yǔ) 軀體運(yùn)動(dòng) 面部表情 眼神變化第29頁(yè)/共49頁(yè)2 信息輸出的速度 2.1 反應(yīng)時(shí) 影響選擇反應(yīng)速度的因素 定位運(yùn)動(dòng)速度 重復(fù)運(yùn)動(dòng)速度第30頁(yè)/共49頁(yè)2.1 反應(yīng)時(shí) 反應(yīng)時(shí): 刺激出現(xiàn)到作出反應(yīng)所花的時(shí)間，從信息輸入至信息輸出所花費(fèi)的時(shí)間 刺激出現(xiàn)大腦中樞反應(yīng)開(kāi)始-反應(yīng)結(jié)束 分為兩部分： (1) 從刺激開(kāi)始至反應(yīng)開(kāi)始之間的時(shí)間，潛伏期，反應(yīng)時(shí) (2) 從反應(yīng)開(kāi)始

10、到反應(yīng)完成的時(shí)間，反應(yīng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間第31頁(yè)/共49頁(yè)2.2 影響選擇反應(yīng)速度的因素 2.2.1 刺激通道 2.2.2 刺激強(qiáng)度 2.2.3 刺激出現(xiàn)時(shí)的不確定程度 2.2.4 操作者內(nèi)部狀況第32頁(yè)/共49頁(yè)刺激項(xiàng)目數(shù)對(duì)選擇反應(yīng)速度的影響 Merkel的研究 給被試 呈現(xiàn)阿拉伯?dāng)?shù)字1 2 3 4 5和羅馬數(shù)字共10個(gè)刺激，分別由左、右手的不同手指作出反應(yīng)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：逐漸地增加需要選擇的刺激（從1到10個(gè)），反應(yīng)時(shí)也逐漸增長(zhǎng) 刺激每增加1倍所引起的反應(yīng)時(shí)增加量接近恒定 第33頁(yè)/共49頁(yè) (1) 概率相同， Hick, Hyman提出公式： RT=a+blog2 N =a+blog2(1/p) a

11、,b 為常數(shù)，N為刺激數(shù)目，P為各刺激出現(xiàn)的概率 (2) 概率不同： RT =a+b log2(1/pi) 上述公式的缺陷： 不能確切反映 反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況，因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)還受反應(yīng)準(zhǔn)確性的影響。 如果要求盡可能快地反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)明顯縮短，錯(cuò)誤數(shù)隨之增加第34頁(yè)/共49頁(yè)選擇反應(yīng)速度與信息量的關(guān)系 Hick借助信息論的研究成果，發(fā)現(xiàn)： 只要實(shí)際傳遞的刺激信息量相同，選擇反應(yīng)時(shí)基本恒定。 理由： 反應(yīng)加快反映錯(cuò)誤數(shù)的增加傳遞信息量下降 RT =a+b HT (Hick-Hymans Law) HT為實(shí)際傳遞的信息量 關(guān)系體現(xiàn)： RTHT (1) 數(shù)值 變小 變小 (2) 意義 變快 下降第35頁(yè)/共

12、49頁(yè)希克-海曼定律的幾點(diǎn)說(shuō)明 1 子集效應(yīng) 2 刺激分辨性效應(yīng) 3 重復(fù)效應(yīng) 4 刺激-反應(yīng)兼容性效應(yīng)第36頁(yè)/共49頁(yè)a 子集效應(yīng) 選擇反應(yīng)時(shí)實(shí)驗(yàn)（依次進(jìn)行） 刺激 1和2 N=2 刺激 1到8 N=8 刺激 2和7 N=2 結(jié)果：第一種情況反應(yīng)時(shí)小于第二種情況，第三種情況反應(yīng)時(shí)介于前兩者之間 推論：第三種情況是第二種情況的子集，在反應(yīng)中被試根據(jù)整個(gè)集合進(jìn)行選擇第37頁(yè)/共49頁(yè)b 刺激分辨性效應(yīng) 分辨率與傳遞的刺激信息無(wú)關(guān)，且分辨率大小取決于刺激總特征中有差異的特征數(shù)目比例，與特征的絕對(duì)數(shù)關(guān)系不大 3和5 421693和421695 推論：在設(shè)計(jì)中將刺激的相同特征去掉提高分辨性第38頁(yè)/

13、共49頁(yè)c 重復(fù)效應(yīng) 實(shí)驗(yàn) 三項(xiàng)刺激：ABC 兩項(xiàng)反應(yīng)：R1和R2 A或B進(jìn)行R1反應(yīng) C進(jìn)行R2反應(yīng) 結(jié)果：在連續(xù)兩次反應(yīng)中，AA的反應(yīng)時(shí)比BA的反應(yīng)時(shí)短，BA的反應(yīng)時(shí)比CA的反應(yīng)時(shí)短 說(shuō)明：刺激重復(fù)和反應(yīng)重復(fù)都能縮短第二刺激的反應(yīng)時(shí) 兩個(gè)例外 兩個(gè)刺激間隔時(shí)間長(zhǎng) 被試對(duì)變換刺激反應(yīng)更快 打字等重復(fù)同一刺激或同一只手重復(fù) 速度變慢第39頁(yè)/共49頁(yè)d 刺激-反應(yīng)兼容性效應(yīng) 視覺(jué)刺激：手控反應(yīng)快 聽(tīng)覺(jué)刺激：言語(yǔ)反應(yīng)快第40頁(yè)/共49頁(yè)2.3 定位運(yùn)動(dòng)速度n定位運(yùn)動(dòng)：人的手或足從一個(gè)位置移到另一個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)n定位運(yùn)動(dòng)速度：以手或足到達(dá)定位目標(biāo)所需的時(shí)間表示nFitts(1954)發(fā)現(xiàn)：定位運(yùn)動(dòng)所

14、需時(shí)間隨目標(biāo)距離增大而增長(zhǎng)，隨目標(biāo)寬度增加而縮短 （費(fèi)茨定律） MT為定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間，a和b為常數(shù)，D為目標(biāo)距離，W為目標(biāo)寬度 log2(2D/W)為運(yùn)動(dòng)難度系數(shù)(ID)第41頁(yè)/共49頁(yè)(1) 定位運(yùn)動(dòng)的潛伏反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系 兩個(gè)時(shí)間相互獨(dú)立 增加ID(log2(2D/W)，只增加運(yùn)動(dòng)時(shí)間，對(duì)潛伏反應(yīng)時(shí)沒(méi)有影響(2) 定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間受運(yùn)動(dòng)方向的影響 要求被試從中心起點(diǎn)向8個(gè)方向（左右、上下）進(jìn)行距離為40厘米的定位運(yùn)動(dòng) 結(jié)果：從左下到右上的定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短第42頁(yè)/共49頁(yè)2.4 重復(fù)運(yùn)動(dòng)速度 主要特征：不斷重復(fù)某個(gè)動(dòng)作或某一組動(dòng)作 旋轉(zhuǎn)速度的影響因素：優(yōu)勢(shì)手、旋轉(zhuǎn)阻力，旋轉(zhuǎn)半徑 手指敲擊

15、速度，不同手指間差異很大 運(yùn)動(dòng)方向、距離對(duì)重復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的影響第43頁(yè)/共49頁(yè)3 信息輸出的準(zhǔn)確性3.1 定位運(yùn)動(dòng)精確性3.2 盲目定位運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性3.3 速度準(zhǔn)確性互換特性第44頁(yè)/共49頁(yè)3.1 定位運(yùn)動(dòng)精確性n3.1.1 快速定位運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性 Schmidt研究了短于200毫秒的定位運(yùn)動(dòng) 定位準(zhǔn)確性以運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)（達(dá)及點(diǎn)）分布的標(biāo)準(zhǔn)差為指標(biāo) 結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)準(zhǔn)確性提高 運(yùn)動(dòng)距離增加準(zhǔn)確性下降 （史密特定律） Wa為運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)分布的標(biāo)準(zhǔn)差，D為運(yùn)動(dòng)距離，MT為運(yùn)動(dòng)時(shí)間， a, b 為常數(shù) 大量研究表明，史密特定律反映了快速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律， 即定位運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性取決于運(yùn)動(dòng)速度(D/MT) 第45頁(yè)/共49頁(yè) 3.1.2. 用力要求與施力準(zhǔn)確的關(guān)系 在固定的距離下，較快的運(yùn)動(dòng)要求有較大的起動(dòng)力和制動(dòng)力，人在較大用力時(shí)往往較難準(zhǔn)確定位運(yùn)動(dòng) 當(dāng)定位運(yùn)動(dòng)要求輸出大力量時(shí)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性不再符合史密特定律 當(dāng)力量要求增至操作者最大力量的60%70%時(shí)，力的準(zhǔn)確性轉(zhuǎn)而提高 手的不同運(yùn)動(dòng)方向也影響準(zhǔn)確性第46頁(yè)/共49頁(yè)3.2 盲目定位運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 盲目定位運(yùn)動(dòng)： 要求人們?cè)跊](méi)有視覺(jué)幫助的條件下