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心理运动能力测验测量的是受个体意识支配的精细动作能力。这类测验专门测量速度、协调和运动反应等特性，大多与手的灵巧性有关，也有一些涉及腿或脚的运动。这是一种比较早的特殊能力测验，在20年代和 30年代，这种测验广泛应用在工作和职业成绩的预测上。后来，美国空军人事和训练研究中心设计了心理运动能力的综合分析方法，并把有些技能容纳到飞行员训练和空战模拟中。从50～70年代，弗莱西曼（E.A.Flishman）及其助手对心理运动能力测验进行了认真的研究。结果表明，心理运动能力很特殊，这种能力的操作测验和纸笔测验之间的相关、运动的速度和质量之间的相关都很低。从各种测验的相关分析中，弗莱西曼发现了11种心理运动因素，它们是：瞄准，手、臂稳定，准确控制，手指敏捷，手工操作敏捷，四肢协调，速度控制，反应时，反应倾向，手臂运动速度，腕、手的速度。他还发现心理运动能力测验的信度低于其他特殊能力测验(0.70到0.87之间)，原因可能是这种成绩较易受练习或实践的影响。此外，从初级练习到被试基本熟练的过程中，这种测验在心理运动因素上的负荷是显著变化的。可见，心理运动测验的分数及意义都要受到练习的影响。
心理运动能力测验的效度比机械和文书能力测验的效度低。对于预测训练计划中的成绩比对于预测工作成就效果好，同时对预测重复性工作的成功也更有效。但在预测某些需要较高级的认知和知觉能力的复杂工作的成功上相对较差。一般来讲，综合的运动能力测验效度比简单运动测验的效度高。
心理运动能力测验又分为大幅度运动测验、精细运动测验及二者结合的测验。大多数这类测验是速度测验，其分数与完成任务的时间有关，且对于青少年和成人都适用。一般这种测验都要借助于仪器，但也有纸笔形式的。有些纸笔测验的预测效度较好，但目前有证据表明，用来测同一种运动能力的纸笔测验和仪器测验之间几乎没有相关。
1．大动作运动测验
测量手指、手和手臂大幅度运动速度及准确性的测验。常见的有斯特龙伯格敏捷测验(Stromberg Dexterity Test, E. L. Stromberg编制) ，该测验要求被试尽可能迅速地将54个饼干大小的彩色圆盘按指定顺序排列；另一个常见的测验是明尼苏达操作速度测验(Minnesota Mechanical Assembly Test)，这是一种手工敏捷测验，包括一个有60个孔且有红、黄两色木块的木板，分成5种分测验，即安装测验、翻转测验、撤换测验、单手翻转和安放测验、双手翻转和安放测验。在这些分测验中分别要求将木块按指定方式翻转、移动和安放，例如安放测验要求被试将木块放在孔中。记分要考虑完成的时间。
2．小动作运动测验
测量被试小动作的运动速度及准确性。常见的有奥康纳手指灵活测验和镊子灵活测验(O'G. Paterson)。测验要求被试用手指或一对镊子将很小的铜钉放入一个纤维板的小孔中。另外还有克劳福德小部件灵活测验(Crawford Small Parts Dexterity Test)。在测验的第一部分，被试用小镊子将钉子插入孔中，并给每个钉子套一小环；第二部分，将小螺丝放入螺纹孔内并用改锥拧紧。测验成绩以完成每个部分的时间来计算。测验的分半信度为0.85左右，但第一和第二部分之间的相关只有0.40。虽然可以预估测验分数会与某些要求精细动作敏捷性的职业如刻字等 业绩有关，但还没有这些效度证据的报告。
3．大小动作运动测验
同时测量手和手的大小动作运动及手指敏捷性两个方面的能力。常见的有普渡木钉板测验(Purdue Pegboard)，这个测验不使用工具。第一部分要求被试用右手、左手和两手把钉子插到孔中；第二部分要求把钉子、铜圈一起放在孔中，可以同时用两手。另外还有宾夕法尼亚双重动作工作样本(Pennsylvania Bi-Manual Worksample,由J.R.Robert编制)和本纳特手—工具敏捷性测验(Bennet Hand-Tool Dexterity Test,由G. K. Bennett编制)。这两个测验都要使用螺母和螺栓，前者要被试将100个螺母拧在100个螺栓上，然后将它们插入孔中；后者要求被试先将工具箱左板上的三种不同规格的12个螺母从螺栓上拧下，然后把它们安装到右板上。分数以完成测验的时间计算。