实验六学习疲劳的测定方法 疲劳时脑力工作能力和某些器官的生理功能下降。应用疲劳的测定方法，能较好地反应 大脑皮层的功能状态，便于在现场和自然条件下使用，并符合被测试者的年龄特点。 一、疲劳的测定方法 (一)测定目的要求 1.了解学习时大脑皮层的功能活动特性及学习疲劳产生的机理： 2.掌握剂量作业试验（校字法）、明视持久度测定、视觉运动反应时测定、短时记忆测 量及闪烁光融合临界频率测定或使用神经多功能测定仪的测定方法和评价： 3.通过学习疲劳测定的结果，评价学习负荷的大小，并提出建议。 (二)测定仪器与材料 安菲莫夫校字表、立体方块图形、秒表、记忆测量词汇、闪光融合频率仪、视觉反应时 测试仪、多功能心理生理能力测试康复仪 (三)、实验内容 1.短时记忆测定： 根据人的大脑对信息编码、储存和提取的时间流程，可把记忆分为瞬间记忆、短时记忆 和长时记忆。瞬间记忆以感觉映象的形式短暂停留，不超过2秒：短时记忆对信息进行 编码储存，保持在1分钟以内：长时记忆对信息建立了牢固的联系、保持从1分钟至 整个一生。瞬间记忆的测量有数字记忆广度法、空间位置记忆广度法、再现记忆法等。 短时记忆的测量有图形再认、图片回忆、视觉记忆、词汇记忆等。此外还有成套记忆测 验，如韦克斯记忆量表、临床记忆量表等。 数字记忆广度法是主试者以每秒一个数字的速度读由3至15位数字随机构成的数字组， 受试者立即按顺序重述出来。 以下是以词汇记忆测量为例进行的短时记忆测定。 (1)原理：脑力工作能力下降，即疲劳出现时，大脑皮层对信息的编码和贮存能力下降， 表现为记忆量的减少和记忆时间的缩短。 (2)方法：将20个在概念上无关联的词汇，以2秒钟一个单词的速度连续显示，然后 要求受试者立即在1分钟内默写出所记住的词（不要求顺序），通过计算默对率来评价短时 记忆的效果。 默对率()= 默写正确的字数 x100% 显示总字数 (3)评价：若工作后的默对率下降，即可表示疲劳出现，但不能区分是早期疲劳还是显 著疲劳。也可计算出全体受试者中的疲劳发生率或平均默对率作为集体评价指标
1 实验六 学习疲劳的测定方法 疲劳时脑力工作能力和某些器官的生理功能下降。应用疲劳的测定方法，能较好地反应 大脑皮层的功能状态，便于在现场和自然条件下使用，并符合被测试者的年龄特点。 一、 疲劳的测定方法 （一）测定目的要求 1．了解学习时大脑皮层的功能活动特性及学习疲劳产生的机理； 2．掌握剂量作业试验（校字法）、明视持久度测定、视觉运动反应时测定、短时记忆测 量及闪烁光融合临界频率测定或使用神经多功能测定仪的测定方法和评价； 3．通过学习疲劳测定的结果，评价学习负荷的大小，并提出建议。 （二）测定仪器与材料 安菲莫夫校字表、立体方块图形、秒表、记忆测量词汇、闪光融合频率仪、视觉反应时 测试仪、多功能心理生理能力测试康复仪 （三）、实验内容 1． 短时记忆测定； 根据人的大脑对信息编码、储存和提取的时间流程，可把记忆分为瞬间记忆、短时记忆 和长时记忆。瞬间记忆以感觉映象的形式短暂停留，不超过 2 秒；短时记忆对信息进行 编码储存，保持在 1 分钟以内；长时记忆对信息建立了牢固的联系、保持从 1 分钟至 整个一生。瞬间记忆的测量有数字记忆广度法、空间位置记忆广度法、再现记忆法等。 短时记忆的测量有图形再认、图片回忆、视觉记忆、词汇记忆等。此外还有成套记忆测 验，如韦克斯记忆量表、临床记忆量表等。 数字记忆广度法是主试者以每秒一个数字的速度读由3至15位数字随机构成的数字组， 受试者立即按顺序重述出来。 以下是以词汇记忆测量为例进行的短时记忆测定。 （1）原理：脑力工作能力下降，即疲劳出现时，大脑皮层对信息的编码和贮存能力下降， 表现为记忆量的减少和记忆时间的缩短。 （2）方法：将 20 个在概念上无关联的词汇，以 2 秒钟一个单词的速度连续显示，然后 要求受试者立即在 1 分钟内默写出所记住的词（不要求顺序），通过计算默对率来评价短时 记忆的效果。 （3）评价：若工作后的默对率下降，即可表示疲劳出现，但不能区分是早期疲劳还是显 著疲劳。也可计算出全体受试者中的疲劳发生率或平均默对率作为集体评价指标
2.明视持久度测定 (1)原理：当大脑皮层兴奋性降低时，视觉分析功能恶化，表现为眼睛注视物体时，明 视时间减少，明视持久度降低。 (2)方法：明视持久度测定一般用立体方块图，是在白色背景上呈“品”字形排列的三 个立体方块图，方块每边长1cm,在规定的时间(2分钟)内，注视立体方块图，呈现正“品” 字的累计总时间称为明视时间，明视时间与注视总时间的百分比称为明视持久度。 受试者手持一个可以断续计时的秒表，在规定的注视总时间内记录看到方块呈正“品” 字的时间，即明视时间，根据公式： 明视时间 明视持久度（)=注视总时间×10% 计算明视持久度。 测试时要求室内照度恒定，立体方块图表面照度在100-150Lx,且均匀无暗区，立体方 块图置于与受试者眼睛高度齐平前方30-40cm处。 (3)评价：若工作后的明视持久度较工作前下降，且超过10%，提示大脑皮层工作能力 下降，疲劳出现。 3.闪烁光融合临界频率测定 (1)原理：当闪烁光的闪烁频率逐渐增大到一定程度时，人的眼晴便会感觉为融合光。 从闪光感觉到融合感觉（或反之）变化瞬间的闪烁频率即为闪烁光融合临界频率。此临界频 率值的大小与机体的大脑工作能力状况有密切关系，当大脑工作能力较低时，视觉分析功能 亦较差，视分析器区域神经过程的灵活性降低，临界频率值减小。 (2)方法：闪光融合频率仪（亮点闪烁仪）由观察筒和频率指示器（主试机）两部分组 成。具体操作过程如下： I.将被试观察筒和主试机连接起来，并接通电源。 Ⅱ.令被试双眼紧贴观测筒，观察位于视觉中央的亮点。 L.先将背景光的强度、亮点的强度、亮黑比以及亮点的颜色都选择固定在所需位置上，然 后再测定亮点闪烁的临界频率。亮点的颜色选择必须主试与被试一致。 V.在测定闪烁临界频率时，频率的快慢都由被试调节。 V.当被试开始观察时看不到亮点闪烁，通过转动频率旋钮刚刚见到闪烁时立即停止转动旋 钮，并向主试报告，主试记下这时显示的闪烁频率：如果开始时能见到亮点在闪烁， 则将频率调快，刚刚看起来不闪烁（融合）时立即停止调节，记下其频率。在融合 点附近可以反复测试，得出平均值。 V1.如检测亮点不同颜色的闪烁临界频率，则主试转动光点颜色旋钮，选定一种颜色，并告 诉被试选定的颜色，被试同时转动选色旋钮，选定同一种颜色。亮点的颜色主试与 被试选择必须一致。 2
2 2．明视持久度测定 （1）原理：当大脑皮层兴奋性降低时，视觉分析功能恶化，表现为眼睛注视物体时，明 视时间减少，明视持久度降低。 （2）方法：明视持久度测定一般用立体方块图，是在白色背景上呈“品”字形排列的三 个立体方块图，方块每边长 1cm，在规定的时间（2 分钟）内，注视立体方块图，呈现正“品” 字的累计总时间称为明视时间，明视时间与注视总时间的百分比称为明视持久度。 受试者手持一个可以断续计时的秒表，在规定的注视总时间内记录看到方块呈正“品” 字的时间，即明视时间，根据公式： 计算明视持久度。 测试时要求室内照度恒定，立体方块图表面照度在 100-150Lx，且均匀无暗区，立体方 块图置于与受试者眼睛高度齐平前方 30-40cm 处。 （3）评价：若工作后的明视持久度较工作前下降，且超过 10%，提示大脑皮层工作能力 下降，疲劳出现。 3．闪烁光融合临界频率测定 （1）原理：当闪烁光的闪烁频率逐渐增大到一定程度时，人的眼睛便会感觉为融合光。 从闪光感觉到融合感觉（或反之）变化瞬间的闪烁频率即为闪烁光融合临界频率。此临界频 率值的大小与机体的大脑工作能力状况有密切关系，当大脑工作能力较低时，视觉分析功能 亦较差，视分析器区域神经过程的灵活性降低，临界频率值减小。 （2）方法：闪光融合频率仪（亮点闪烁仪）由观察筒和频率指示器（主试机）两部分组 成。具体操作过程如下： I. 将被试观察筒和主试机连接起来，并接通电源。 II. 令被试双眼紧贴观测筒，观察位于视觉中央的亮点。 III. 先将背景光的强度、亮点的强度、亮黑比以及亮点的颜色都选择固定在所需位置上，然 后再测定亮点闪烁的临界频率。亮点的颜色选择必须主试与被试一致。 IV. 在测定闪烁临界频率时，频率的快慢都由被试调节。 V. 当被试开始观察时看不到亮点闪烁，通过转动频率旋钮刚刚见到闪烁时立即停止转动旋 钮，并向主试报告，主试记下这时显示的闪烁频率；如果开始时能见到亮点在闪烁， 则将频率调快，刚刚看起来不闪烁（融合）时立即停止调节，记下其频率。在融合 点附近可以反复测试，得出平均值。 VI. 如检测亮点不同颜色的闪烁临界频率，则主试转动光点颜色旋钮，选定一种颜色，并告 诉被试选定的颜色，被试同时转动选色旋钮，选定同一种颜色。亮点的颜色主试与 被试选择必须一致
(3)评价：工作后的临界频率值较工作前减小，提示出现疲劳。 4.剂量作业试验（校字法） (1)原理：是在限定的时间内，让受试者完成指定的作业，根据其完成作业的数量和产 生的错误，判断高级神经功能状态。 单位时间内完成的作业量为工作速度指标，主要反映大脑皮层的兴奋过程：产生的错 误率为工作正确性指标，主要反映大脑皮层的内抑制过程。 疲劳时高级神经活动出现障碍，完成作业的速度减慢，错误增加，根据课前课后的两 次测定结果，判断是否有疲劳出现。 (2)方法：在规定的时间内(2分钟)删除所指定的字母。要求逐行从左至右逐字查看， 不得跳行、漏行，遇见指定字母就删除，时间终止后立即停笔，并在停笔处的字母右侧划一 休止符“‖”。 校字法有简单试验和带抑制条件试验两种。简单试验即为只要求删除某一个字母，如 “H”,而带抑制条件试验则要求受试者在规定的时间内删除特定条件下所指定的字母，如 要求删除“A”后面的“H”,此时字母A即为抑制条件，其余字母后的“H”则不删除。 测定完毕后，分别计算阅字速度、错误率及脑力工作能力指数(MC)等指标。 工作速度 阅字数（个） 阅读时间（分钟） 错误率(%)=错漏数 ×100% 阅字数 脑力工作能力指数(MC)=工作速度×应删数-错漏数 应删数 (3)评价：根据课前、课后两次测验结果的变化，可评价脑力工作能力状况：I良好： 工作后阅字速度增加，错误率降低：Ⅱ不变：工作后两指标均无变异：Ⅲ早期疲劳：工作后 阅字速度减慢或错误率增加：V显著疲劳：工作后阅字速度减慢，同时错误率增加。 5.视觉运动反应时测定 (1)原理：机体接受刺激到产生反应的间隔时间，称为反应时。反应时与大脑皮层的功 能状况有密切的关系。疲劳时，大脑皮层的功能下降，条件反射活动也受影响，表现为反应 时延长，反应错误增多。反应时反映了大脑皮层的兴奋过程，错误率反映了大脑皮层的内抑 制过程，因此视觉运动反应时测定既可测定有无疲劳出现，又可以区分疲劳的不同阶段。 (2)方法：视觉运动反应时测定仪一般由刺激信号显示器、按压电键、记录分析器和结 果输出四部分组成。在测定过程中，要求受试者将右手食指放在靠近电键的上方，注意力集 中，眼睛注视信号显示器。测定有简单和复杂两种，简单测定试验只出现阳性刺激信号；复 杂测定试验中既有阳性刺激信号，又有阴性刺激信号。 以北大青鸟仪器设备公司生产的SH山-Ⅲ型视觉反应时测试仪为例，其具体操作步骤为： 打开电源开关（若配有打印机，则需先给打印机装纸加电）。 3
3 （3）评价：工作后的临界频率值较工作前减小，提示出现疲劳。 4．剂量作业试验（校字法） （1）原理：是在限定的时间内，让受试者完成指定的作业，根据其完成作业的数量和产 生的错误，判断高级神经功能状态。 单位时间内完成的作业量为工作速度指标，主要反映大脑皮层的兴奋过程；产生的错 误率为工作正确性指标，主要反映大脑皮层的内抑制过程。 疲劳时高级神经活动出现障碍，完成作业的速度减慢，错误增加，根据课前课后的两 次测定结果，判断是否有疲劳出现。 （2）方法：在规定的时间内（2 分钟）删除所指定的字母。要求逐行从左至右逐字查看， 不得跳行、漏行，遇见指定字母就删除，时间终止后立即停笔，并在停笔处的字母右侧划一 休止符“‖”。 校字法有简单试验和带抑制条件试验两种。简单试验即为只要求删除某一个字母，如 “H”，而带抑制条件试验则要求受试者在规定的时间内删除特定条件下所指定的字母，如 要求删除“A”后面的“H”，此时字母 A 即为抑制条件，其余字母后的“H”则不删除。 测定完毕后，分别计算阅字速度、错误率及脑力工作能力指数（IMC）等指标。 （3）评价：根据课前、课后两次测验结果的变化，可评价脑力工作能力状况：Ⅰ良好： 工作后阅字速度增加，错误率降低；Ⅱ不变：工作后两指标均无变异；Ⅲ早期疲劳：工作后 阅字速度减慢或错误率增加；Ⅳ显著疲劳：工作后阅字速度减慢，同时错误率增加。 5．视觉运动反应时测定 （1）原理：机体接受刺激到产生反应的间隔时间，称为反应时。反应时与大脑皮层的功 能状况有密切的关系。疲劳时，大脑皮层的功能下降，条件反射活动也受影响，表现为反应 时延长，反应错误增多。反应时反映了大脑皮层的兴奋过程，错误率反映了大脑皮层的内抑 制过程，因此视觉运动反应时测定既可测定有无疲劳出现，又可以区分疲劳的不同阶段。 （2）方法：视觉运动反应时测定仪一般由刺激信号显示器、按压电键、记录分析器和结 果输出四部分组成。在测定过程中，要求受试者将右手食指放在靠近电键的上方，注意力集 中，眼睛注视信号显示器。测定有简单和复杂两种，简单测定试验只出现阳性刺激信号；复 杂测定试验中既有阳性刺激信号，又有阴性刺激信号。 以北大青鸟仪器设备公司生产的 SHJ-Ⅲ型视觉反应时测试仪为例，其具体操作步骤为： 打开电源开关（若配有打印机，则需先给打印机装纸加电）
L.复位：按“复位”键，数码管显示全为零，每换一组试验都必须复位一次，以保证 仪器正常工作。 Ⅱ.自检：按“自检”键，仪器进入自检状态，主试面板八位数码管同时依次显示1-8， 与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄三色逐行显示及全屏显示，循环两遍后，仪 器响蜂鸣，数码显示器自动归零。 Ⅲ.选择实验次数：实验次数范围在10-255之间任意设置。 V.按“启动”键开始测试：在按“启动”键前，主试者必须对被试者说明测试内容及 要求，被试必须面对显示屏，左手握深色回答开关，右手握白色回答开关，做好回 答准备。 V.打印测试结果：每组实验完后，按“打印”键，使标志显示器显示“1”或“2”， 再按“启动”键，则打印机自动打出测试结果。 V1.实验结束，换新的被试时，若实验内容不变，主试只需按下“启动”键，测试重新 开始：如更换实验内容，则按“复位”键后，重新设定实验参数。 (3)评价：根据前后两次测定的平均反应时长短和错误反应率的大小来评价。若两项指 标均没有变差，则表示脑力工作能力状况良好，未出现疲劳：若其中一项指标变差，则表示 早期疲劳：若两项指标均变差，则表示显著疲劳。 （四)结果与评价 二、作息制度卫生调查与评价 一日生活制度卫生调查与评价能反映学生脑力工作能力在学习过程中的变化并能评 价学生作息制度是否符合卫生学要求，所以也是研究教育过程卫生的重要方法之一。主要调 查内容包括作息制度、课程表安排、学生作息执行情况及学生脑力工作能力的变化。通常学 生一日作息制度调查表主要设计内容如下（表实习表6-4） (一)表实习6-4学生一日作息制度调查表 (二)调查学生一周课程表 (三)学生作息执行情况 (四)学生脑力工作能力变化调查情况： (五)评价方法： 1、以脑力工作能力指数(IMC),短时记忆数评价脑力工作能力水平指标，受试学生的 早读前测定的结果相比较，凡工作能力指标出现恶化为疲劳：统计学生在学习过程中每次测 定的疲劳率：学习过程中每次测定脑力工作能力水平各项指标的人平均值。从以上统计结果 分析工作能力的一日、一周的动态变化，根据这些结果评价学习疲劳的情况。 2、根据儿童少年卫生学第六章所学的知识评价工作制度和课程表。 根据儿童少年卫生学第六章所学的理论知识及国家卫生标准评价学生学习、睡眠和体育锻炼 的时间是否符合卫生标准。 4
4 I. 复位：按“复位”键，数码管显示全为零，每换一组试验都必须复位一次，以保证 仪器正常工作。 II. 自检：按“自检”键，仪器进入自检状态，主试面板八位数码管同时依次显示 1-8， 与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄三色逐行显示及全屏显示，循环两遍后，仪 器响蜂鸣，数码显示器自动归零。 III. 选择实验次数：实验次数范围在 10-255 之间任意设置。 IV. 按“启动”键开始测试：在按“启动”键前，主试者必须对被试者说明测试内容及 要求，被试必须面对显示屏，左手握深色回答开关，右手握白色回答开关，做好回 答准备。 V. 打印测试结果：每组实验完后，按“打印”键，使标志显示器显示“1”或“2”， 再按“启动”键，则打印机自动打出测试结果。 VI. 实验结束，换新的被试时，若实验内容不变，主试只需按下“启动”键，测试重新 开始；如更换实验内容，则按“复位”键后，重新设定实验参数。 （3）评价：根据前后两次测定的平均反应时长短和错误反应率的大小来评价。若两项指 标均没有变差，则表示脑力工作能力状况良好，未出现疲劳；若其中一项指标变差，则表示 早期疲劳；若两项指标均变差，则表示显著疲劳。 （四）结果与评价 二、作息制度卫生调查与评价 一日生活制度卫生调查与评价能反映学生脑力工作能力在学习过程中的变化并能评 价学生作息制度是否符合卫生学要求，所以也是研究教育过程卫生的重要方法之一。主要调 查内容包括作息制度、课程表安排、学生作息执行情况及学生脑力工作能力的变化。通常学 生一日作息制度调查表主要设计内容如下（表实习表 6-4） （一） 表实习 6-4 学生一日作息制度调查表 （二）调查学生一周课程表 （三）学生作息执行情况 （四）学生脑力工作能力变化调查情况： （五） 评价方法： 1、以脑力工作能力指数（IMC），短时记忆数评价脑力工作能力水平指标，受试学生的 早读前测定的结果相比较，凡工作能力指标出现恶化为疲劳；统计学生在学习过程中每次测 定的疲劳率；学习过程中每次测定脑力工作能力水平各项指标的人平均值。从以上统计结果 分析工作能力的一日、一周的动态变化，根据这些结果评价学习疲劳的情况。 2、根据儿童少年卫生学第六章所学的知识评价工作制度和课程表。 根据儿童少年卫生学第六章所学的理论知识及国家卫生标准评价学生学习、睡眠和体育锻炼 的时间是否符合卫生标准
(以下附实习六的图表) (赵淑英) 表6-3 结果与评价 测试方法 测定项目 工作前 工作后 评价 短时记忆法 默对词数（个） 显示词数（个） 默对率(%) 明视持久度测定 明视时间（秒） 注视总时间（秒） 明视持久度(%) 闪光融合临界频率 临界频率值(hz) 校字法 单位时间内阅字数（个） 错漏字数（个） 错误率（%) 视觉运动反应时 平均反应时(ms) 错误率（%) 表实习6-4学生一日作息制度调查表 一般情况：学校 班级 编号 姓名 性别 住宿地（学校、家庭） 作息制度：（填写） 作息内容的时间 作息内容的时间 起床 午休 早操 下午一节课 早餐 二节课 早读 三节课 一节课 文体活动 二节课 晚餐及休息 课间操 晚自习一节
5 （以下附实习六的图表） （赵淑英） 表 6-3 结果与评价 测试方法 测定项目 工作前 工作后 评价 短时记忆法 默对词数（个） 显示词数（个） 默对率（%） 明视持久度测定 明视时间（秒） 注视总时间（秒） 明视持久度（%） 闪光融合临界频率 临界频率值（hz） 校字法 单位时间内阅字数（个） 错漏字数（个） 错误率（%） 视觉运动反应时 平均反应时（ms） 错误率（%） 表实习 6-4 学生一日作息制度调查表 一般情况：学校 班级 编号 姓名 性别 住宿地（学校、家庭） 作息制度：（填写） 作息内容的时间 作息内容的时间 起床 午休 早操 下午一节课 早餐 二节课 早读 三节课 一节课 文体活动 二节课 晚餐及休息 课间操 晚自习一节
三节课 晚自习二节 四节课 晚自习三节 午餐 熄灯就寝 表实习65 某校某班课程表 第1节第2节第3节第4节第5节第6节第7节 星期一早读 星期二早读 星期三早读 星期四早读 星期五早读 表实习66某 校 班学生作息执行情况表（人） 内容 学校安排 学生执行 不符合 不符合率 (小时/日) (小时/日) 人数 (%) 学习 睡眠 体育锻炼 表实习6-7 班 年级学生日内脑力工作能力及疲劳率（人） 上午 下午 晚自习 早读前二节后四节后五节前七节后 一节前二节后 IMC指数(X)一 短时记忆字数(X) 疲劳率(%) 校字法 短时记忆法 表实习6-8 班 年级学生周内脑力工作能力及疲劳率（人） 星期一星期二星期三星期四星期五 IMC指数(X) 短时记忆字数X) 疲劳率(%) 6
6 三节课 晚自习二节 四节课 晚自习三节 午餐 熄灯就寝 表实习 6-5 某校 某班课程表 第 1 节 第 2 节 第 3 节 第 4 节 第 5 节 第 6 节 第 7 节 星期一 早读 星期二 早读 星期三 早读 星期四 早读 星期五 早读 表实习 6-6 某 校 班学生作息执行情况表（ 人） 内容 学校安排 学生执行 不符合 不符合率 （小时/日） （小时/日） 人数 （%） 学习 睡眠 体育锻炼 表实习 6-7 班 年级学生日内脑力工作能力及疲劳率（ 人） 上午 下午 晚自习 早读前 二节后 四节后 五节前 七节后 一节前 二节后 IMC 指数（X） 短时记忆字数（X） 疲劳率（%） 校字法 短时记忆法 表实习 6-8 班 年级学生周内脑力工作能力及疲劳率（ 人） 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 IMC 指数（X） 短时记忆字数（X） 疲劳率（%）
校字法 短时记忆法 个
7 校字法 短时记忆法
