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Arbeitswissenschaften/Ergonomie (Fach) / 20/03 (Lektion)

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• 1) In welche zwei Sichtweisen lässt sich der Begriff Arbeit gliedern? Erläutern Sie diese. ·        subjektorientierte: Arbeit als Anstrengung ·        objektorientierte: Arbeit als Produktion von Gütern/ Dienstleistungen
• 2) Erläutern Sie den Begriff der Arbeitswissenschaft. ·        Angewandte, eigenständige und interdisziplinäre Wissenschaft ·        Im Zentrum: systematische Analyse, Ordnung und Gestaltung der technischen, organisatorischen und sozialen Bedingungen von Arbeitsprozessen ·        Ziel: Gestaltung von Arbeitssystemen sowohl technisch funktional als auch wirtschaftlich effizient und menschengerecht
• 3) Was ist ein Arbeitssystem? Ordnungsschema zur Beschreibung beliebiger Arbeitsplätze, das nach REFA durch soeben Systemelemente beschrieben wird: S1
• 4) Was kennzeichnet experimentelle Forschung? 1.      Mindestens eine variable wird systematisch variiert à unabhängige Variable (UV) 2.      Anschließend wird der Effekt der UV auf eine abhängige Variable (AV) registriert 3.      Während des Vorgehens wird die Wirkung von Störvariablen kontrolliert (z.B. konstant gehalten, zufällig verteilt) Durch dieses Vorgehen lassen sich Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge untersuchen
• 5) Nennen Sie die drei empirischen Forschungsmethoden. ·        Experiment ·        Beobachtung ·        Befragung
• 6) Erläutern Sie Quasi-Experiment. Im Gegensatz zum Experiment findet keine randomisierte Zuordnung von Versuchspersonen zu den Experimental- und Kontrollgruppen statt. Um trotzdem valide Kausalschlüsse zu erlauben, ist eine sorgfältige Kontrolle dieser Störvariable (z.B. durch geeignete Versuchspläne) erforderlich.
• 7) Was kennzeichnet ein Experiment bzw. welche Eigenschaften hat es? 1.      Geschichte – Ereignisse während des Untersuchungszeitraums mit Einfluss auf die Ergebnisse (z.B. Konstruktion sicherer Autos) 2.      Reifung – Veränderungen, die sich in langfristigen Trends zeigen (z.B. steigende Anzahl von Verkehrstoten vor Intervention) 3.      Effekt des Vortestens – (z.B. öffentliche Diskussion über hohe Opferzahlen) 4.      Instabile Messung – Abweichung des Messstandards durch neue Messinstrumente oder ein verändertes Kodierungsverhalten von Beobachtern 5.      Instabilität der Variablen – Natürliche Schwankungen (z.B. Trend vor Maßnahme steigend, dann sinkend; eine positive Wirkung der Straferhöhung bestätigt sich) 6.      Regressionseffekt – Wiederholte Messungen nähern sich dem Populationsmittel 7.      Diffusion – Kontrollgruppe, die durch Mitwissen ebenfalls Auswirkungen durch die Maßnahme erfahren kann (z.B. Nachbarstaaten von Connecticut) Diskussion von Alternativhypothesen zur Sicherstellung der Validität
• 8) Welche gegensätzlichen Bedingungen/Beobachtungen gibt es? Erläutern Sie. ·        Natürliche vs. Künstliche Bedingungen Beobachtung kann in der natürlichen Lebensumwelt des Probanden oder im Labor stattfinden ·        Teilnehmende vs. Nicht-teilnehmende Beobachtung Beobachter kann aktiv/passiv mit dem Probanden interagieren oder nicht Teil der Interaktion sein ·        Unvermittelte vs. Vermittelte Beobachtung Beobachtung kann ohne oder mit technischer Unterstützung durchgeführt werden  Ohne, z.B. Zeichensysteme (Protokollierung vorher festgelegter Verhaltensweisen), Kategoriesysteme (Abstrahierung des auftretenden Verhaltens und Einordnung in Kategorien)
• 9) Wie kann Befragung durchgeführt werden? Stellen Sie die verschiedenen Arten in einem Baumschema dar. S3
• 10) Welche Typen von Augenbewegungen gibt es und wie kann man dieser weiter untergliedern? A)     Stabilisierende Bewegungen ·        Optischer Nystagmus ·        Vestibulookulärer Nystagmus ·        Folgebewegungen   B)     Zielsuchende Bewegungen (Ausrichtung auf ein Sehobjekt) ·        Sakkade ·        Vergenzbewegungen   C)      Mikrobewegungen ·        Drift ·        Tremor ·        Mikrosakkaden
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• 11) Definieren Sie „optischer Nystagmus“. Reflex bei Betrachtung bewegter Umwelt (z.B. vorbeigleitende Landschaft aus Zugfenster), der aus einer langsamen Folgebewegung (80 °/s) und einer schnellen Rückstellbewegung (500 °/s) besteht.
• 12) Definieren Sie „vestibulookulärer Nystagmus“. Reflex bei plötzlicher Kopfbewegung (z.B. Drehbewegung auf Bürostuhl), bei dem die Augen mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, so dass ein Objekt weiterhin fixiert werden kann und eine stabile visuelle Wahrnehmung resultiert.
• 13) Definieren Sie „Folgebewegung“. Unwillkürliche Verfolgung eines sich langsam bewegenden Objekts (bis zu 80 °/s).
• 14) Definieren Sie „Sakkade“. Schnelle, ballistische Augenbewegung, um Objekte im Außenraum zu fixieren (bis zu 1000 °/s). Währenddessen ist das Wahrnehmungsvermögen drastisch eingeschränkt; dies wird uns jedoch nicht bewusst. Danach erfolgt die foveale Fixation (mind. 100 ms): Das Auge befindet sich in relativer Ruhe zum Sehobjekt und visuelle Informationen werden aufgenommen (ung. 2° um den fixierten Bereich).
• 15) Definieren Sie „Vergenzbewegungen“. Unwillkürliche, kooperative Augenbewegung, die gewährleistet, dass beide Augen auf den selben Zielpunkt fixieren. Bei der Fixation in der Nähe kommt es zur Konvergenz der beiden Achsen, beim Blick in die Ferne zur Divergenz.
• 16) Definieren Sie „Drift“. Wie andere Nervenzellen auch, reagieren die Rezeptoren der Netzhaut auf Veränderungen: Wird dem Auge ein konstantes Bild dargeboten, so verschwindet es allmählich durch die Rezeptorenmündung. Um dem Entgegenzuwirken stellt der Drift ein langsames Aabgleiten des Auges vom Fixationsort dar.
• 17) Definieren Sie „Tremor“. Nicht ausregelbare Ungenauigkeit der Muskelsteuerung.
• 18) Definieren Sie „Mikrosakkaden“. Korrigieren die durch den Drift verursachte Verschiebung und tragen so zu einer Refixierung des intendierten Objektes bei: Die Kombination von Drift und Mikrosakkade wird als physiologischer Nystagmus bezeichnet.
• 19) Welche Herausforderungen bringen die Methoden der Blickregistrierung mit sich? ·        Kalibrierung, um den Tracker auf extreme Bereiche des Blickwinkels einzustellen ·        Kompensation von Kopfbewegungen ·        Abbildung der Eyetracking-Daten auf die betrachtete Szene
• 20) Nennen und erläutern Sie die vier Methoden der Blickregistrierung. 1.      Direkte Beobachtung Bewegungen ab etwa 1° sind direkt registrierbar.   2.      Kontaktlinsenmethode Auf die Hornhaut werden individuell angepasste Kontaktlinsen gesetzt; die Messung ist aufwendig, aber hochgenau: -        Optisch: auf Kontaktlinse ist Spiegel, der einfallendes Licht punktförmig reflektiert; Kamera zeichnet Reflexion auf -        Elektromagnetisch: Proband in elektromagnetischen Wechselfeld und an Linse sind Spulen. Abhängig von Position der Spule im Magnetfeld ändert sich Spannung à Bestimmung der Blickrichtung   3.      Elektrookulographie Augenbewegungen erzeugen zwischen Hornhaut (positiver Pol) und Netzhaut (negativer Pol) eine elektrische Potenzialdifferenz. Messung dieser kornea-retinalen Spannung mit Elektroden. Bewegt sich das Auge, nähert sich die Netzhaut einer Elektrode an, während sich die Hornhaut in Richtung der anderen Elektrode bewegt.   4.      Videobasierte Verfahren Es werden markante Punkte des Auges extrahiert: -        Pupillen-Tracking: Das Auge wird durch eine Infrarot-Lichtquelle beleuchtet. Da die Pupille die IR-Strahlen absorbiert und damit schwächer reflektiert als das übrige Auge, können die IR-Strahlen durch eine IR-empfindliche Kamera aufgenommen werden. -        Limbus-Tracking: Optische Registrierung des Übergangs zwischen Bindehaut und Iris. -        Purkinje-Tracking: Bei der Brechung eines Lichtstrahls an der Oberfläche des Auges entstehen vier Reflexionen à Purkinje-Bilder. Aus dem relativen Abstand von Pupillen und Purkinje-Bildern wird die Augenbewegung errechnet (sog. Blickachsenmessung). Das erste und das vierte Purkinje-Bild sind besonders zur Bestimmung der Blickrichtung geeignet, da sich deren Lage zueinander nur durch rotierende und nicht durch translatorische Augenbewegungen ändern.
• 21) Welche Formen der Anwendung der Blickregistrierung gibt es? ·        diagnostisch: Eyetracking als Analyseinstrument, z.B. Markt- und Medienforschung ·        interaktiv: -        auswählend: Eyetracking als Eingabegerät, z.B. Gaming, Kommunikationssysteme für Behinderte -        blickabhängig: Eyetracking als Mensch-Maschine-Schnittstelle, z.B. Detektion von Ablenkung, Schläfrigkeit
• 22) Welche Parameter sind für die Blickregistrierung relevant? A)     Lidschlag -        PERCLOS: Zeitanteil, zu dem die Augen bzgl. der Augenlidspalte zu mindestens 80 % geschlossen sind -        AECS: Zeit, um die Augen vollständig zu schließen und öffnen -        Lidschlagfrequenz: Häufigkeit des Blinzelns, d.h. Lidschlüsse < 300 ms   B)     Sakkaden -        Sakkadendauer/-häufigkeit -        Latenzzeit (Indikator für Müdigkeit)   C)     Fixationen (Darstellung der visuellen Aufmerksamkeitsverteilung) -        Fixationsdauer/-häufigkeit -        Blickwechsel pro Zeiteinheit   D)     Blickpfad (Verlauf der Informationsaufnahme/-verarbeitung) -        Suchzeit: Zeit vom Erscheinen eines Stimulus bis zur ersten Fixation -        Blickpfaddauer: Folge von Fixationen und Sakkaden bis zur Lösung einer Aufgabe -        Fixations-Sakkaden-Verhältnis: Verhältnis der mittleren Fixationsdauer zur mittleren Sakkadendauer. Da während der Sakkaden keine Information aufgenommen wird, gibt der Parameter Aufschluss über den Anteil der betrachteten Gesamtzeit, während derer Information aufgenommen wurde. -        Länge des Blickpfads: Summe der Distanz zwischen aufeinanderfolgenden Fixationsorten; Maß zur Beschreibung der globalen visuellen Suche
• 23) Welche elektrophysiologischen Messmethoden gibt es? A)     Elektrokardiografie (EKG), z.B. Belastungs-EKG auf Ergometer -        Registrierung der von der Oberfläche abgeleiteten Aktionspotenziale des Herzmuskels -        Die Maße sind einfach zu ermitteln und auszuwerten, aber sie reagieren träge, unterliegen Schwankungen und sind vielfach durch Umgebungsfaktoren überlagert! à Kontrollmessungen sind erforderlich (z.B. Erfassung des Klimas)   B)     Oberflächen-Elektromyografie (OEMG) -        Messung der elektrischen Muskelaktivität, wobei durch Elektroden an der Hautoberfläche Summenaktionspotenziale abgeleitet werden.   C)     Elektrodermale Aktivität (EDA) -        Bei emotional-affektiven Stimulationen oder mental-informatorischen Belastungen kommt es zu einer erhöhten Schweißsekretion, die eine kurze Zunahme der Hautleitfähigkeit bzw. Abnahme des Hautwiderstandes bewirkt.
• 24) Nennen Sie drei statistische Auswertungsmethoden. ·        Skalenniveaus ·        Deskriptive Statistik ·        Inferenzstatistik
• 25) Definieren Sie Skalenniveau. Das Skalenniveau ist in der Empirie eine wichtige Eigenschaft von Variablen. Je nachdem, welche Vorschriften bei seiner Messung eingehalten werden können, lassen sich verschiedene Stufen der Skalierbarkeit unterscheiden.
• 26) Nennen Sie die vier verschiedenen Skalenarten, erläutern Sie deren Aussagen und geben Sie jeweils ein Beispiel für diese Skalenart an. 1.      Nominalskala -        Aussagen: Gleichheit, Verschiedenheit -        Beispiele: Telefonnummern, Geschlecht 2.      Ordinalskala -        Aussage: Größer-Kleiner-Relationen -        Beispiele: Schulnoten, Windstärken 3.      Intervallskala -        Aussage: Gleichheit von Differenzen -        Beispiele: Datum, Temperatur 4.      Verhältnisskala -        Aussage: Gleichheit von Verhältnissen -        Beispiele: Längen-/Gewichtsmessung, Alter
• 27) Erläutern Sie das Vorgehen der „diskriptiven Statistik“. Generieren einer Fragestellung Psychologische Hypothese Versuchsplanung: Operationalisierung UV, AV; Versuchsplan; Kontrolle von Störvariablen; Statistische Hypothesen Durchführung und Datenerhebung  Datenauswertung Schlussfolgerung und Bericht
• 28) Welche Eigenschaften haben diskriptive Kennwerte und wie werden sie unterschieden? … informieren in aggregierter Form über wichtige Eigenschaften der Daten. Unterschieden werden dabei Maße der zentralen Tendenz (z.B. arithmetisches Mittel) und Dispersionsmaße (z.B. Standardabweichung).
• 29) Erläutern Sie die Inferenzstatistik. Bei sehr häufiger Wiederholung der Untersuchung resultiert eine Verteilung von Mittelwerten. Die Mittelwerte streuen um einen wahren Populationsmittelwert. Die Verteilung wird als t-Verteilung bezeichnet. Bei einer genügend großen Anzahl an Messwerten zeigen viele Merkmale eine charakteristische Verteilungsform, die Normalverteilung (Gauß’sche Glockenkurve). Es handelt sich um eine Gruppe von Verteilungen. Besonders große Rolle: Standardnormalverteilung
• 30) Wie ist die Vorgehensweise beim statistischen Testen von Hypothesen bei der Inferenzstatistik? 1.      Aufstellen von Null- und Alternativhypothesen 2.      Festlegen des Signifikanzniveaus α 3.      Festlegen des Stichprobenumfangs n 4.      Berechnen des Ablehnungsbereichs (kritische Werte) 5.      Erheben der Daten 6.      Berechnen der Teststatistik (Prüfgröße) 7.      Entscheidung (Ablehnen oder Nicht-Ablehnen der Nullhypothese) 8.      Interpretieren der Ergebnisse
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• 31) Was versteht man unter dem Signifikanzniveau bzw. der Irrtumswahrscheinlichkeit? Es ist die vor dem Test festgelegte maximale Wahrscheinlichkeit α eines Fehlers 1.Art. In der Regel wählt man α=5 % (signifikant) oder α=1 % (sehr signifikant).
• 32) Wie wird die Prüfgröße berechnet und welche Aussage lässt sich aus ihr treffen? Prüfgröße= (Beobachter Kennwert- Theoretische Größe)/Standardabweichung des beobachteten Kennwertes Liegt die Prüfgröße innerhalb des Konfidenzintervalls, dann wird die Nullhypothese angenommen, anderenfalls wird diese abgelehnt.
• 33) Stellen Sie das Belastungs-Beanspruchungs-Konzept grafisch dar, erläutern Sie wozu es dient und was man unter Belastung bzw. Beanspruchung versteht.     Anforderung Arbeitsaufgabe(Belastung)     Arbeitsgestaltung Arbeitswissenschaft     Arbeitsunterweisung Mensch(Beanspruchung)     fähigkeit  Ansatz, um die menschenbezogenen Phänomene eines Arbeitssystems in einen Ursache-Wirkungs-Zusammenhang zu bringen
• 34) Nennen Sie die verschiedenen Belastungstypen und Beispielkriterien zur Ermittlung dieser. Wie kann man die Belastungstypen weiter kategorisieren? aufgabenbezogen     Energetische Belastung     Informatorische Belastung situationsgebunden     Belastung aus physikalischer oder chemischer Umgebung     Belastung aus der sozialen Umgebung
• 35) Welches Ziel verfolgt die Ergonomie? Ziel der Ergonomie ist es, gebrauchstaugliche, benutzerfreundliche und intuitive Produkte anzubieten. Im Rahmen der ergonomischen Arbeitsgestaltung gilt es, effizientes und fehlerfreies Arbeiten sicherzustellen und die Menschen vor Gesundheitsschuhen zu bewahren.
• 37) Mehrspeichermodell: Was ist „deklaratives“, was „prozedurales“ Wissen. Erläutern sie anhand eines Beispiels. Deklaratives Wissen:4823 Prozedurales Wissen: √
• 38) Entlang welcher drei Dimensionen lassen sich nach Wickens Ressourcen beschreiben? Eingabe-/Antwortkodierung Verarbeitungsstufen Sensorische Modalität
• 39) Was beschreibt die Biomechanik und an was orientieren sich biomechanische Messverfahren sie sich? Die Biomechanik beschreibt den Bewegungsapparat biologischer Systeme und die mit ihm erzeugten Bewegungen unter Verwendung der Prinzipien der klassischen Mechanik. Die biomechanischen Messverfahren orientieren sich an der aufgeführten Struktur: Anthropometrie. Bestimmung der (Massen-)geometrie eines menschlichen Körpers.Kinemetrie. Raum-zeitliche Charakterisierung von Bewegungen.Dynamometrie. Bestimmung der den Bewegungen zugrunde liegenden Kräfte.Elektromyographie. Bestimmung entstehender Muskelpotenziale.
• 40) Körperkraft: Nennen Sie personenbezogene und tätigkeitsbezogene Faktoren. Erläutern Sie Körperkraft nach DIN 33411 – 1. personenbezogene Faktoren: ·        Alter ·        Geschlecht ·        Trainiertheit ·        Konstitution ·        Motivation ·        Gesundheitszustand tätigkeitsbezogene Faktoren: ·        Arbeits-/Pausenregime ·        Arbeitsumweltfaktoren ·        Greifbedingungen ·        Körperabstützung ·        Häufigkeit ·        Dauer ·        Gelenkwinkel ·        Bewegungsgeschwindigkeit Aktionskraft Muskelkraft Massenkraft
• 36) Was ist das Ziel der kognitiven Ergonomie? Die kognitive Ergonomie versucht, ein Verständnis für alle Wechselwirkungen zwischen den kognitiven Prozessen des Nutzers und dem Gebrauchsgegenstand zu erlangen.
• 41) Wie kann Muskelkontraktion erfolgen? Isometrische Muskelkontraktion: Statische Muskelkraft, konstante/Veränderliche Kraft; konstante Muskellänge Isotonische: dynamische Muskelkraft, konstante Kraft; Veränderliche Muskellänge Auxotonische: dynamische Muskelkraft, Veränderliche Kraft; Veränderliche Muskellänge
• 42) Wie lautet die physiologische Begriffsbestimmung (Formel) für Arbeit? Arbeit = Kraft * Zeit
• 43) Nach welchen Prinzipien lassen sich Arbeitsabläufe optimal gestalten? ·        Definition geeigneter Ausführungsweisen z.B. Ausführungsweisen für Lasthandhabung à Körpernahe Haltung der Lasten ·        Verringerung der zu leistenden Arbeit z.B. Behälterentladestation à Entleeren von Behältern ohne Hebekraft ·        Optimierung des Wirkungsgrades
• 44) Was ist die OWAS- Methode (Ovako Working and Posture Analysis)? Ein etabliertes Verfahren, um körperliche Belastungen an Arbeitsplätzen zu erfassen.     Menschliche Körper wird in drei Körperregionen unterteilt: Rücken, Arme, Beine (Gewicht)     Haltung der Körperregionen wird belastungsabhängig von ein (niedrig) bis sieben (hoch) bewertet     Einschätzung des ergonomischen Risikos nach einem Ampelsystem
• 45) Was ist Anthropometrie? ·        Lehre von den Maßen, Maßverhältnissen und der Messung des menschlichen Körpers ·        Wissenschaftliche Grundlage für die ergonomisch-räumliche Gestaltung von Arbeitssystemen
• 46) Wie lassen sich Körpermaße untergliedern? Erläutern Sie. ·        Körperbaumaße Höhen-, Längen-, Tiefen-, Breiten-, Umfangsmaße, skelettäre Maße ·        Körperbewegungsmaße Funktionsmaße             - Bewegungswinkel             - Bewegungsraum (Körperfreiraum, physiologische Greifweite, Wirkraum)             - Sichtgeometrie             - Sicherheitsmaße
• 47) Nennen Sie digitale Menschenmodelle. ·        Human Builder ·        Jack ·        RAMSIS
• 48) Wozu werden Funktionsräume angewandt und welche kennen Sie? Anwendung für die Raumauslegung   ·        Aktionsräume -        Wirkräume des Hand-Arm-Systems, sowie der Greifraum -        Wirkraum des Fuß-Bein-Systems -        Sichtgeometrie (Sehachse, Sehentfernung, Sehbereiche)   ·        Bewegungsraum -        Körperfreiraum   ·        Sicherheitsmaße -        Sicherheitsabstände zu Gefahrenstellen -        Maximalmaße von Öffnungen -        Mindestabstände von Gefahrenstellen
• 49) Welche Sehbereiche gibt es? ·        Gesichtsfeld: unbewegter Kopf, unbewegte Augen ·        Blickfeld: unbewegter Kopf, bewegte Augen ·        Umblickfeld: unbewegter Körperrumpf
• 50) Definieren Sie Anzeigen. Nach welchen Kriterien werden diese unterteilt? Technische Einrichtungen, die veränderliche Information übermitteln. a)      Art der dargestellten Signale (Analog-, Digitalanzeige) b)      Art des angesprochenen Sinnesorganes (visuell, akustisch, taktil) c)      Art der Veränderungsdarstellung (aktive und passive Elemente, z.B. bewegte Skala, fester Zeiger oder feste Skala, bewegter Zeiger) d)      Art der Anzeigeform (Soll-/Istwert-, Differenz-, synthetische, Vor- und imperative Anzeige)

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