双任务条件下飞行学员出错分析

论文导读：本文使用PPCSS(95)飞行员心理选拔系统设置实验，分别为手动操作单任务，脚动操作单任务，手动—脚动双任务，以大一与大二的飞行学员为被试，考察飞行学员在不同任务下的操作，希望通过发现其动作操作的特点，为飞行学员的技能获得提供经验，并依次为座舱内的仪表布局提供一点思路。选取民航飞行学院飞行学员30人，平均年龄20.4（±0.8），均为大一、大二男生。采集被试失误率（在限定时间内未完成即做失误操作处理）。
关键词：双任务，飞行学员，失误率

 

飞行技能的学习是一个循序渐进的过程，其影响因素主要有三点：一、个体素质；二、技能的熟练程度；三、操纵器的设计。本文使用PPCSS(95)飞行员心理选拔系统设置实验，分别为手动操作单任务，脚动操作单任务，手动—脚动双任务，以大一与大二的飞行学员为被试，考察飞行学员在不同任务下的操作，希望通过发现其动作操作的特点，为飞行学员的技能获得提供经验，并依次为座舱内的仪表布局提供一点思路。

1.材料与方法

1.1 被试

选取民航飞行学院飞行学员30人，平均年龄20.4（±0.8），均为大一、大二男生。

1.2 实验

1.2.1 实验A

单任务，要求被试在两个方向（上下，左右）用双手操作控制杆将指针对准电脑屏幕上的方格。如图1A，本实验操作40次。采集被试失误率（在限定时间内未完成即做失误操作处理）。

1.2.2 实验B

单任务，要求被试在一个方向上（左右）用双脚操作控制舵将指针对准电脑屏幕上的方格。如图1B，本实验操作40次。采集被试失误率。

1.2.3 实验C

双任务，要求被试同时完成实验A与实验B。如图1C，本实验操作40次。分别采集被试失误率。

图1 实验示意

1.2.4 实验仪器

被试使用PPCSS（95）飞行员心理选拔系统完成实验操作，计算机采集实验数据。

1.2.5 实验程序

计算机以“滴”的声音通知被试开始实验，实验A因为有两个方向上的操作，限定时间为4s，同理，实验B的限定时间为2s，实验C的限定时间为6s，限定时间内指针未对准目标方格则记为失误操作。每个被试完成实验A与实验B的顺序采用ABBA平衡。在实验C中分别对手动操作和脚动操作记录失误率。

2.结果与讨论

2.1 实验A与实验B

配对T检验比较被试在实验A与实验B中的失误率，结果如下：

表1 手动操作与脚动操作失误率比较

注：显著性水平 *<.05，**<.001
 

通过上表我们可以看到，在单任务中，对比飞行学员的手动操作和脚动操作，其失误率存在显著差异，脚动操作的失误率显著高于手动操作的失误率。

结果说明在未受干扰的情况下，单纯做某一项任务，飞行学员手动操作表现要高于脚动操作，这与我们通常的概念，即手通常要比脚灵活是一致的。另外在两种任务中，失误率都比较高，表明飞行学员不能很好地完成这两种任务。通常来说，在简单重复性操作任务中每100次至1000次操作中有一次犯错[1]。而在本实验中，失误率大大高于1/100到1/1000，如此高的失误率可能是因为我们的限定时间过短，导致任务相对较难所致；也可能是因为尚未进行实际的飞行操作，飞行学员对这两种任务形式过于陌生所致。

2.2 实验C

配对T检验比较被试在实验A和实验C中的手动操作，实验B和实验C中的脚动操作，实验C中的手动操作与脚动操作，结果如下：

表2 实验A,B,C中的手动操作与脚动操作比较

通过上表我们可以发现，不论是手动操作还是脚动操作，在双任务条件下，飞行学员的失误率比单任务条件下显著增加，说明手动操作和脚动操作都受到了比较明显的影响。另外，双任务条件下，手动操作与脚动操作的失误率的差异依然存在，而且更加明显(5.99>4.16)，在本文中，因为使用的是配对T检验，其各个检验的自由度相同，因此，在一定程度上，T检验的结果是可以比较的。

飞行的动作技能有三个组成要素[2]：动作反应时间；动作的准确性；动作的协调性。在本实验中，我们限定了飞行学员的动作反应时间，将超出我们限定的反应动作视为失误的操作，对动作反应时间做了限制，主要考察飞行学员动作的准确性和动作的协调性，是因为在飞行过程中，时间是非常重要的因素，通常一名飞行员完成操作所能使用的时间是以秒为单位来计的，特别是在起飞和降落这样的关键阶段，飞行员需要进行飞行计划、执行检查单，与ATC进行通话，观察航路和航向，修正高度和速度，手、眼、脚、口、耳和大脑的信息加工都处在高度紧张的阶段，某些操作的时间可能只有几秒，因此，本实验中对被试的操作时间做了限定，将超出我们限定时间的操作视为失误的操作，其原因即在此。

注意的单通道理论已经成为心理学上被普遍接受的理论[3]，这种理论认为，人类无法将注意力同时分配到不熟悉的几个任务中去，在面对多任务的时候，通常是通过快速的注意力转移在多个任务中来回切换，表面上是同时完成多个任务，实质上在一个时间段内注意总是集中在某一个任务上的，从这个角度上来说，在完成多任务的时候，可以看成一个任务对另外一个任务有干扰作用，从而使得人类在完成多任务的时候，效率下降，错误更多，注意的这种加工方式被认为是人类信息加工的瓶颈。在本实验中，我们发现，双任务条件下，手动操作和脚动操作的确存在彼此干扰的情况，两种任务的失误率都显著提高，这种情况用注意的单通道理论可以很好的解释。我们还注意到，在双任务条件下，脚动操作的失误率的提高要高于手动操作的失误率，说明脚动操作受到的影响更大，也可以这么说，飞行学员在进行多任务操作的过程中，会优先将注意力分配到手动操作中，从而出现了两种操作失误率在双任务中都有所提高，但脚动操作所受的影响更大。因此我们认为，在飞行学员的手—脚协调操作中，手部的动作是优先加工的，将会占有更多的注意力资源，了解到这一点，对我们日常的飞行训练，以及我国通用飞机与航线飞机的设计，制造，适航审定等都有一定的借鉴意义。

参考资料：
[1]罗晓利. 飞行中人的因素. 西南交通大学出版社，1998,12.
[2]罗晓利. 机组资源管理. 西南交通大学出版社,1998,12.
[3]王甦、汪安圣. 认知心理学. 北京大学出版社,1992,4.