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基于多维显示的监控作业中工作记忆与情境意识的关系研究

傅亚强  
【摘要】:情境意识是人机系统中操作者对系统运行状况与所处环境的了解程度。为了揭示操作者形成与保持情境意识所依赖的记忆过程,本研究以Baddeley的工作记忆理论、Gobet的模板理论和Ericsson的长时工作记忆理论为依据,对基于多维显示的监控作业情境中情境意识与工作记忆的关系进行了系统的实验研究。在研究情境意识测量技术的基础上,较深入地探讨了短时工作记忆和长时工作记忆在情境意识形成中的作用,重点了解两种工作记忆在情境意识形成与保持过程中发挥了什么样的作用、如何发挥作用。对情境意识与工作记忆的关系进行研究,不仅有助于丰富情境意识的基本理论,而且能为操作者的训练提供新方法和新思路,为人机界面设计提供理论依据。 全文包含了四方面的研究。一是编制情境意识的测量工具,检验情境意识的测量信度与效度。二是短时工作记忆及其子成分在情境意识形成中的作用,重点分析中央执行系统在情境意识形成中的作用;三是通过考察被试能否长时间保持大量任务信息,探讨长时工作记忆在情境意识保持中的作用,重点分析提取结构在情境意识保持和提取过程中发挥的作用。四是在前述实验结果的基础上,设计长时工作记忆能力的测量方法,采用多元回归分析法,建立情境意识对短时工作记忆广度和长时工作记忆能力的回归模型,深入分析短时工作记忆与长时工作记忆在情境意识形成与保持中的协同作用。 总结本文四方面的研究,得到以下主要结论: (1)在基于多维显示的监控作业情境中,短时工作记忆的视觉空间模板与中央执行系统参与了情境意识的形成过程。 (2)在情境意识形成过程中,短时工作记忆的中央执行成分起着协调作用,即协调各种信息的关系,在各信息之间、信息与知识之间建立有意义的联结。 (3)熟练被试可以利用长时工作记忆保持任务信息的表征。无论中断任务的性质如何变化、加工负荷有多高,熟练被试的情境意识始终保持在较高的水平上,并没有因为受中断任务的干扰而出现明显的下降。 (4)被试经常使用的各种线索相互联系,构成了一个层次性的结构,即提取结构。这种记忆结构发挥着组织信息和区分信息的重要作用。 (5)为提取保持于长时工作记忆中的信息,熟练被试能有意识地在短时工作记忆中恢复提取线索,借助线索可靠地激活长时工作记忆中的目标信息。 (6)短时工作记忆和长时工作记忆共同在情境意识形成与保持过程中发挥着作用。一方面,长时工作记忆能力越强,操作者保持情境意识对短时工作记忆的依赖程度就越弱,就越能利用长时工作记忆扩展记忆容量,增加保持情境意识的可靠性。另一方面,短时工作记忆主要负责少量信息的精细加工,加工后的结果存储于长时工作记忆,在长时工作记忆中形成协调一致的表征,即情境意识。


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