人因工程学第二章人的因素

第二章人的因素第一节神经系统与感觉系统进入第二节肌肉、骨骼与功能系统进入第三节呼吸、消化和循环系统进入第四节脑力劳动与神经紧张型作进入业的生理变化特点第五节人的心理因素进入第一节神经系统与感觉系统一、神经系统神经系统神经组织神经元突出传递神经系统的基本结构中枢神经系统周围神经系统一、神经系统是人体的主导系统，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，以保证人体的统一及其外界环境的相对平衡。（一）神经组织主要由神经细胞（神经元）和神经胶质构成，二者在形态结构和生理机能上是两种迥然不同的成分。（1）神经元是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组织细胞很不同，是具有突起的细胞，有包体和突起组成。神经元根据其特性，可分为传入神经（又称感觉神经元）、中间神经元（又称联络神经元）及传出神经元（又称运动神经元）。（2）突出传递。神经元之间的连接处称为突触。它是一个神经元轴突末梢与别的神经元的细胞体或树突相接处的地方。（二）神经系统的基本结构神经系统是由包括脑和脊髓的中枢神经以及遍布全身各处的周围神经所组成。（1）中枢神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓。脊髓有两大功能：一是通过上行和下行神经束，把来自外周感受器的冲动传至脑，同时把脑发出的冲动传到周围神经；二是实现一些基本的躯体反射和内脏反射活动。脑又分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑半球等部分。大脑半球包括大脑皮层与皮层下灰质。间脑包括丘脑、下丘脑、低间脑等。间脑、中脑、脑桥与延髓合称为脑干。大脑半球背外侧面脑延髓脑桥、中脑、小脑大脑半球间脑1）延髓。延髓下接脊髓上接脑桥。2）脑桥、中脑、小脑。脑桥也有上行下行的传输通路。3）间脑。间脑位于大脑两半球之间。4）大脑半球。大脑从外形上分左右两个半球，故称大脑半球。大脑表面被覆2~5厚的灰质细胞层，被称为大脑皮层。人的大脑皮层约有140亿个神经元，各种神经元在皮层中的分布具有严格的层次。半球内测的古皮层分为三层，半球外侧面的新皮层分为六层。不同皮层区域中的各层，在厚度、神经元的形状和大小方面不完全相同。大脑皮层按其基本功能，可分成不同功能区域。包括：①体表感觉区（指皮肤上的触、压、冷、温、痛等感觉在大脑皮层上的投射区）。②运动感觉和位置感觉区（肌肉、关节运动和位置感觉投射区）。③视觉区。④听觉区。⑤嗅觉、味觉区。⑥联合区（对来自不同感觉的信息具有整合作用）。（2）周围神经系统。周围神经系统peripheralnervoussystem联络于中枢神经和其它各系统器官之间，包括与脑相连的脑神经cranialnerves和与脊髓相连的脊神经spinalnerves.周围神经的主要成分是神经纤维。将来自外界或体内的各种刺激转变为神经信号向中枢内传递的纤维称为传入神经纤维，由这类纤维所构成的神经叫传入神经或感觉神经sensorynerve；向周围的靶组织传递中枢冲动的神经纤维称为传出神经纤维，由这类神经纤维所构成的神经称为传出神经或运动神经motornerve一、感觉系统。是神经系统中处理感觉信息的一部分。感觉系统包括感受器、神经通路以及大脑中和感觉知觉有关的部分。通常而言感觉系统包括那些和视觉、听觉、触觉、味觉以及嗅觉相关的系统。简单而言，感觉系统是物理世界与内心感受之间的变换器。（一）视觉视觉是通过视觉系统的外周感觉器官（眼）接受外界环境中一定波长范围内的电磁波刺激，经中枢有关部分进行编码加工和分析后获得的主观感觉。人所感知的外界信息有95%来自视觉。人的眼可分为感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）的视网膜和折光（角膜，房水，晶状体和玻璃体）系统两部分。其适宜刺激是波长为370-740纳米的电磁波，即可见光部分，约150种颜色。该部分的光通过折光系统在视网膜上成像，经视神经传入到大脑视觉中枢，就可以分辨所看到的物体的色泽和分辨其亮度。因而可以看清视觉范围内的发光或反光物体的轮廓，形状，大小，颜色，远近和表面细节等情况。[1]值得注意的是，相关的视觉欺骗试验提示，人所看到的内容，和其本身想看到的内容有关。（二）听觉声波作用于听觉器官，使其感受细胞处于兴奋并引起听神经的冲动以至于传入信息，经各级听觉中枢分析后引起的震生感。听觉是仅次于视觉的重要感觉通道。它在人的生活中起着重大的作用。人耳能感受的声波频率范围是16～20000赫兹，以1000～3000赫兹是最为敏感。除了视分析器以外，听分析器是人的第二个最重要的远距离分析器。从生物进化上看，随着专司听觉的器官的产生，声音不仅成为动物攫取食物或逃避灾难的一种信号，也成为它们彼此相互联络的一种工具（三）平衡觉人对自身姿势和空间位置变化的感觉称为平衡觉。影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精、年龄、恐惧、突然的运动、热压、异常姿势等。了解上述现象，可使管理人员更好地进行作业安排，减少安全事故。（四）味觉味觉是溶解性物质刺激口腔内味蕾而发生的感觉。味觉的感受器是味蕾，分布于口腔粘膜内，主要分布于舌的背面，特别是舌尖部和舌的侧面。味觉有甜、酸、苦、咸四种，称为四原味。其他味觉都是由这四种相互配合而产生的。味觉的反应速度很慢，恢复原状也需要时间。当一种有味物质进入口腔后，需要1s才能有感觉，而恢复原状则需要10s至1min以上，甚至更长。（五）嗅觉鼻腔上端的嗅黏膜是嗅觉感受器，其上分布着嗅觉细胞。嗅觉细胞受到刺激时，产生神经冲动，上传到嗅觉中枢而引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用嗅觉阈表示，即能引起嗅觉的气体物质的最小浓度。（六）肤感皮肤感觉系统的外周感受器存在于皮肤表层。这些感受器受刺激时引起的神经冲动，经过传入神经达到大脑皮层的相应区域，而产生各种肤觉，包括触、压、振、温和痛等感觉。返回第二节肌肉、骨骼与供能系统二、骨骼系统（1）骨及骨骼。人体内有206块骨。其中有177块直接参与人体运动。（2）关节。关节的功用主要在于它可使人的肢体有可能作屈伸、环绕和旋转等运动。图2-7人体骨骼系统结构第二节肌肉、骨骼与供能系统三、人体活动能源通常将能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。（一）人体活动的直接能源人的肌肉．神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元——三磷酸腺苷(ATP)。肌肉活动时，肌细胞中的ATP与水结合，在ATP酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷(ADP)和无机磷(Pi)，并释放29.3kJ的能量。ATP+H2O→ADP+Pi+29.3kJ/mol第二节肌肉、骨骼与供能系统三、人体活动能源（二）人体活动的供能系统人体补充ATP的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原(ATP-CP)系统、乳酸能系统和有氧化系统。第二节肌肉、骨骼与供能系统三、人体活动能源（二）能量消耗的测定人体能量消耗测定方法有直接法、间接法和相关估算法等。间接法是通过测定人体耗氧量（L/min），再乘以氧热价（KJ/L）来计算能量消耗的方法。第二节肌肉、骨骼与供能系统（二）能量消耗的测定间接法又可分为闭合式和开放式两类。闭合式是人对着一个密闭的装置作呼吸。开放式测定法是让人体从空气中直接吸气，将呼出气体收集起来，然后对收集的气体进行成分分析。使用间接法测定能耗，工作量很大。为了解决这一问题，在准确性要求不是很严格的场合，可用某些容易测定的生理指数来估计人体的能耗。例如，心率就是一个较常用的估算指标。返回第三节呼吸、消化和循环系统一、呼吸系统呼吸系统是从鼻经气管到肺部器官的总称。肺是呼吸系统中重要器官，主要功能是通气和换气。肺通气量是衡量肺功能的重要生理指标，是指单位时间内吸入（或呼出）的气体量。人体活动时，肺通气量随活动负荷增加而增大。安静休息时，肺通气量约为6～7L/min,剧烈活动时可达安静时的10～20倍。第三节呼吸、消化和循环系统二、消化系统消化系统包括口腔、食道、胃、十二指肠、小肠和大肠等消化器官，以及消化过程所必需的分泌酶的唾液腺、肝脏、胰腺等器官。第三节呼吸、消化和循环系统三、循环系统循环系统由心脏和密布全身的血管组成。心脏分为左右心房和左右心室四个腔室。血管分为动脉血管、静脉血管和连接它们的毛细血管等三大部分。返回第四节脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点随着科学技术的发展和社会进步，生产过程自动化程度日益提高，大量繁重体力劳动和职业危害较严重的工种将逐步被机器人所取代，体力劳动的比重和强度将不断减小，而需要智力和神经紧张型的作业越来越多。第四节脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点脑的氧代谢较其它器官高，安静时约为等量肌肉耗氧量的15～20倍，占成年人体总耗氧量的10％。由于脑的重量仅为体重的2.5％左右，大脑即使处于高度紧张状态，能量消耗量的增高也不致超过基础代谢的10％。第四节脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点脑力劳动时心率减慢，但特别紧张时，可引起舒张期缩短而使心跳加快、血压上升、呼吸频率提高、脑部充血而四肢及腹腔血液减少，脑力劳动时，脑电图的频率加快。返回中医以喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七情过度、内伤脏气为致病的“内因”，都是心理因素。影响人的心理发展的因素：遗传素质、环境、教育三个方面。人的心理因素分为五个方面：性格、能力、动机、情绪、意志。第五节人的心理因素一、性格性格是指一个人在生活过程中所形成的对现实比较稳定的态度和与之相适应的习惯行为方式。如认真、马虎、负责、敷衍、细心、粗心、热情、冷漠、诚实、虚伪、勇敢、胆怯等就是人的性格的具体表现。性格是一个人个性中最重要、最显著的心理特征。人的性格构成十分复杂，概括起来主要有两个方面，一是对现实的态度，二是活动方式及行为的自我调节。性格可分为先天性格和后天性格。先天性格由遗传基因决定，后天性格是在成长过程中通过个体与环境的相互作用形成的。二、能力（一）能力及其分类能力是指那些直接影响活动效率，使活动顺利完成的个性心理特征。能力可进行以下分类。(1)一般能力和特殊能力。一般能力包括观察力、记忆力、抽象概括能力、感觉能力、想象能力和创造能力等。特殊能力是指在某种特殊活动范围内发生作用的能力，它是顺利完成某种专业活动的心理条件。二、能力（2）模仿能力和创造能力。是指通过观察别人的行为、活动来学习各种知识，然后以相同的方式做出反应的能力。模仿是人类一种重要的学习能力。创造力是指产生新的思想和新的产品的能力。（3）认知能力、操作能力和社交能力。认知能力是人脑进行信息加工、存储和提取的能力，如观察力、记忆力、想象力等。操作能力是指人操纵自己的身体完成各项活动的能力，如劳动能力、实验操作能力等。社交能力是人们在社交活动中表现出的能力，如组织管理能力、解决纠纷能力、判断决策能力等。（二）能力的影响因素（1）素质。身体素质包括人的感觉系统、运动系统和神经系统的自然基础和特征。遗传对智力的影响主要表现在身体素质上。（2）知识。人类知识是人脑对客观书物的主观表征，是活动实践经验的总结和概括。（3）教育。人的发展能力与系统学习和掌握知识技能是分不开的，良好的教育和训练是能力发展的基础。（二）能力的影响因素（4）环境。是指自然环境和社会环境两方面。研究表明，丰富的环境刺激有利于能力的发展。（5）实践活动。人的各种能力是在社会实践活动过程中最终形成的。实践活动是积累经验的过程，因此对能力的形成和发展起着决定性作用。（6）主观努力程度。一个人积极向上、刻苦努力，具有强烈的求知欲和广泛的兴趣，能力就会得到发展。相反，能力不可能得到很好的发展。三、动机（1）动机的含义及功能。动机是由目标或对象引导、激发和维持个体活动的一种内在心理过程或内部动力。动机是一种内部的心理过程，不能直接观察，但可通过任务选择、努力程度、对活动的坚持性和言语表达等外部行为间接推断出来。从动机和行为的关系分析，动机具有激发、调节、维持和停止行为的功能。三、动机（2）动机与需要。需要是有机体内部的一种不平衡状态，它表现为有机体对内部环境或外部环境条件的一种稳定的需求，并成为机体活动的源泉。人的动机是在需要的基础上产生的。当某种需要没有得到满足时，就会推动人们去寻找满足需要的对象，从而产生活动动机。三、动机（3）动机与工作效率。动机与工作效率的关系主要表现为动机强度与