实验手册-edit

心理学导论实验

——实验指导书

浙江大学心理学系

实验一 注意分配

背景介绍：注意是心理活动或意识对一定对象的指向与集中。资源限制

理论（Kahneman,1973）认为，注意是一种心理认知资源，而这些认知资源是有限的，有效的注意分配能力成为个体完成相对复杂的工作任务、适应多变的生活环境的必备条件之一。

注意分配，是指个体在同一时间内将注意分配到两种或以上的刺激上或活动中。资源限制理论认为，当这些活动需要的注意资源之和不超过注意资源的总量时，个体可以游刃有余的分配注意，此时不同的活动可以同时进行；一旦超过注意资源的总量时，不同活动之间就会发生注意资源的竞争，导致绩效的下降。

实验室中研究注意分配最常用的方法是双任务范式，即要求被试同时完成两种作业，从而观察其完成作业的情况。研究表明，双任务范式中两种作业的绩效受多种因素影响，比如，采用同种性质的任务（Allprot 等，1972），对不同任务使用同一种反应模式（Wickens，1983）或者提高任务的难度（葛列众等，1995）等，都会引起任务间的相互干扰，导致任务绩效的下降。

本实验先后采用单任务范式与双任务范式，通过对比心算作业和双手调节作业同时进行和单独进行条件下被试反应的正确率差异，试图验证注意分配现象的存在，加深对注意分配过程的理解。

方法

实验仪器和材料

双手调节器，计时和计数器 实验设计

2（作业方式：单独作业、同时作业）×2（作业内容：操作双手调节器、心算）的被试内设计，因变量为被试的正确率和反应时。

实验程序

实验1：练习双手调节器

1.双手调节器有两个转轮推动笔尖。转动其中一个轮，笔尖就向纵的方向移动；转动另一轮，笔尖就向横的方向移动。被试的任务是把注意分配到两种动作（转动两轮柄）上，迅速而准确的推动笔尖向前达到目的地。

1

2.被试推动双手调节器的笔尖，沿着双曲线内从起点到终点，然后再沿着原路回到起点。这样作为练习一遍。如果笔尖越出曲线的双线外，算作一个错误。如此共练习10遍。主试记录每遍练习的时间与错误数。

3.在练习完毕后，被试写出自己分配注意的体验（操作时左右手的注意分配） 注意：实验过程中不休息。 实验2：同时做两件不同种类的工作

1.被试做“心算”：报告3的等差数列，起始数为1的：1，4，7，……，当数到100时，再从头报告：2，5，8，……，以此类推，如此连续做4分钟。主试看时间，并记录被试心算的正确数。

2.被试练习双手调节器4分钟，主试记录其练习遍数和错误数。

3.被试现在同时做上述两种工作（练习双手调节器和心算）。连续4分钟，其余程序同前。

4.以上操作结束后，被试写出自己分配注意的体验（只做心算时，只练习双手调节器时，同时进行心算和操作双手调节器时，特别是对于最后的任务，是如何在心算与双手调节器操作间分配注意的）。

注意：实验过程中不休息。

结果

1.整理实验1结果：（1）表列每遍练习的时间与错误数。（2）用坐标图绘制练习曲线：时间曲线图与错误曲线图。每幅图各有3条曲线：2条个人曲线，1条平均曲线（在练习曲线上，个人有其自身的特点，小组平均可反应一般趋势）。（3）做小组的3个阶段的绩效分析，3阶段的划分：前3次，中4次和后3次，计算平均值和标准差（作为稳定性指标），制成表格。

2. 整理实验2结果，绘制下表：

表 单一作业与双重作业的工作效率比较

心算数 心算总数 单一工作 双重工作 差值（带符号）

双手调节器操作（4分钟） 练习遍数 错误数 心算正确率 2

讨论

按要求完成实验报告，讨论要求如下：

实验1：（1）描述双手调节的练习曲线和3阶段的练习绩效，（2）根据实验结果数据和被试自己的体验，论述在操作双手调节器的过程中如何分配注意。

实验2：根据实验结果和被试自己体验，论述双重工作时的注意分配特点，分析一个人能否同时做两个不同种类的工作？这样做应具备什么条件。

附加作业：论述在缺少双手调节器的情况下，你怎样研究注意的分配？并对这个问题提出实验的材料与方法。

参考文献

[1] Allport D , Antonis B ,Reynolds P. On the division of attention :a disproof of the single channel hypothesis. Quarterly Journal of Experimental Psychology , 1972(24) :225-235.

[2] Reisberg D .General mental resources and perceptual judgments. Journal of Experimental Psychoglgy :Human Perception and Performance , 1983(9):966-979.

[3] Wickens C D , Sandry D , Vidulich M. Ompatibility and resource comption between modalities of input ,output ,and central processing .Human factors, 1983(25):227-248.

[4]葛列众，朱祖祥.结果冲突与作业难度对双重作业绩效的影响，心理学报，1995，27（3）:247-253

[5]郭秀艳.心理实验指导手册，北京：高等教育出版社，2010

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实验二 警戒作业绩效的测定实验

背景介绍： 警戒是一种持续性注意，指个体在一定环境中为觉察特定的、

难以预测又较少出现的信号所保持的准备状态，主要以监视、检测、探索等任务形式出现在空中交通管理、工业质量控制、自动化作业、核电站中央控制、机动车辆驾驶等人-机界面中。

1932年，人们开始了关于从事视觉检查任务的绩效变化研究。到了二战期间，军事问题引起了人们对警戒研究的强烈兴趣，Mackworth 奉命为如何提高监视作业效率提供建议，因此开创了警戒的实验室研究。此后，人们在实验室情景下研究了大量警戒绩效的变量，包括作业时间、信号的物理性质、刺激密度、任务类型等。

Mackworth（1950）的经典研究是这样进行的：实验中首先定义了非危险信号和危险信号：刻度盘上指针的运行速度每秒移动一步被视为非危险信号，某一时刻指针每秒运动两步则被视为危险信号。被试的任务就是在大量的非危险信号中发现随机出现的危险信号。结果表明，在1个小时、1.5个小时、2个小时内的警戒中，觉察率的下降主要发生在起始的半个时间内（信号发现率下降到84%左右）。随着研究的深入，在1984年，Mackworth和Faustina又发现，并不是随着时间的推进都会出现警戒下降现象，任务的复杂程度对警戒绩效的影响更大，过于简单和复杂的任务，会导致警戒下降，而中等难度的任务则不会或很少会导致下降。此外，信号的某些特性，如刺激维度、强度及信噪比、预备信号的设置和信号呈现的位置安排都影响“作业”的绩效。

本实验采用与Mackworth类似的任务测定被试在60分钟内的警戒作业绩效，学习绘制和分析警戒作业绩效曲线，并试图验证Mackworth实验中发现的作业时间对警戒绩效的影响模式。

方法

仪器与材料：

1. 仪器：计算机及PsyTech心理实验系统 2. 材料：屏幕上由60只发光点构成1个圆。 实验设计：

4

采用单因素被试内设计。自变量为时间段，分为6个水平：0-10、10-20、20-30、30-40、40-50、50-60。因变量为被试的正确反应次数。

实验程序：

1. 登录并打开PsyTech心理实验主界面，选中实验列表中的“警戒作业绩效的测定”。单击呈现实验简介。点击“进入实验”到“操作向导”窗口。实验者可进行参数设置（或使用默认值），然后点击“开始实验”按钮进入指导语界面。由于时间较长，所以一定要先进行练习实验，再点击“正式实验”按钮进入实验界面。

2. 实验指导语：

这是一个测试警戒绩效的实验。请你注意看屏幕上红色亮点，亮点会顺时针依次跳动。每次跳一格为正常。若出现跳格现象为错误跳动，则请你尽快做出反应。即在规定时间内按1号反应盒上的“+”键。若未及时反应即超过最长反应时或者没有跳格你却反应则都算错。请尽量保持注意集中，由于实验时间较长，正式实验前请先进行练习，以保证实验能正常进行。然后点击下面的“正式实验”按钮开始。

3. 进入实验界面，会有提示语。按“+”键后红光开始顺时针跳动。被试按要求做出反应，直至设定的总时间到。程序自动记录每单元（10分钟）的各项数据。

4. 实验结束，数据被自动保存。实验者直接查看结果，在主界面“数据”菜单中查看。

结果

计算在不同时间段内正确和错误反应次数填入下表，并以时间为横轴（10min为一个单位），单位时间内正确发现百分比为纵轴，画成曲线。

表 不同时间段内正确和错误反应次数的平均数和标准差（M±SD） 时间段/min

0-10 10-20 20-30 30-40 40-50

正确（次数）

5

错误（次数）

50-60

讨论

1. 从绘制的警戒作业绩效曲线，分析作业时间对警戒的影响 2. 如果改变跳格的概率，有可能出现什么结果。 3. 分析影响警戒作业绩效的其他因素。

4. 根据结果中的数据，能否用信号检测论来分析？如何计算击中率，虚惊率？使用d′与β为因变量有怎样的优势？在本实验中有可能遇到怎样的限制？

参考文献

[1] 郭秀艳.心理实验指导手册，北京：高等教育出版社，2010. [2] 郭秀艳.实验心理学，北京：人民教育出版车，2004. [3] 杨治良.基础实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998.

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实验三 练习迁移实验

背景介绍：某种技能的掌握可以影响另一种技能的学习与掌握，这种影

响既可以产生积极的效应，也可以产生消极的效应。心理学将这种影响称为迁移（transfer）。运动技能学习中，有一种特别的迁移现象：两侧性迁移，它指的是个体利用一侧肢体学习某一特定运动技能之后，对侧（非练习侧肢体）所表现出来的学习或执行同一特定运动技能的能力。

镜画实验是研究技能学习最常用的心理学实验，1910年，斯塔奇（D.Starch）首创了镜画实验。该仪器的实验方法是让被试通过镜子来看一个图形，用笔在图形上描画。通过镜子反射，和原图形相比镜中图形是上下倒置而左右不变，所以被试在描画时往往会出现与平常上下笔顺相反的画法，给初作镜画的人带来一定的困难，但通过训练被试会很快适应原先的习惯画法。

本实验观察镜画时右手练习对左手作业的影响，进一步了解技能练习的迁移现象。

方法

仪器与材料：

镜画仪，包括：平面镜、星形图形、描记笔、遮板、支架和计时器。 实验程序：

（一） 被试端坐，面对桌上竖放着的平面镜，把星形图形放在镜前，起点靠近镜边。通过支架上的遮板，将星形图形与被试眼睛隔开，使被试不能直接看见星形图形，只能看见镜中的星形。

（二） 实验组被试：

1.被试用左手画星形，拿着描记笔放在星形的起点，主试发出“开始”信号，．．同时开动停表。被试听见信号后，就按逆时针方向在星形双线内尽快的画一圈。．．．如果描记笔碰到双线或后退了，必须立即回到双线内原地，继续向前画去。中途不要停顿，也不要直接看星形，直到画完星形一圈为止。主试记下终止时间和错误数。

2.被试用右手画星形，按顺时针方向画10次，其余程序同步骤1。 ．．．．．3.被试再用左手重画一次，按逆时针方向。 ．．．．．

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4.实验结束后，被试记录自己实验过程中的操作体会。 控制组被试：

1.在实验组被试第一次用左手画星形一次后，控制组被试也用左手画星形一．．．．次，方法同实验组。

2.在实验组被试用右手画星形10次时，控制组不操作。 ．．

3.在实验组被试第二次用左手画星形一次后，控制被试再用左手画星形一次，．．．．方法同实验组。

4.实验结束后，被试记录自己的实验过程中的操作体会。 注意：

1.三人一组，实验组被试操作时，控制组的同学做主试；控制组的被试操作时，实验组同学当主试。担任主试的同学只负责发“开始”信号和开启秒表，以及记下终止时间和错误数等工作，不能观察被试操作，避免通过观察被试操作产生的学习效应而影响实验结果。

2.如果被试优势手为左手，实验中用“左手”的地方改为“右手”，用“右手”的地方改为“左手”，同时在运动方向上（顺时针和逆时针）也做相应调整。

结果

（一）把每次镜画的时间和错误数列成下表

表1 左右手镜画的时间与错误数（实验组）

顺序 时间（秒） 错误数 左手 1 12 2 3 4 5 右手 6 7 8 9 10 11 表2 左右手镜画的时间与错误数（控制组）

顺序 时间（秒） 错误数 左手 1 12 2 × × 3 × × 4 × ×

（二） 用坐标图绘制练习曲线：时间曲线图和错误曲线图。左右手结果分

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右手 5 × × 6 × × 7 × × 8 × × 9 × × 10 11 × × × ×

别画，共4张图。

（三） 比较左手前后两次镜画的成绩，计算其进步的百分数： 实验组=（左手第一次成绩－左手第二次成绩）/左手第一次成绩 控制组=（左手第一次成绩－左手第二次成绩）/左手第一次成绩 净进步百分率=实验组－控制组

讨论

按要求完成实验报告

实验报告的结果分析要求见“结果整理”，讨论要求如下： 1. 描述镜画的练习曲线；

2. 说明镜画最难与最易的部分，并分析其原因；

3. 根据心理学原理和实验结果，分析右手的练习对左手的工作绩效的影响。

参考文献

[1] 郭秀艳.实验心理学，北京：人民教育出版车，2004. [2] 杨治良.基础实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998.

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下面每次将呈现两种不同的颜色，请你根据1号反应盒对每次呈现一对颜色进行选择。如果你喜欢左边的颜色，请按“－”键；喜欢右边的颜色，请按“+”键。实验将进行很多次。

当你明白了上述指导语后，请你点击下面的“正式实验”按钮开始实验。 3.实验开始，被试按任意键，屏幕就会左右显示一对颜色圆，呈现时间不限，不计反应时。被试对两种颜色做出选择（按键）后，两圆消失，直至做完42次后自动结束

4.实验结束后，查看结果，保存结果（E盘），返回主界面，退出。

结果

1.制作颜色爱好顺序量表：

整理结果，把每种颜色在第一轮（第二轮）被评价为“更喜欢”的总次数分别记在相应的单元格内，两轮被评价为“更喜欢”的次数之和计入总计C（C称为选中分数）；根据C值对全部颜色的喜爱程度进行排序（C值越大，则表示该颜色的喜爱程度越高），见表1：

表1 对偶比较法制作颜色爱好顺序量表

颜色 第一轮 第二轮 总计C 排序

2.将顺序量表转换为等距量表：

顺序量表虽然易于建立且直观易懂，但无法反映出其心理量的差距大小，更不能反映心理量与物理量的对应关系了。等距量表虽然没有绝对零点，却有等距单位，因此能对其结果进行加减运算，即能反映出事物在某种心理量上的差距大小。程序为：

（1）计算出选中分数C，计算每种颜色的选中比例P：P=C/2(N-1)； （2）求出C的矫正值C′：C′=C+1； （3）求出P的矫正值P′=C′/2N；

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红

橙

黄

绿

蓝

青

紫

（4）由P′查PZO转换表得到Z分数；

（5）消除负值后将Z转换成Z′（把每个Z分数加上负值中的最小数的绝对值，得到Z′值，这样Z′的最小值恰好为零），在横轴上表示出来构成等距量表。

表2

红

选中分数C P=C/[2(N-1)] C′=C+1 P′=C′/2N

Z Z′ 顺序

橙

黄

顺序量表转换为等距量表

颜色 绿

蓝

青

紫

讨论

作业要求（本实验不写实验报告，按以下要求完成作业）：

1. 按要求计算实验结果，并按结果将自己的颜色爱好排序（分别制作顺序量表和等距量表）。

2. 回答问题：（1）本实验中为什么要改变左右的位置；（2）对偶比较法的应用范围是什么

3. 请用对偶比较法设计一个调研方案，例如，考察同种类型商品的多个广告设计的效果。

参考文献

[1] 郭秀艳.实验心理学.北京：人民教育出版车，2004. [2] 杨治良.实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998. [3] 郭秀艳.心理实验指导手册，北京：高等教育出版社，2010

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实验六 等级排列法制作心理实验量表

实验简介：等级排列法是一种制作顺序量表的直接方法。它与对偶比较

法的不同是把多个刺激同时呈现，让多名被试按照一定标准对所有刺激进行排序。然后把所有被试对同一刺激所评定的等级加以平均，以能求出每一个刺激各自的平均等级。最后，对全部各刺激按各自的平均等级进行排序并赋予数值。等级排列法是制作心理顺序量表的一种最简洁最直接的方法。采用等级排列法建立顺序量表时需注意：（1）由于排序结果取决于全体被试所评定的等级的均值，而均值会受到极端数据的影响，因此被试样本对目标总体的代表性要求较高；（2）由于每个被试只对全部刺激进行一次排序，使用该方法会损失大量信息，并且无法避免同一被试在多次排序中可能出现的结果偏差（信度较低）。等级排列法在市场研究和调查中较常用，如调查消费者对同类商品的评价和购买意向、收视率调查以及对一组广告优劣的评判等。

本实验通过对8种手机外观的喜好程度的排序，学习用等级排列法制作心理顺序量表的方法。

方法

仪器与材料：

1.仪器：计算机及PsyTech心理实验系统。 2.材料：8张不同型号的手机图片 实验程序：

1.登录（注册，用注册的用户名和密码进入），打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“等级排列法制作心理实验量表”（传统心理物理法→等级排列法）。单击呈现实验简介。单击“进入实验”到“操作向导”窗口。本实验无参数设置和练习实验，实验者可看完指导语后直接开始实验。

2.指导语：

下面将要呈现的是一组不同款式和颜色的手机图片。你根据自己对这些手机外观的喜好程度进行排序，将手机图片拖到下面的方框内。方框分别由1、2、3、4、5、6、7和8表示，最喜欢的赋值为1，最不喜欢的赋值为8。你可以修改排序，直至完全从高到低排列为止。

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在你明白了上述实验步骤后，请点击下面的“正式实验”按钮开始实验。 3.实验界面中，上面并排有8张手机图片。下面是编号从1到8的8个方框。被试排序完毕，点“确定”按钮予以确认。

4.实验结束后，查看并保存结果（E盘），返回主界面，退出。实验结束，数据被自动保存，实验者可直接查看结果，也可以换被试继续实验，在主界面“数据”菜单中查看。

结果

1.制作手机外观悦目程度的顺序量表（以本人数据再加上11个其他被试的数据）：

表1 等级排列法制作手机外观悦目程度的顺序量表

手机代号 赋值总和 平均等级 评判名次

C128

C308

E578

I308

I819

S159

X648

X899

2.将顺序量表转换为等距量表：

（1）计算平均等级：MR=等级总和/被试人数n，所有被试对某一图片上手机的评分等级全部加起来（等级总和），求出平均等级MR：

注：n为被试的人数

（2）计算平均选择分数Mc：Mc=n-MR

注： Mc被称为平均选择分数，在等级排列法中，有n名被试都对8种手机图片进行了排序，即每张图片都与其他7张图片进行了（n-1）次比较。将其余的7张图片视为一个整体（以Y表示），相当于该图片与Y进行了（n-1）次对偶比较，其中MR次该图片被评价为“不如Y悦目”，相应就有（n-MR）次（Mc次）该图片被评价为比“Y更悦目”

（3）计算每张图片被选择的百分率P：P=Mc / (n-1)

注：P表示在该图片与Y进行比较的总次数中，该图片被评价为“比Y更悦目”的次数所占的百分比

（4）计算Mc的矫正值Mc′：Mc′=Mc+0.5′

注：每张图片应该与它自己也进行一次比较，但这次比较的结果是悦目程度相等，因此视为该图片有0.5次被评价为“更悦目”。因此，该图片比所有8张图片（包括自身）更悦目的次数为（Mc+0.5）次，即Mc′次。

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（5）计算P的矫正值P′：P′=Mc′/n

注：P′表示在该图片与所有图片（包括自身）进行比较的总次数中，该图片被评价为“更悦目”的次数所占的百分比。

（6）根据PZO转换表，将P′转换为Z值

（7）消除负值后将Z转换成Z′，在横轴上表示出来构成了一个等距量表。

C128

等级总和

C308

E578

手机图片代号 I308

I819

S159

X648

X899

平均等级（MR） Mc=n-MR P=Mc/(n-1)

Mc′=Mc+0.5 P′=M′c/n Z Z′ 名次

讨论

作业要求（本实验不写实验报告，按以下要求完成作业）：

1.按要求计算实验结果（全体被试），并按结果将8种手机界面的爱好排序。 2.回答问题：（1）图片呈现时的排序是否会影响实验结果，（2）在市场研究和调查中，等级排列法有哪些应用。

3.请用等级排列法设计一个调研方案，例如，某服装厂准备对女性风衣的流行款式和颜色进行调研，请你设计一个调研方案。

参考文献

[1] 郭秀艳.实验心理学.北京：人民教育出版车，2004. [2] 杨治良.实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998. [3] 郭秀艳.心理实验指导手册，北京：高等教育出版社，2010

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（1）点击“训练”程序，选择“练习序列2”

（2）点击“开始”键，红色圆为起点，黑色圆为目标。

（3）用指点装置(鼠标、追踪球或数字笔）将箭头光标移至起点内，按下鼠标右键不松手，箭头光标变成手指光标，运动计时开始，被试迅速将红色圆拖至目标内，立即松开鼠标右键，计时停止，手指光标变成箭头光标，呈现下一个目标（注意：红色圆只有在目标内时松开鼠标右键才有效）。用以上方法完成96次练习训练，计算机将自动结束训练。

2．训练结束后，略休息一会儿，进入正式实验程序：

（1）点击“正式实验”按钮，选择“实验序列2”.

然后按训练的（2）和（3）步执行，但在正式实验中要完成960次测试，在完成480次测试时，计算机会给予提示，让被试休息1分钟（被试自己看表掌握时间），然后继续实验，直至完成960次测试，计算机将自动结束实验。

结果

1. 原始数据：实验原始数据由老师从网上发给大家

文件名为dxyz，x为方向：1=0°，2=45°，3=90°，4=135°，5=180°，6=225°，7=270°，8=315°；y为距离：1=20mm，2=60mm，3=100mm；z为大小：1=1mm，2=5mm，3=10mm，4=15mm。共有96个文件。

2. 结果整理（3人，3种装置为一组，每个被试先计算自己的结果）

（1）每个结果文件为1种实验处理的结果，各有10对数据，每对的前一个数字为运动时间，单位毫秒；后一个数字为一次测试中的错误次数（即运动中断的次数）。因本实验的数据处理任务较重，所以只分析时间数据。

（2）将实验数据导入excel文件，去掉错误次数数据，一个文件（一种处理）为一列，含10个数据，共96列。用excel计算96种处理的每一种的平均运动时间。

（3）利用（2）的结果，分别计算三种装置在不同方向、不同目标大小和不同运动距离条件下的运动时间（MT），绘制结果图。即方向与MT、距离与MT、目标大小与MT，共3张图，每张图中3条曲线（即3个装置）。

（4）用SPSS对不同装置的方向、距离和目标大小3个因素被试内方差分析（用个人数据进行），了解3个主效应和交互作用的显著性。

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（5）计算指点拖动任务的3种装置的平均运动时间，绘制成一幅结果图，横轴为装置，纵轴为运动时间，并与实验七的指点定位任务进行比较（两种任务用两条曲线表示）。并用SPSS做2因素混合设计的方差分析（用个人数据进行），了解2个主效应和交互作用的显著性。

讨论

按要求完成实验报告。实验报告的结果分析要求见“结果”，讨论要求如下： 1. 讨论在不同指点装置条件下，目标方向、目标距离和目标大小对拖动任务的影响；

2. 论述装置对拖动运动的影响

参考文献

[1]张彤，王丽，丁文朋.计算机指点装置定位操作人因研究回顾，人类工效学，2011，17（3）:84-87

[2] 张彤，杨文虎，郑锡宁.图形用户界面环境中的鼠标操作活动分析，应用心理学，2003，9（3）：14-19

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实验七 指点装置的定位任务分析

实验简介：以WIMP 为基础的图形用户界面（GUI）的流行始于1984年

的Apple Macintosh。由于具有方便、直观、简单易学等优点，到目前为止，GUI 仍是占统治地位的用户界面。GUI 的关键特征是指点装置和指点交互。常用的指点装置有鼠标、追踪球、操纵杆、触摸板、触摸屏和输入板等，鼠标是最常用的指点装置。指点任务在计算机用户任务中占支配地位，因此，指点装置和定位操作的改进对提高用户整体任务绩效，改善用户对系统的主观经验有着重要意义。

指点装置的定位操作包括指点定位和拖动定位两种。前者是用指点装置将屏幕上的光标移至某个对象或者区域，后者是用指点装置选中某个对象或区域，然后按下左键不松手，将对象或区域拖至要求的位置。指点定位操作用户绩效研究是从客观方面考察指点装置定位操作的可用性。绩效指标常包括指点定位操作的速度（通常以指点定位运动时间表示）、正确率（通常以错误率表示）和总绩效（有效难度指数与指点定位运动时间的比值）。

费茨定律：

1954 年费茨用铁笔移动方式研究手定位运动，发现手定位运动所需时间随目标距离增大而增长，随目标宽度增加而缩短。三者的关系可用下式表示MT = a + b×log2（2D / W）。MT 为定位运动时间，a、b 为常数，D为目标距离，W为目标宽度，log2（2D / W）为运动难度指数（ID）。费茨定律最初是针对物理意义上的目标获取，1978 年，Card等人发现：被试用4种输入装置（鼠标、操纵杆、步键和文本键）在5种目标距离（1cm、2cm、4 cm、8cm、16cm）和4种目标宽度（1、2、4、10个字符）组合下进行计算机文本选择任务时，输入装置的MT随距离的增加而增长，随目标宽度的增加而缩短。距离对错误率影响较小，但目标宽度对错误率有显著影响（文本键除外）。通过建模分析发现费茨定律可以解释鼠标和操纵杆的时间变异，其决定系数R2 分别为0.83和0.89。因此，该定律同样有效适用于虚拟环境中目标的指点定位，作用：1、用作人的信息加工模型的组成部分，2、利用它的斜率或其他参数作为定位运动的绩效指标。

本实验目的在于探讨GUI 中指点目标的大小，距离，方向及指点装置等因素对指点定位操作（定位任务）绩效的影响。

方法

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仪器与材料：

PC计算机、鼠标、追踪球、数字笔。 程序： （一）自变量

任务：指点定位任务，要求被试用鼠标（追踪球、数字笔）从起点出发又快又准确的击中目标。

目标大小：半径为1、5、10、15mm的圆形

目标距离：20、60、100mm（起点中心至目标中心的距离）

运动方向：0°（正上方）、45°、90°（水平右侧）、135°、180°（正下方）、225°、270°（水平左侧）、315°

装置：鼠标、追踪球、数字笔 （二）实验设计

采用4（目标大小）×3（目标距离）×8（运动方向）×3（装置）混合实验设计。目标大小、目标距离和运动方向为组内变量，装置为组间变量。目标大小、目标距离和运动方向组合成96种实验处理，每种处理随机呈现10次，总计960次测试。

（三）实验步骤

3人一组实验，每个人均为被试，分别用不同的指点装置（鼠标、追踪球、数字笔），采用sh8dian程序。 1．练习实验操作方法：

（1）点击“训练”按钮，选择“练习序列1”

（2）点击“开始”键，红色圆为起点，黑色圆为目标。

（3）用指点装置（鼠标、追踪球或数字笔）将箭头光标移至起点内，点击鼠标右键，箭头光标变成手指光标，运动计时开始，被试迅速将手指光标移至目标内，立即点击鼠标右键，计时停止。手指光标变成箭头光标，单次实验（trial）结束。用以上方法完成96次练习测试，计算机将自动结束训练。 2．训练结束后，略休息一会儿，进入正式实验程序：

点击“正式实验”按钮，选择“实验序列1”。按照练习的步骤（2）和（3）执行，但在正式实验中要完成960次测试，在完成480次测试时，计算机会给予

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提示，让被试休息1分钟（被试自己看表掌握时间），然后继续实验，直至完成960次测试，计算机将自动结束实验。

结果

1. 原始数据：实验原始数据由老师从网上发给大家

文件名为dxyz，x为方向：1=0°，2=45°，3=90°，4=135°，5=180°，6=225°，7=270°，8=315°；y为距离：1=20mm，2=60mm，3=100mm；z为大小：1=1mm，2=5mm，3=10mm，4=15mm。共有96个文件。

2. 结果整理（3人，3种装置为一组，每个被试先计算自己的结果）

（1）每个结果文件为1种实验处理的结果，各有10对数据，每对的前一个数字为运动时间，单位毫秒；后一个数字为一次测试中的错误次数（即运动中断的次数）。因本实验的数据处理任务较重，所以只分析时间数据。

（2）将实验数据导入excel文件，去掉错误次数数据，一个文件（一种处理）为一列，含10个数据，共96列。用excel计算96种处理的每一种的平均运动时间。

（3）利用（2）的结果，分别计算三种装置在不同方向、不同目标大小和不同运动距离条件下的运动时间（MT），绘制结果图。即方向与MT、距离与MT、目标大小与MT，共3张图，每张图中3条曲线（即3个装置）。

（4）用SPSS对不同装置的方向、距离和目标大小3个因素被试内方差分析（用个人数据进行），了解3个主效应和交互作用的显著性。

（5）计算指点定位任务的3种装置的平均运动时间，绘制成一幅结果图，横轴为装置，纵轴为运动时间。

（6）用SPPS计算鼠标在指点定位任务中在90°和315°方向的菲茨定律方程式，方法是计算直线回归方程。

讨论

按要求完成实验报告。实验报告的结果分析要求见“结果”，讨论要求如下： 1. 讨论在不同指点装置条件下，目标方向、目标距离和目标大小对定位任务的影响；

2. 论述装置对定位运动的影响

3. 对部分指点定位任务的实验结果做菲茨模型分析。

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参考文献

[1]张彤，王丽，丁文朋.计算机指点装置定位操作人因研究回顾，人类工效学，2011，17（3）:84-87

[2] 张彤，杨文虎，郑锡宁.图形用户界面环境中的鼠标操作活动分析，应用心理学，2003，9（3）：14-19

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实验八

实验简介：

指点装置的拖动任务分析

相关介绍参见实验七

实验八探讨GUI 中在拖动任务条件下指点目标的大小、距离、方向及指点装置等因素对指点定位操作（拖动任务）绩效的影响，并比较两种不同任务对定位运动的影响。

方法

仪器与材料：

PC计算机、鼠标、追踪球、数字笔。 程序： （一）自变量

任务：指点拖动任务，要求被试用鼠标（追踪球、数字笔）从起点出发又快又准确的将选中物拖至目标。

目标大小：半径为1、5、10、15mm的圆形

目标距离：20、60、100mm（起点中心至目标中心的距离）

运动方向：0°（正上方）、45°、90°（水平右侧）、135°、180°（正下方）、225°、270°（水平左侧）、315°

装置：鼠标、追踪球、数字笔 （二）实验设计

采用4（目标大小）×3（目标距离）×8（运动方向）×3（装置）混合实验设计。目标大小、目标距离和运动方向为组内变量，装置为组间变量。目标大小、目标距离和运动方向组合成96种实验处理，每种处理随机呈现10次，总计960次测试。

（三）实验步骤

3人一组实验，每个人均为被试，分别用不同的指点装置（鼠标、追踪球、数字笔），用sh8move程序。 1．练习实验操作方法：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sk7f.html