Психологическое тестирование
Определение количества и состава рабочих мест операторов позволяет перейти к формированию внешнего и внутреннего облика СЧМ, в котором наряду с художественным конструированием осуществляется принятие основных конструктивно-компоновочных решений по пространственному размещению оборудования рабочих мест операторов. Поскольку размеры и объем используемых технических средств часто входят в определенное противоречие с инженерно-психологическими требованиями, предъявляемыми к конфигурации и пространственным характеристикам рабочего места, необходимым этапом инженерно-психологического конструирования СЧМ является статическое макетирование оборудования. Являясь пассивной разновидностью физического моделирования (работа оборудования не воспроизводится), статическое макетирование основано на создании технических средств, имитирующих внешний облик рабочего места оператора с сохранением его геометрических
размеров и пропорций. В отличие от эскизов, чертежей и других форм отображения внешнего облика оборудования на плоскости, статический объемный макет является наиболее информативным средством оценки антропометрических характеристик оборудования, что позволяет предотвратить большое количество инженерно-психологических недостатков рабочего места, связанных с формированием рабочей позы оператора, досягаемостью и обзорностью элементов, удобством технического обслуживания и ремонта аппаратуры.
Материально-техническим обеспечением этого этапа работ являются как универсальные пространственно-перестраиваемые стенды, так и специально создаваемые для конкретного варианта СЧМ макеты рабочих мест однократного применения, изготовляемые из легко обрабатываемых недорогих материалов (дерева, фанеры, оргстекла и др.).
Важным этапом создания модели является разработка наиболее рационального варианта размещения средств отображения информации и органов управления на панелях индикации и пультах управления. В ряде случаев эта задача может быть решена путем итерационного формирования вариантов размещения элементов и применения одного из известных инженерно-психологическцх методов априорной оценки и коррекции полученной схемы [10, 73, 173, 184].
Однако в случае сложной полиалгоритмической деятельности оператора в создаваемом образце, а также при использовании новых средств деятельности, погрешности аналитических методов оценки могут быть недопустимо высоки. В этих условиях прибегают к функциональному физическому моделированию операторской деятельности.
В отличие от статического, функциональный макет оснащается реальными или имитируемыми средствами деятельности, обеспечивающими (при помощи специальных информационно-логических устройств) воспроизведение реальных процессов работы оборудования и деятельности оператора в соответствии с алгоритмами функционирования создаваемой системы.
Простейшие функциональные макеты пультов выполняются в виде каркасов с установочными ячейками и размещаемыми в них модульными блоками,
каждый из которых содержит элемент индикации или управления. Модульные блоки, установленные в каркас пульта, подключаются к логическим устройствам, блоку питания и коммутируются между собой при помощи быстроразъемных соединений в соответствии с требуемой схемой [2].
За счет возможностей такого макета по оперативной перестройке вариантов размещения модульных блоков с элементами индикации и управления имеются условия для отработки топологии лицевых панелей и алгоритмов деятельности оператора на основе реального воспроизведения процессов деятельности оператора в экспериментальных режимах.
Конструкторская проработка вариантов рабочих мест операторов транспортных средств (самолетов, автомобилей, тракторов и др.) методами физического моделирования осуществляется при помощи специальных динамических стендов, воспроизводящих визуальную обстановку и механоакустические факторы движения [12]. Функциональное макетирование рабочих мест на таких стендах предъявляет наиболее высокие требования к качеству имитации отдельных факторов и их комплексной увязке (синхронизации) в интересах обеспечения требуемого подобия физической модели оригиналу.
Создание технических средств для физического моделирования операторской деятельности (макетов оборудования СЧМ) представляет самостоятельную задачу, решение которой требует применения ряда принципов и приемов с учетом специфики моделируемой системы.
Для выявления специфики СЧМ необходимо проанализировать ее назначение, условия применения, предполагаемую структуру организации и функциональные возможности, определяющие особенности и факторы деятельности операторов, которые подлежат воспроизведению в физической модели. В частности, существенно различаются задачи, решаемые при создании функциональных макетов рабочих мест операторов стационарных (не перемещаемых в пространстве) и подвижных (транспортных) СЧМ. В первом случае рабочее место оператора размещено неподвижно, и информационная модель объекта (управляемого, как правило, дистанционно) воспроизводится в функциональном
макете путем обеспечения требуемого набора СОИ и ОУ с заданной топологией их размещения на табло индикации и панелях управления. Обобщенная структурная схема функционального макета оборудования стационарной СЧМ приведена на рис. 6.3.
Наибольшую сложность при создании такого макета представляет разработка информационно-логических устройств, обеспечивающих функционирование элементов моделируемого оборудования в соответствии с закономерностями работы проектируемой СЧМ.
Подвижные (транспортные) системы предполагают размещение рабочего места оператора внутри управляемого объекта (автомобиля, самолета и т.п.), при этом значительную часть информации о движении человек получает визуально, что требует применения специальных средств моделирования и отображения обстановки движения.
Эффективность проведения физического моделирования как сложного и трудоемкого метода исследования СЧМ в значительной мере зависит от качества организации всего комплекса работ. Поэтому все этапы моделирующих исследований должны планироваться и осуществляться в виде единой целенаправленной системы мероприятий.
Общая схема организации работ по подготовке и проведению физического моделирования показана на рис. 6.4.
Исследования начинаются с формулировки цели и задач моделирования. При этом определяется объем и характер информации о проектируемой СЧМ, необходимой для конкретного этапа конструкторской разработки.
Затем приступают к содержательному описанию процессов и условий деятельности оператора, в ходе которого с максимально возможной степенью подробности составляется перечень факторов, включаемых в модель, набор информационных характеристик исследуемой ситуации и предполагаемая последовательность действий испытуемого. При разработке
описательного сценария моделируемой ситуации управления объектом стремятся создать такие условия, которые способствуют наиболее полному выявлению влияния факторов, находящихся в функциональной связи с исследуемой характеристикой СЧМ.
Результаты содержательного описания процесса деятельности оператора используются для задания требований к техническим средствам физического моделирования и выбора методов оценки подобия создаваемой модели. В требованиях к техническим средствам отражаются сведения:
- о необходимом наборе и характеристиках средств отображения информации и органов управления, используемых для компоновки рабочего места оператора в функциональном макете;
- о характеристиках объекта управления;
- о характеристиках среды обитания на рабочем месте оператора и степени необходимой подробности их имитации;
- о функциональных зависимостях между факторами моделируемой ситуации;
- о параметрах деятельности и функционального состояния оператора, подлежащих регистрации в ходе моделирования.
На основе перечисленных сведений осуществляется разработка функциональной схемы технических средств модели, определяется состав необходимого оборудования. Принимаются решения о необходимости использования управляющих вычислительных машин, создания информационно-логических устройств со специализированными функциями и уникальных исполнительных элементов-имитаторов для воспроизведения отдельных факторов и условий ситуации.
После детального рассмотрения, оценки и коррекции общей функциональной схемы технических устройств проводятся работы по изготовлению, компоновке и монтажу стендового оборудования физической модели СЧМ. Для используемых вычислительных устройств модели осуществляется разработка и отладка программно-математического обеспечения их функционирования.
Важным этапом технических работ является оснащение экспериментального стенда системой датчиков и регистрирующих устройств. Подробно эти вопросы рассмотрены в главе X.
Законченная физическая модель отлаживается и комплексно проверяется на функционирование, при этом наряду с контролем основных характеристик оборудования оценивается и степень ее безопасности для оператора. После завершения работ по созданию технических средств моделирования приступают к подготовке и проведению эксперимента с помощью созданной модели. Эксперимент, как уже отмечалось, включает три стадии: планирование эксперимента, проведение исследования (собственно эксперимент), анализ и обработка полученных результатов.
Методы их проведения ничем не отличаются от описанных ранее.
Позволяя решить целый ряд задач анализа и изучения деятельности, физическое моделирование не лишено некоторых ограничений и недостатков, подчас затрудняющих его применение. Одним из существенных ограничений физического моделирования являются сравнительно высокие затраты времени и средств на проведение исследований, требующие оценки и обоснования его экономической целесообразности.
Другим ограничением является отсутствие до настоящего времени завершенной теории и универсальных критериев количественной оценки инженерно-психологического подобия модели деятельности ее оригиналу. Проблематичность разработки таких критериев существенно возрастает именно для рассматриваемых задач конструирования СЧМ, когда модель создается в отсутствие самой системы.
Поэтому в обосновании характеристик физических моделей продолжают занимать ведущее место экспертные методы оценки.
Еще одним недостатком физического моделирования является то, что для каждого отдельного случая приходится создавать новую модель, а модели сложных устройств достаточно трудоемки в изготовлении и дороги, вариации параметров модели в этом случае затруднены. Избежать этого в ряде случаев помогает применение полунатурального моделирования.
При таком моделировании оператор работает в условиях, максимально приближенных к реальным. Он использует реальные органы управления и средства отображения информации, его рабочее место сконструировано аналогично реальному. Однако уравнения, описывающие
состояние технической части системы, моделируются средствами вычислительной техники. Это позволяет оперативно и в широких пределах менять параметры технической части системы и тем самым проводить исследование СЧМ в различных условиях работы.
Это позволяет повысить универсальность модели и снизить ее стоимость [201].
Помимо сказанного ранее, трудность создания физической модели состоит в том, что она не позволяет из-за технических возможностей полностью воспроизвести все факторы деятельности оператора реальной системы. Одним из путей преодоления этой трудности является прогнозирование наиболее характерных фрагментов процесса функционирования СЧМ с выделением подмножества факторов деятельности, влияющих на ситуацию управления в этом фрагменте деятельности.
Модели, воспроизводящие сравнительно небольшое количество факторов деятельности, необходимое и достаточное для адекватного воспроизведения конкретной ситуации управления, называются ситуационными, в отличие от комплексных моделей, ориентированных на полный набор условий и режимов деятельности оператора.
В общем случае создание ситуационной физической модели сводится к разработке технических средств, обеспечивающих воспроизведение в реальном масштабе времени требуемой факторной ситуации. При этом структура и характер модели определяются видом подмножества факторов ситуации и закономерностями межструктурных переходов. Среди различных подмножеств факторов, которые наиболее часто определяют направленность исследуемых ситуаций деятельности, выделяют:
- информационно-логические параметры управления объектом;
- параметры коммуникативных связей в группе операторов;
- пространственно-временные параметры используемых источников информации;
- параметры рабочей среды на рабочем месте оператора и др.
Для построения ситуационной физической модели в каждом конкретном случае выбирается подмножество факторов, определяющих исследуемую ситуацию деятельности оператора, и разрабатывается логико-временная
схема варьирования факторных структур. Выбранная схема реализуется при помощи типовых или специально разработанных технических устройств, входящих в состав функционального макета оборудования СЧМ [4].
В целом физическое моделирование деятельности оператора и его важнейшие разновидности как полунатурное и ситуационное относится к числу наиболее информативных методов исследования и оценки СЧМ, позволяющих в значительной мере ликвидировать пробелы в информационном обеспечении процессов их проектирования. С усложнением технических средств и процессов деятельности оператора применение методов физического моделирования становится все более эффективным и необходимым.
Психологическое тестирование
Широкое место в арсенале психологических методов исследования деятельности оператора принадлежит тестам. Тест (от англ. test - испытание, исследование) представляет собой стандартизированную методику психологического измерения, предназначенную для диагностики выраженности у человека психических свойств или состояний при решении практических задач.
Психологическое измерение нормируется в величинах межиндивидуальных различий. Тест представляет собой серию относительно кратких испытаний (задач, вопросов, ситуаций и пр.).
Результаты выполнения тестовых заданий являются индикаторами психических свойств или состояний. Тесты разделяются на два основных типа: собственно психологические тесты и тесты достижений (испытания знаний, навыков, уровня общей или профессиональной подготовки). Психологические тесты классифицируются по разным основаниям.
В зависимости от способа и возможностей интерпретации полученных результатов различают стандартизированные (формализованные) и нестандартизированные (неформализованные) тесты. В стандартизированных тестах получается объективный показатель обследования в виде показателя качества или продолжительности выполнении задания испытуемыми. При использовании нестандартизированных
методик результатом является мнение специалиста, реализующего данную методику. Примером таких тестов являются проективные тесты, применяемые при исследовании свойств личности.
По предмету диагностики выделяют тесты способностей, личности и социально-психологические тесты. Тесты способностей представляют собой методики, диагностирующие уровень развития общих и специальных способностей, определяющих успешность обучения, профессиональной деятельности и творчества. Тесты способностей включают задания на интеллект, на проверку творческих способностей, которые используются для определения общей одаренности человека. К ним относятся также тесты на проверку свойств восприятия, памяти, мышления, внимания, психомоторики и др.
Эти тесты наиболее широко используются при профессиональном отборе.
По способу реализации тесты делятся на бланковые, аппаратурные, опросные, ситуационно-поведенческие, компьютерные.
Бланковые методики наиболее широко представлены тестами, позволяющими оценить основные психические процессы человека. С помощью таких методик сравнительно просто выявляются особенности узнавания образов и наблюдательности, концентрации и устойчивости внимания, ассоциации, обобщения, конкретизации, умозаключений, объема оперативной памяти и др.
Для оценки количественных и качественных характеристик восприятия используют методики: Компасы, Шкалы приборов, Кубики и др. Например, методика Шкалы приборов (рис. 6.5), предназначена для исследования зрительного восприятия приборной информации и способности быстрой и точной ее оценки.
Задачей испытуемого является определить возможно более точно показание каждого прибора. Оценка результатов определяется по времени выполнения задания и числу допущенных ошибок.
Для оценки качества внимания: объема, переключения, распределения, концентрации, интенсивности и устойчивости используют корректурные пробы с кольцами (кольца Ландольта), методики: Перепутанные линии, Расстановка чисел, Отыскание чисел с переключением и др. Например, методика
.
| 9-т | 15-п | 9-м | 12-м | 16-е | 3-и | 10-в |
| 24-в | 23-ф | 1-к | 19-а | 15-л | 8-г | 17-а |
| 18-т | 14-ф | 13-ш | 6-с | 2-л | 10-t | |
| 11-к | 2-г | 24-ч | 23-ч | 5-ш | 12-б | 21-н |
| 20-б | 17-р | 11-р | 22-д | 19-т | 3-е | 13-ж |
| 7-х | 16-х | 6-ж | 22-п | 14-п | 8-ц | 4-з |
| 7-з | 1-о | 20-н | 4-д | 5-и | 18-о | 21-у |
| Светлые 1-24 |
|
| Жирные 24-1 |
Психологический тест Красно-черная таблица.
Красно-черная таблица предназначена для исследования способности оператора к переключению и распределению внимания. В таблице (рис. 6.6) изображаются в беспорядке цифры красного и черного цветов (на рисунке они показаны соответственно жирным и светлым шрифтом) от 1 до 24. Испытуемый должен назвать и показать цифры по очереди - одну с начала, другую - с конца ряда чисел, обязательно указывая при этом цвет цифры.
Оценка проводится по скорости и точности ответа.
Оценку свойств кратковременной и долговременной памяти (объем, точность, длительность, быстрота) проводят по специальным заданиям Зрительная память, Слуховая память, Информационный поиск и др. Так, для проверки объема оперативной памяти испытуемому предъявляют на несколько секунд таблицу с символами, изображенными на рис. 6.7 (с учетом особенностей исследуемой деятельности). На пустом бланке испытуемый обязан после предъявления таблицы обозначить запомненные символы.
Оценка результатов: учитывается общее количество зарисованных фигур и допущенных ошибок.
Проверка индивидуальных особенностей мыслительной деятельности осуществляется с помощью специальных методик типа Установление закономерностей, Составление фраз, Исключение понятий, Силлогизмы и др. В качестве примера рассмотрим методику Силлогизмы. Силлогизмом (от греч. sillogismus) называется умозаключение, состоящее из двух и более суждений (посылок), из которых делается третье суждение (вывод).
Подобного рода умозаключения часто приходится делать операторам, деятельность которых связана с принятием решения. Так, им нередко приходится принимать решение о преобладании одного параметра над другим не путем их прямого измерения, а на основании сравнения с третьим параметром [52]. В абстрактной форме эти решения можно представить как силлогизм вида:
А больше Б в 2 раза А значительно больше Б Б меньше В в 7 раз Б несколько меньше В
|
или |
|
В последнее время в инженерной психологии большое внимание уделяется изучению когнитивных стилей деятельности. Для оценки когнитивных стилей разработан ряд специальных тестов: Скрытые фигуры (для оценки полезависимости - поленезависимости), Тест схематизации (для оценки сглаживания - подчеркивания различий), тесты Дж. Келли и Дж. Биери (для оценки сложности познавательных структур), Парные фигуры Кагана (для оценки импульсивности - рефлексивности) и др. Из этой группы тестов довольно широко используется тест Скрытые фигуры, предложенный Л. Торстоном. Фрагмент теста приведен на рис. 6.8. Задача испытуемого состоит в выявлении простых геометрических фигур (они расположены слева в каждой строке), включенных в состав скрывающего их сложного узора. Оценка результатов ведется по общему числу просмотренных фигур и количеству ошибок. Время выполнения теста
(всего 196 фигур) составляет 10 минут. Более высокая эффективность выполнения теста характерна для поленезависимых [126].
Для некоторых типов операторской деятельности, и прежде всего для операторов-руководителей и особенно операторов-исследователей предъявляются высокие требования к их творческим способностям. Для проверки этих качеств служат специальные тесты - тесты креативности. Под креативностью (от лат. creatio - созидание) понимается способность порождать необычные идеи, отклоняться от традиционных схем мышления, быстро решать проблемные ситуации и т.п. В тестах креативности, разработанных П. Торренсом, используются модели творческих процессов, отражающие их природную сложность в различных сферах деятельности. Эти тесты оценивают креативность в показателях беглости, гибкости, оригинальности и разработанности идей. Для оценки креативности могут использоваться также специальные опросники.
Деятельность оператора в ряде случаев может быть связана с выполнением действий категоризации. К ним
относятся такие психологические операции по переработке информации, которые приводят к разбиению некоторого множества сигналов на отдельные подмножества - категории или классы. Различают два основных вида категоризации: бинарную (разбиение на два подмножества) и многоальтернативную [53]. Для исследования таких процессов могут быть использованы психосемантические методики.
Психосемантика (от греч. semantikos - обозначающий) - это область психологии, изучающая различные формы существования значений (образы, символы, знаковые формы) в индивидуальном сознании человека, а также влияние эмоциональных мотивационных факторов на формирующуюся у него систему значений. Основным методом психосемантики является построение субъективных семантических пространств, являющихся модельным представлением категориальной структуры индивидуального сознания, на основе которой осуществляется классификация каких-либо объектов, понятий и т.п. на основе анализа их значений. Для построения субъективных семантических пространств используются такие методы, как метод семантического дифференциала (от лат. differentia - разность) и метод семантического радикала (от лат. radikalis - коренной). Их применение позволяет дать характеристику основных образующих индивидуального сознания - смыслов и значений [148].
Одним из довольно распространенных является цветовой тест Люшера. Его применение основано на том, что воздействие цвета может вызвать у человека определенный психологический и физиологический эффект. В тесте используется четыре основных (синий, сине-зеленый, оранжево-красный, светло-желтый) и четыре дополнительных (фиолетовый, коричневый, серый, черный цвета).
Испытуемому предлагается расположить карточки с названными цветами в порядке предпочтительности для его восприятия. По расположению карточек делаются выводы о функциональном состоянии, настроении, работоспособности человека, а также о некоторых свойствах его личности. Испытания по тесту Люшера во многих случаях тесно коррелируют с результатами испытаний по методике САН (см. ниже). 1 - измерительные приборы;
2 - счетчики импульсов;
3 - модель самолета;
4 - 7 - органы управления. Аппаратурные методики позволяют измерять и регистрировать важные психологические и физиологические показатели оператора. Примером аппаратурного теста для проверки качеств внимания служит прибор Аттенциометр (рис. 6.9). На его лицевой панели расположена модель самолета, лампочки, счетчики и измерительные приборы. При работе с аппаратом испытуемый должен, действуя одной рукой, непрерывно корректировать положение самолета, удерживая его в заданном положении. Одновременно он должен следить за лампочками и приборами и, действуя другой рукой, производить заданные переключения органов управления [129].
Таким образом, как и работа с красно-черной таблицей (рис. 6.6), так и работа на аттенциометре требуют от человека одновременного выполнения нескольких действий.
