人因工程第2章課件

第二章人的因素

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

神經(jīng)系統(tǒng)是人體的主導(dǎo)系統(tǒng)，全身各器官、系統(tǒng)均在神經(jīng)系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和調(diào)節(jié)下互相影響、互相協(xié)調(diào)，以保證人體的統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相對(duì)平衡。下面簡(jiǎn)要介紹神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)成及各部分作用。

（一）神經(jīng)組織神經(jīng)組織主要由神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）和神經(jīng)膠質(zhì)構(gòu)成，二者在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能上是兩種迥然不同的成分。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（一）神經(jīng)組織1.神經(jīng)元

神經(jīng)元是一種特殊類(lèi)型的細(xì)胞，在形態(tài)上與其他組織細(xì)胞很不相同，是具有突起的細(xì)胞，由細(xì)胞體和突起組成。如圖2-1所示(P23)。

神經(jīng)膠質(zhì)是神經(jīng)元的輔助成分。主要由膠質(zhì)細(xì)胞組成，它們從各個(gè)方面包繞神經(jīng)細(xì)胞體及其突起，神經(jīng)元之間的空間除突觸接觸處以外，都為膠質(zhì)細(xì)胞所占領(lǐng)。神經(jīng)膠質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)狀支架，對(duì)神經(jīng)元起支持、絕緣、營(yíng)養(yǎng)、防御等作用。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（二）神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

神經(jīng)系統(tǒng)是由包括腦和脊髓的中樞神經(jīng)以及遍布全身各處的周?chē)窠?jīng)所組成。1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓。脊髓是中樞神經(jīng)的初級(jí)部分。位于脊柱的脊椎管內(nèi)，其上端進(jìn)入顱腔擴(kuò)展為大腦的一部分---延髓。脊髓有兩個(gè)功能：一是通過(guò)上行和下行神經(jīng)束，把來(lái)自外周感受器的沖動(dòng)傳至腦，同時(shí)把腦發(fā)出的沖動(dòng)傳到周?chē)窠?jīng)；二是實(shí)現(xiàn)一些基本的軀體反射和內(nèi)臟反射活動(dòng)，如血管張力反射等。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（二）神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

腦又分為延髓、腦橋、中腦、間腦、小腦和大腦半球等部分。

（1）延髓。延髓下接脊髓上連腦橋。來(lái)自頭部、軀體與內(nèi)臟的大部分感受器的神經(jīng)沖動(dòng)都經(jīng)由延髓傳至大腦。它同時(shí)又是調(diào)節(jié)循環(huán)、呼吸、腸胃蠕動(dòng)、唾液與汗腺分泌等活動(dòng)的中樞。它的前庭核是軀體運(yùn)動(dòng)反射調(diào)節(jié)的重要中樞。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（二）神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

腦又分為延髓、腦橋、中腦、間腦、小腦和大腦半球等部分。

（2）腦橋、中腦、小腦、。腦橋也有上行下行的傳輸通路。它是角膜反射的中樞。中腦是上行下行神經(jīng)傳導(dǎo)主要通路的集中處，它的四疊體是光、聲探究反射的中樞所在。小腦位于腦橋后面，它與腦干有雙向纖維相連。小腦的主要功能是調(diào)節(jié)肌肉緊張度、軀體運(yùn)動(dòng)和維持軀體姿勢(shì)與平衡。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（二）神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)

腦又分為延髓、腦橋、中腦、間腦、小腦和大腦半球等部分。

（3）間腦。間腦位于大腦兩半球之間，主要包括丘腦和下丘腦。丘腦是很重要的感覺(jué)中樞。下丘腦控制植物性神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)。它的主要功能是調(diào)節(jié)內(nèi)臟和內(nèi)分泌系統(tǒng)，是饑、渴、性活動(dòng)的中樞，也是情緒反應(yīng)的中樞。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)一、神經(jīng)系統(tǒng)

（二）神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2.周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)

周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)指腦和脊髓以外的神經(jīng)系統(tǒng)。它包括脊神經(jīng)和腦神經(jīng)。腦神經(jīng)發(fā)自腦干，共12對(duì)，脊神經(jīng)發(fā)自脊髓，共31對(duì)。

人體各部位的功能可分為兩類(lèi)，即軀體性功能和內(nèi)臟性功能。軀體性功能指軀體骨骼肌功能和感官活動(dòng)功能。內(nèi)臟性功能指內(nèi)臟活動(dòng)功能。與此兩類(lèi)功能相應(yīng)，神經(jīng)系統(tǒng)也可分為兩類(lèi)，即軀體性神經(jīng)系統(tǒng)與植物性神經(jīng)系統(tǒng)(與內(nèi)臟性功能對(duì)應(yīng))。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)二、感覺(jué)系統(tǒng)

感覺(jué)系統(tǒng)也稱(chēng)感官系統(tǒng)，是人體接受外界刺激產(chǎn)生感覺(jué)的機(jī)構(gòu)。感覺(jué)系統(tǒng)又分為視、聽(tīng)、觸、動(dòng)、味、嗅等系統(tǒng)。下面主要介紹人因工程中應(yīng)用較多的幾種感官系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)。

（一）視覺(jué)視覺(jué)是由眼、視神經(jīng)和視覺(jué)中樞的共同活動(dòng)完成的。眼睛的構(gòu)造與功能和照相機(jī)有些相似。它包括折光部分和感光部分。折光部分包括眼球最前面的透明組織——角膜和白色不透明的鞏膜。角膜憑借其彎曲的形狀實(shí)現(xiàn)眼球的折光功能。鞏膜主要起鞏固和保護(hù)眼球的作用。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)二、感覺(jué)系統(tǒng)

（二）聽(tīng)覺(jué)

聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)主要包括耳、傳導(dǎo)神經(jīng)與大腦皮層聽(tīng)區(qū)等三個(gè)部分。聽(tīng)覺(jué)器官可分為外耳、中耳、內(nèi)耳三部分，如圖2-5所示（P27）。

聲音的聲壓必須超過(guò)某一最小值，才能使人產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)。因此。能引起有聲音感覺(jué)的最小聲壓級(jí)稱(chēng)為聽(tīng)閾。不同頻率的聲音聽(tīng)閾不同，如圖2-6所示（P28）。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)二、感覺(jué)系統(tǒng)(三)平衡覺(jué)人對(duì)自身姿勢(shì)和空間位置變化的感覺(jué)稱(chēng)為平衡覺(jué)。它的外周感覺(jué)器官是前庭器官。機(jī)體在進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的變化會(huì)引起前庭器官中感受器的興奮。這類(lèi)感受器的興奮對(duì)于機(jī)體運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)以及平衡的維持具有特殊作用。機(jī)體靜止時(shí)，也同樣通過(guò)這類(lèi)感受器來(lái)感受機(jī)體，特別是頭部的空間位置。影響平衡覺(jué)并導(dǎo)致失去平衡的原因有：酒精、年齡、恐懼、突然的運(yùn)動(dòng)、熱壓、異常姿勢(shì)等。了解上述現(xiàn)象，可使管理人員更好地進(jìn)行作業(yè)安排，減少安全事故。

第一節(jié)

神經(jīng)系統(tǒng)與感覺(jué)系統(tǒng)二、感覺(jué)系統(tǒng)(四)味覺(jué)

味覺(jué)是溶解性物質(zhì)刺激口腔內(nèi)味蕾而發(fā)生的感覺(jué)。味覺(jué)的感受器是味蕾，分布于口腔粘膜內(nèi)，主要分布于舌的背面，特別是舌尖部和舌的側(cè)面。兒童的味蕾較成年人分布廣泛，老年人的味蕾數(shù)量，由于萎縮而減少。

味覺(jué)有甜、酸、苦、咸四種，稱(chēng)為四原味。其他味覺(jué)都是由這四種相互配合而產(chǎn)生的。味覺(jué)的反應(yīng)速度很慢，恢復(fù)原狀也需要時(shí)間。當(dāng)一種有味物質(zhì)進(jìn)入口腔后，需要1s才能有感覺(jué)，而恢復(fù)原狀則需要10s至1min以上，甚至更長(zhǎng)。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)一、肌肉組織及其工作特征肌肉是人體四種組織中數(shù)量最多的組織。人做任何動(dòng)作，都要依靠肌肉的收縮與舒展。肌肉收縮有向心收縮、離心收縮、等長(zhǎng)收縮等形式。前兩種收縮是實(shí)現(xiàn)人體各種運(yùn)動(dòng)所必需的，它們是動(dòng)力性的，總稱(chēng)為動(dòng)力性收縮。等長(zhǎng)收縮則是靜力性收縮。(1)向心收縮。當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生的張力大于外加阻力時(shí)，肌肉縮短并牽拉著骨杠桿作向心運(yùn)動(dòng)，故稱(chēng)向心收縮。

(2)離心收縮。當(dāng)肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的張力小于外力時(shí)，肌肉被拉長(zhǎng)。

(3)等長(zhǎng)收縮。肌肉收縮產(chǎn)生張力但長(zhǎng)度保持不變時(shí)的收縮形式稱(chēng)為等長(zhǎng)收縮。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)一、肌肉組織及其工作特征肌肉收縮的速度與肌肉收縮的張力有關(guān)。肌肉收縮的張力大小又同肌肉收縮前的長(zhǎng)度(又稱(chēng)初長(zhǎng)度)有關(guān)。初長(zhǎng)度短于“靜息長(zhǎng)度”時(shí)，收縮時(shí)的張力隨肌肉初長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而線(xiàn)性地增大。當(dāng)肌肉收縮初長(zhǎng)度達(dá)到約相當(dāng)于靜息長(zhǎng)度時(shí)，張力達(dá)到最大，此時(shí)的初長(zhǎng)度稱(chēng)為最適初長(zhǎng)度。肌肉長(zhǎng)度若超過(guò)這個(gè)最適初長(zhǎng)度，收縮張力迅速下降。

肌肉收縮時(shí)的張力與收縮速度之間也存在著有規(guī)律的關(guān)系。增加肌肉的負(fù)荷時(shí)，肌肉收縮張力增大，但肌肉收縮的速度減慢，肌肉縮短的長(zhǎng)度減小。當(dāng)負(fù)荷張力增大到一定限度后，肌肉不能再縮短，收縮的速度為零。若負(fù)荷減小，肌肉收縮的速度與短縮的長(zhǎng)度又大。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)二、骨骼系統(tǒng)（1）骨及骨骼。人體內(nèi)有206塊骨。其中有177塊直接參與人體運(yùn)動(dòng)。按結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能，人體骨骼系統(tǒng)可分成顱骨、軀干骨、四肢骨三大部分。圖2-7是人體骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（P31）。

（2）關(guān)節(jié)。人體四肢骨之間普遍由關(guān)節(jié)連結(jié)。關(guān)節(jié)的功用主要在于它可使人的肢體有可能作屈伸、環(huán)繞和旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。在關(guān)節(jié)中有四類(lèi)神經(jīng)末梢，主要功能是向中樞提供關(guān)節(jié)位置變化的信息、關(guān)節(jié)活動(dòng)速度的信息、關(guān)節(jié)實(shí)際位置的信息及感受痛覺(jué)的信息。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)三、人體活動(dòng)能源（二）人體活動(dòng)的供能系統(tǒng)

人體補(bǔ)充ATP的過(guò)程稱(chēng)為產(chǎn)能或供能。人體有三個(gè)供能系統(tǒng)，即磷酸原(ATP-CP)系統(tǒng)、乳酸能系統(tǒng)和有氧化系統(tǒng)。

（1）磷酸原(ATP-CP)系統(tǒng)。ATP—CP系統(tǒng)又稱(chēng)非乳酸能系統(tǒng)。肌肉細(xì)胞中的ATP由細(xì)胞內(nèi)的二磷酸腺苷(ADP)和磷酸肌酸(CP)這兩種高能磷化物合成。每1mol的CP分解時(shí)可合成1molATP。反應(yīng)方程(P32)。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)三、人體活動(dòng)能源（二）人體活動(dòng)的供能系統(tǒng)

（2）乳酸能系統(tǒng)。該系統(tǒng)的能量來(lái)自糖元的酵解。糖元酵解時(shí)產(chǎn)生的能量供應(yīng)給ADP，再合成ATP。

（3）有氧氧化系統(tǒng)。有氧氧化供能系統(tǒng)是指糖或脂肪在氧的參與下分解為二氧化碳和水，同時(shí)產(chǎn)生能量，使ADP再合成ATP后向肌肉或其他細(xì)胞提供活動(dòng)能量。

綜上所述可知，三種能量系統(tǒng)產(chǎn)能過(guò)程各有特點(diǎn)，它們?cè)谌梭w活動(dòng)中也有不同的作用。表2-1是對(duì)三種能量系統(tǒng)供能特點(diǎn)的比較(P33)。

第二節(jié)肌肉、骨骼與供能系統(tǒng)三、人體活動(dòng)能源（二）能量消耗的測(cè)定

人體能量消耗測(cè)定方法有直接法、間接法和相關(guān)估算法等。直接法是利用各種熱量計(jì)，測(cè)定在絕熱室內(nèi)流過(guò)人體周?chē)睦鋮s水生溫情況，直接測(cè)量人體在一定時(shí)間內(nèi)散發(fā)的熱量。由于操作復(fù)雜，而且需要大型熱量計(jì)，實(shí)際測(cè)量中不便應(yīng)用。

間接法是通過(guò)測(cè)定人體耗氧量（L/min），再乘以氧熱價(jià)（KJ/L）來(lái)計(jì)算能量消耗的方法。

第三節(jié)呼吸、消化和循環(huán)系統(tǒng)一、呼吸系統(tǒng)

呼吸系統(tǒng)是從鼻經(jīng)氣管到肺部器官的總稱(chēng)。呼吸系統(tǒng)的功能是使空氣中的氧進(jìn)入肺，并在肺部與血液之間進(jìn)行氧和二氧化碳的交換，再將血液中的二氧化碳排放到空氣中。

肺是呼吸系統(tǒng)中重要器官，主要功能是通氣和換氣。肺通氣量是衡量肺功能的重要生理指標(biāo)，是指單位時(shí)間內(nèi)吸入（或呼出）的氣體量。人體活動(dòng)時(shí)，肺通氣量隨活動(dòng)負(fù)荷增加而增大。安靜休息時(shí)，肺通氣量約為6～7L/min,劇烈活動(dòng)時(shí)可達(dá)安靜時(shí)的10～20倍。第三節(jié)呼吸、消化和循環(huán)系統(tǒng)二、消化系統(tǒng)消化系統(tǒng)包括口腔、食道、胃、十二指腸、小腸和大腸等消化器官，以及消化過(guò)程所必需的分泌酶的唾液腺、肝臟、胰腺等器官。

消化系統(tǒng)對(duì)食物的消化有兩種方式，一種是通過(guò)消化道肌肉的收縮活動(dòng)，將食物磨碎，并使食物與消化液充分混合，以及將食物不斷向消化道下方推送。另一種是通過(guò)消化腺分泌的消化液完成的。消化液中含有消化酶，可使食物變成可吸收的小分子物質(zhì)。

第五節(jié)人的心理因素一、性格性格是指一個(gè)人在生活過(guò)程中所形成的對(duì)現(xiàn)實(shí)比較穩(wěn)定的態(tài)度和與之相適應(yīng)的習(xí)慣行為方式。如認(rèn)真、馬虎、負(fù)責(zé)、敷衍、細(xì)心、粗心、熱情、冷漠、誠(chéng)實(shí)、虛偽、勇敢、膽怯等就是人的性格的具體表現(xiàn)。

性格是一個(gè)人個(gè)性中最重要、最顯著的心理特征。它是一個(gè)人區(qū)別于他人的主要差異標(biāo)志。人的性格構(gòu)成十分復(fù)雜，概括起來(lái)主要有兩個(gè)方面，一是對(duì)現(xiàn)實(shí)的態(tài)度，二是活動(dòng)方式及行為的自我調(diào)節(jié)。

性格可分為先天性格和后天性格。先天性格由遺傳基因決定，后天性格是在成長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)個(gè)體與環(huán)境的相互作用形成的。

第五節(jié)人的心理因素二、能力（一）能力及其分類(lèi)能力是指那些直接影響活動(dòng)效率，使活動(dòng)順利完成的個(gè)性心理特征。能力可進(jìn)行以下分類(lèi)。(1)一般能力和特殊能力。一般能力包括觀察力、記憶力、抽象概括能力、感覺(jué)能力、想象能力和創(chuàng)造能力等。特殊能力是指在某種特殊活動(dòng)范圍內(nèi)發(fā)生作用的能力，它是順利完成某種專(zhuān)業(yè)活動(dòng)的心理?xiàng)l件。

第五節(jié)人的心理因素二、能力（一）能力及其分類(lèi)（2）模仿能力和創(chuàng)造能力。是指通過(guò)觀察別人的行為、活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)各種知識(shí)，然后以相同的方式做出反應(yīng)的能力。模仿是人類(lèi)一種重要的學(xué)習(xí)能力。創(chuàng)造力是指產(chǎn)生新的思想和新的產(chǎn)品的能力。

（3）認(rèn)知能力、操作能力和社交能力。認(rèn)知能力是人腦進(jìn)行信息加工、存儲(chǔ)和提取的能力，如觀察力、記憶力、想象力等。操作能力是指人操縱自己的身體完成各項(xiàng)活動(dòng)的能力，如勞動(dòng)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力等。社交能力是人們?cè)谏缃换顒?dòng)中表現(xiàn)出的能力，如組織管理能力、解決糾紛能力、判斷決策能力等。

第五節(jié)人的心理因素二、能力（二）能力的影響因素（1）素質(zhì)。身體素質(zhì)包括人的感覺(jué)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的自然基礎(chǔ)和特征。遺傳對(duì)智力的影響主要表現(xiàn)在身體素質(zhì)上。

（2）知識(shí)。人類(lèi)知識(shí)是人腦對(duì)客觀書(shū)物的主觀表征，是活動(dòng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和概括。

（3）教育。人的發(fā)展能力與系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)技能是分不開(kāi)的，良好的教育和訓(xùn)練是能力發(fā)展的基礎(chǔ)。

第五節(jié)人的心理因素二、能力（二）能力的影響因素（4）環(huán)境。是指自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境兩方面。研究表明，豐富的環(huán)境刺激有利于能力的發(fā)展。（5）實(shí)踐活動(dòng)。人的各種能力是在社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中最終形成的。實(shí)踐活動(dòng)是積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，因此對(duì)能力的形成和發(fā)展起著決定性作用。

（6）主觀努力程度。一個(gè)人積極向上、刻苦努力，具有強(qiáng)烈的求知欲和廣泛的興趣，能力就會(huì)得到發(fā)展。相反，能力不可能得到很好的發(fā)展。

第五節(jié)人的心理因素三、動(dòng)機(jī)（1）動(dòng)機(jī)的含義及功能。

動(dòng)機(jī)是由目標(biāo)或?qū)ο笠龑?dǎo)、激發(fā)和維持個(gè)體活動(dòng)的一種內(nèi)在心理過(guò)程或內(nèi)部動(dòng)力。動(dòng)機(jī)是一種內(nèi)部的心理過(guò)程，不能直接觀察，但可通過(guò)任務(wù)選擇、努力程度、對(duì)活動(dòng)的堅(jiān)持性和言語(yǔ)表達(dá)等外部行為間接推斷出來(lái)。

從動(dòng)機(jī)和行為的關(guān)系分析，動(dòng)機(jī)具有激發(fā)、調(diào)節(jié)、維持和停止行為的功能。即動(dòng)機(jī)能推動(dòng)個(gè)體產(chǎn)生某種行為，并使行為指向一定對(duì)象或目標(biāo)；同時(shí)，動(dòng)機(jī)也具有維持作用，表現(xiàn)為行為的堅(jiān)持性。

第五節(jié)人的心理因素三、動(dòng)機(jī)（2）動(dòng)機(jī)與需要。

需要是有機(jī)體內(nèi)部的一種不平衡狀態(tài)，它表現(xiàn)為有機(jī)體對(duì)內(nèi)部環(huán)境或外部環(huán)境條件的一種穩(wěn)定的需求，并成為機(jī)體活動(dòng)的源泉。人的某種需要得到滿(mǎn)足后，不平衡會(huì)暫時(shí)得到解除，當(dāng)出現(xiàn)新的不平衡時(shí)，新的需要又會(huì)產(chǎn)生。

人的動(dòng)機(jī)是在