人因工程第二章人的因素第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

第一節神經系統與感覺系統一、神經系統

神經系統是人體的主導系統，全身各器官、系統均在神經系統的統一控制和調節下互相影響、互相協調，以保證人體的統一及其與外界環境的相對平衡。（一）神經組織神經組織主要由神經細胞（神經元）和神經膠質構成。第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

神經元是一種特殊類型的細胞，在形態上與其他組織細胞很不相同，是具有突起的細胞，由細胞體和突起組成。神經元根據它的特性分為：傳出神經、中間神經、傳出神經以及興奮神經、抑制神經。神經膠質是神經元的輔助成分。主要由膠質細胞組成。神經元具有接受刺激、傳遞信息和整合信息的功能。1.神經元第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五神經元之間的連接處稱為突觸。它是一個神經元軸突末梢與別的神經元的細胞體或樹突相接觸的地方。神經元之間通過突觸形成一個龐大的、復雜的神經網絡。

2.突觸傳遞

第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）神經系統的基本結構神經系統是由包括腦和脊髓的中樞神經以及遍布全身各處的周圍神經所組成。1.中樞神經系統中樞神經系統包括腦和脊髓。脊髓是中樞神經的初級部分。位于脊柱的脊椎管內，其上端進入顱腔擴展為大腦的一部分---延髓。脊髓有兩個功能：一是通過上行和下行神經束，把來自外周感受器的沖動傳至腦，同時把腦發出的沖動傳到周圍神經；二是實現一些基本的軀體反射和內臟反射活動，如血管張力反射等。第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五腦又分為延髓、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。來自頭部、軀體與內臟的大部分感受器的神經沖動都經由延髓傳至大腦。它同時又是調節循環、呼吸、腸胃蠕動、唾液與汗腺分泌等活動的中樞。它的前庭核是軀體運動反射調節的重要中樞。

（2）腦橋、中腦、小腦、。腦橋也有上行下行的傳輸通路。中腦是上行下行神經傳導主要通路的集中處。小腦位于腦橋后面。小腦的主要功能是調節肌肉緊張度、軀體運動和維持軀體姿勢與平衡。

第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（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中樞。下丘腦控制植物性神經系統的活動。它的主要功能是調節內臟和內分泌系統，是饑、渴、性活動的中樞，也是情緒反應的中樞。（4）大腦半球。大腦從外形上分左右兩個半球，，以宗裂溝為界，故稱大腦半球。

第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五周圍神經系統指腦和脊髓以外的神經系統。它包括脊神經和腦神經。腦神經發自腦干，共12對，脊神經發自脊髓，共31對。

人體各部位的功能可分為兩類，即軀體性功能和內臟性功能。軀體性功能指軀體骨骼肌功能和感官活動功能。內臟性功能指內臟活動功能。與此兩類功能相應，神經系統也可分為兩類，即軀體性神經系統與植物性神經系統(與內臟性功能對應)。

2.周圍神經系統第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、感覺系統（一）視覺視網膜是眼睛的感光部分，內有兩種感光細胞桿狀細胞和錐狀細胞。視網膜上感光細胞的分布直接決定著該部分網膜的感光特性。中央處具有最敏銳的物體細節和顏色辨別能力。離中央越遠，視敏度和辨色能力越低。視覺是所有感覺中神經數量最多的感覺器，其優點是：可在短時間內獲取大量信息；可利用顏色和形狀傳遞性質不同的信息；對信息敏感，反應速度快；感覺范圍廣，分辨率高；不容易殘留以前刺激的影響。但也存在容易發生錯視、錯覺和容易疲勞等缺點。

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（二）聽覺

聽覺系統主要包括耳、傳導神經與大腦皮層聽區等三個部分。聽覺器官可分為外耳、中耳、內耳三部分。

聲音的聲壓必須超過某一最小值，才能使人產生聽覺。因此。能引起有聲音感覺的最小聲壓級稱為聽閾。不同頻率的聲音聽閾不同。

第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五(三)平衡覺

人對自身姿勢和空間位置變化的感覺稱為平衡覺。它的外周感覺器官是前庭器官。機體在進行直線運動或旋轉運動時，速度的變化會引起前庭器官中感受器的興奮。這類感受器的興奮對于機體運動的調節以及平衡的維持具有特殊作用。機體靜止時，也同樣通過這類感受器來感受機體，特別是頭部的空間位置。影響平衡覺并導致失去平衡的原因有：酒精、年齡、恐懼、突然的運動、熱壓、異常姿勢等。了解上述現象，可使管理人員更好地進行作業安排，減少安全事故。第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五(四)味覺

味覺是溶解性物質刺激口腔內味蕾而發生的感覺。味覺的感受器是味蕾，分布于口腔粘膜內，主要分布于舌的背面，特別是舌尖部和舌的側面。兒童的味蕾較成年人分布廣泛，老年人的味蕾數量，由于萎縮而減少。

味覺有甜、酸、苦、咸四種，稱為四原味。其他味覺都是由這四種相互配合而產生的。味覺的反應速度很慢，恢復原狀也需要時間。當一種有味物質進入口腔后，需要1s才能有感覺，而恢復原狀則需要10s至1min以上，或更長。

第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五(五)嗅覺和膚覺

鼻腔上端的嗅黏膜是嗅覺感受器，其上分布著嗅覺細胞。嗅覺細胞受到刺激時，產生神經沖動，上傳到嗅覺中樞而引起嗅覺。人的嗅覺靈敏度用嗅覺閾表示，即能引起嗅覺的氣體物質的最小濃度。

皮膚感覺系統的外周感受器存在于皮膚表層。這些感受器受刺激時引起的神經沖動，經過傳入神經達到大腦皮層的相應區域，而產生各種膚覺，包括觸、壓、振、溫和痛等感覺。

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第二節肌肉、骨骼與供能系統一、肌肉組織及其工作特征肌肉是人體四種組織中數量最多的組織。人做任何動作，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、等長收縮等形式。前兩種收縮是實現人體各種運動所必需的，它們是動力性的，總稱為動力性收縮。等長收縮則是靜力性收縮。(1)向心收縮。當肌肉收縮產生的張力大于外加阻力時，肌肉縮短并牽拉著骨杠桿作向心運動，故稱向心收縮。第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

(2)離心收縮。當肌肉收縮時產生的張力小于外力時，肌肉被拉長。

(3)等長收縮。肌肉收縮產生張力但長度保持不變時的收縮形式稱為等長收縮。

肌肉收縮的速度與肌肉收縮的張力有關。肌肉收縮的張力大小又同肌肉收縮前的長度(又稱初長度)有關。初長度短于“靜息長度”時，收縮時的張力隨肌肉初長度的增長而線性地增大。第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五肌肉收縮時的張力與收縮速度之間也存在著有規律的關系。增加肌肉的負荷時，肌肉收縮張力增大，但肌肉收縮的速度減慢，肌肉縮短的長度減小。當負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。若負荷減小，肌肉收縮的速度與短縮的長度又大。當肌肉收縮初長度達到約相當于靜息長度時，張力達到最大，此時的初長度稱為最適初長度。肌肉長度若超過這個最適初長度，收縮張力迅速下降。第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、骨骼系統（1）骨及骨骼。人體內有206塊骨。其中有177塊直接參與人體運動。人體骨骼系統可分成顱骨、軀干骨、四肢骨三大部分。右圖是人體骨骼系統結構圖。

（2）關節。人體四肢骨之間普遍由關節連結。關節的功用主要在于它可使人的肢體有可能作屈伸、環繞和旋轉等運動。在關節中有四類神經末梢，向中樞提供關節位置變化的信息、關節活動速度的信息、關節實際位置的信息及感受痛覺的信息。

第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五三、人體活動能源各種人體活動都需要能量。能量的供給通過體內能源物質(糖、糖元、脂肪、蛋白質)的氧化或酵解來實現。通常將能源物質轉化為熱或機械功的過程稱為能量代謝。

（一）人體活動的直接能源

人的肌肉．神經元和其他細胞活動的能源直接來自細胞中的貯能元——三磷酸腺苷(ATP)。肌肉活動時，肌細胞中的ATP與水結合，在ATP酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷(ADP)和無機磷(Pi)，并釋放29.3kJ的能量。ATP+H2O→ADP+Pi+29.3kJ/mol第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五人體補充ATP的過程稱為產能或供能。人體有三個供能系統，即磷酸原(ATP-CP)系統、乳酸能系統和有氧化系統。

（1）磷酸原(ATP-CP)系統。ATP—CP系統又稱非乳酸能系統。肌肉細胞中的ATP由細胞內的二磷酸腺苷(ADP)和磷酸肌酸(CP)這兩種高能磷化物合成。每1mol的CP分解時可合成1molATP。反應方程。（二）人體活動的供能系統第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（2）乳酸能系統。該系統的能量來自糖元的酵解。糖元酵解時產生的能量供應給ADP，再合成ATP。

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

綜上所述可知，三種能量系統產能過程各有特點，它們在人體活動中也有不同的作用。表2-1是對三種能量系統供能特點的比較。第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）能量消耗的測定

測定方法有直接法、間接法和相關估算法等。（1）直接法直接法是利用各種熱量計，測定在絕熱室內流過人體周圍的冷卻水生溫情況，直接測量人體在一定時間內散發的熱量。由于操作復雜，而且需要大型熱量計，實際測量中不便應用。

間接法是通過測定人體耗氧量（L/min），再乘以氧熱價（KJ/L）來計算能量消耗的方法。

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（2）間接法間接法又可分為閉合式和開放式兩類。閉合式是人對著一個密閉的裝置作呼吸。開放式測定法是讓人體從空氣中直接吸氣，將呼出氣體收集起來，然后對收集的氣體進行成分分析。使用間接法測定能耗，工作量很大。為了解決這一問題，在準確性要求不是很嚴格的場合，可用某些容易測定的生理指數來估計人體的能耗。例如，心率就是一個較常用的估算指標。

第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第三節呼吸、消化和循環系統一、呼吸系統呼吸系統是從鼻經氣管到肺部器官的總稱。呼吸系統的功能是使空氣中的氧進入肺，并在肺部與血液之間進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，是指單位時間內吸入（或呼出）的氣體量。人體活動時，肺通氣量隨活動負荷增加而增大。安靜休息時，肺通氣量約為6～7L/min,劇烈活動時可達安靜時的10～20倍。第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、消化系統消化系統包括口腔、食道、胃、十二指腸、小腸和大腸等消化器官，以及消化過程所必需的分泌酶的唾液腺、肝臟、胰腺等器官。

消化系統對食物的消化有兩種方式，一種是通過消化道肌肉的收縮活動，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。

第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五三、循環系統循環系統由心臟和密布全身的血管組成。心臟分為左右心房和左右心室四個腔室。血管分為動脈血管、靜脈血管和連接它們的毛細血管等三大部分。

循環系統的運行，可分為小循環(肺循環系統)和大循環(體循環系統)。小循環是由心臟向肺輸送低氧血液，再從肺部吸收高氧血液的系統。大循環是將高氧血液帶到全身，再將低氧血液收集到肺部的系統。

第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第四節腦力勞動與神經緊張型作業 的生理變化特點隨著科學技術的發展和社會進步，生產過程自動化程度日益提高，大量繁重體力勞動和職業危害較嚴重的工種將逐步被機器人所取代，體力勞動的比重和強度將不斷減小，而需要智力和神經緊張型的作業越來越多。

腦的氧代謝較其它器官高，安靜時約為等量肌肉耗氧量的15～20倍，占成年人體總耗氧量的10％。由于腦的重量僅為體重的2.5％左右，大腦即使處于高度緊張狀態，能量消耗量的增高也不致超過基礎代謝的10％。

第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五腦力勞動時心率減慢，但特別緊張時，可引起舒張期縮短而使心跳加快、血壓上升、呼吸頻率提高、腦部充血而四肢及腹腔血液減少，腦力勞動時，腦電圖的頻率加快。

第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第五節人的心理因素一、性格性格是指一個人在生活過程中所形成的對現實比較穩定的態度和與之相適應的習慣行為方式。如認真、馬虎、負責、敷衍、細心、粗心、熱情、冷漠、誠實、虛偽、勇敢、膽怯等就是人的性格的具體表現。

性格是一個人個性中最重要、最顯著的心理特征。它是一個人區別于他人的主要差異標志。人的性格構成十分復雜，概括起來主要有兩個方面，一是對現實的態度，二是活動方式及行為的自我調節。

第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、能力（一）能力及其分類能力是指那些直接影響活動效率，使活動順利完成的個性心理特征。能力可進行以下分類。

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，后天性格是在成長過程中通過個體與環境的相互作用形成的。第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五(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、感覺能力、想象能力和創造能力等。特殊能力是指在某種特殊活動范圍內發生作用的能力，它是順利完成某種專業活動的心理條件。（2）模仿能力和創造能力。是指通過觀察別人的行為、活動來學習各種知識，然后以相同的方式做出反應的能力。模仿是人類一種重要的學習能力。創造力是指產生新的思想和新的產品的能力。

第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（3）認知能力、操作能力和社交能力。認知能力是人腦進行信息加工、存儲和提取的能力，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活動的能力，如勞動能力、實驗操作能力等。社交能力是人們在社交活動中表現出的能力，如組織管理能力、解決糾紛能力、判斷決策能力等。

第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）能力的影響因素（1）素質。身體素質包括人的感覺系統、運動系統和神經系統的自然基礎和特征。遺傳對智力的影響主要表現在身體素質上。

（2）知識。人類知識是人腦對客觀書物的主觀表征，是活動實踐經驗的總結和概括。

（3）教育。人的發展能力與系統學習和掌握知識技能是分不開的，良好的教育和訓練是能力發展的基礎。

第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（4）環境。是指自然環境和社會環境兩方面。研究表明，豐富的環境刺激有利于能力的發展。（5）實踐活動。人的各種能力是在社會實踐活動過程中最終形成的。實踐活動是積累經驗的過程，因此對能力的形成和發展起著決定性作用。