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高考申論題 112年 [工業工程] 人因工程

第 一 題

📖 題組:
請試述下列名詞之意涵:(每小題 7 分,共 28 分) (一) information storage (二) substitution errors (三) oxygen debt (四) biomechanical approach
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

information storage

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看到「information storage」,應立刻聯想到人類資訊處理模式(Human Information Processing Model)中的「記憶系統」。答題關鍵在於精要說明記憶的三大階段(感覺記憶、短期/工作記憶、長期記憶)之時間與容量特徵,並點出其在人因工程設計上(如避免認知超載、意元集結)的實務應用。

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「資訊儲存(Information storage)」在人因工程與認知心理學中,指人類大腦接收、編碼、保留與提取資訊的記憶系統(Memory system)。根據人類資訊處理模式,其特徵包含三個主要階段: (1) 感覺記憶(Sensory memory):暫存視覺或聽覺等感官刺激的原始資訊,容量大但維持時間極短(通常少於1秒)。 (2) 短期記憶(Short-term memory, STM)/ 工作記憶(Working memory):負責資訊的暫時儲存與處理,維持時間約數秒至數十秒,容量有限(根據Miller法則,約為 7±2 個意元 chunks)。

小題 (二)

substitution errors

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看到「substitution errors」,應立刻聯想到人類失誤(Human Error)理論中的「失誤(Slips)」。解題時需點出其定義(誤觸相鄰或相似的控制器)、發生情境(技能基礎行為),並務必補充人因工程中的防範設計(如形狀編碼、防呆機制)以展現專業度獲取高分。

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「替代性錯誤(Substitution errors)」係指操作者在執行任務時,意圖操作某個特定的控制元件,卻錯誤地啟動或操作了另一個不正確的元件。此類錯誤通常屬於人類失誤分類中的「失誤(Slips)」,多發生於高度熟練的技能基礎(Skill-based)行為中。 其特徵與發生原因包含: (1) 介面設計不良:控制元件彼此排列距離過近、外觀或觸感過於相似,缺乏足夠的辨識度。

小題 (三)

oxygen debt

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看到「氧債」,應立刻聯想生理人因工程中的「能量代謝」與「肌肉疲勞」機制。解題須涵蓋無氧代謝產生乳酸的過程、運動後過量氧耗(EPOC)的定義,並務必連結到工業工程實務中「工作-休息週期(Work-Rest Cycle)」的設計與勞動負荷評估。

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「氧債」(Oxygen Debt),現代生理學常稱為「運動後過量氧耗」(Excess Post-exercise Oxygen Consumption, EPOC),指勞工在進行劇烈或高強度體力作業時,身體的需氧量大於實際攝氧量,導致肌肉必須透過「無氧代謝」(Anaerobic metabolism)產生能量所遺留下來的氧氣缺口。 其核心特徵與機制包含: (1) 乳酸堆積:無氧代謝會產生乳酸(Lactic acid),造成局部肌肉酸痛與疲勞,限制持續作業的能力。

小題 (四)

biomechanical approach

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看到「biomechanical approach(生物力學法)」,應立刻聯想到將「人體肌肉骨骼視為機械力學系統」。答題時需涵蓋三個層次:1. 定義(應用牛頓力學分析人體受力與力矩);2. 核心分析部位與邏輯(如 L5/S1 的壓迫力與剪力分析);3. 實務應用(預防 WMSDs、NIOSH 搬運方程式、MMH 作業設計)。

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「生物力學法(Biomechanical Approach)」指將人體的骨骼、肌肉及關節系統視為機械力學組件(如槓桿、鉸鏈),並應用牛頓力學原理(如受力與力矩平衡)來量化分析人體在執行作業時,身體內部組織所承受的機械性應力。其特徵與應用包含: (1) 分析邏輯與模型:著重於靜力學或動力學分析,透過計算外部負荷與重力產生的外部力矩,推導人體肌肉需產生的內部抗力。實務上常以第五腰椎與第一薦椎(L5/S1)為核心模型,分析該椎間盤所承受的壓迫力(Compressive force)與剪力(Shear force)。 (2) 核心目的:評估作業姿勢與施力大小,確保組織受力不超過人體的生物力學容許極限(如 L5/S1 壓迫力極限值為 3400 N),藉此預防職業性肌肉骨骼傷害(Work-related Musculoskeletal Disorders, WMSDs),尤其是下背痛。

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