基于維也納心理測試系統(tǒng)的空間認知能力研究

趙杰　劉天培　顧瑩　陳鑫

【摘 要】隨著航空技術的不斷發(fā)展，飛行器的自動化程度在不斷地提高，飛行工作對飛行員的心理負荷要求也在不斷提高。而空間認知能力是飛行員所需要具備與提高的。為了能夠準確研究飛行技術培訓是否會對認知能力產(chǎn)生影響，本文使用維也納心理測試系統(tǒng)（Vienna test system）對在校大一和大二學生進行測試。數(shù)據(jù)分析表明，在各項測試中大二學生的測試得分普遍好于大一學生，說明進行過一系列規(guī)范的專業(yè)培訓有助于學生提高空間認知能力。

【關鍵詞】維也納心理測試系統(tǒng)；空間認知能力；飛行學員

1 研究背景與意義

空間認知能力是指通過每個人腦部處理、保存和提取信息的一種能力，即社會普遍所指的智力、例如想象力、記憶力和觀察力等。空間認知能力對飛行有著極大的影響，飛行員通過該能力去精確認知客觀世界、對認知的客觀事物進行修正或改造以及重建視覺經(jīng)驗。隨著民航業(yè)的發(fā)展，飛行員心理訓練的重點也已從強調個體的心理運動技能訓練轉向對復雜情景的認知監(jiān)控和管理技能訓練，因此，如何有效地選拔出適應現(xiàn)代航空工業(yè)發(fā)展所需要的并且具有良好飛行潛力的航線飛行員，對于完善現(xiàn)有飛行員的心理素質、預防和克服人因失誤的發(fā)生率，進一步促進航空安全水平的提高具有十分重要的現(xiàn)實意義。在飛行潛能中飛行認知能力是心理品質的綜合體現(xiàn)，是飛行技術水平的基礎，也是飛行人員保證飛行安全順利完成飛行任務的核心要素。

2 維也納心理測試系統(tǒng)介紹

本次測驗使用的系統(tǒng)是維也納心理測試系統(tǒng)（Vienna test system），該系統(tǒng)是由來自奧地利的Schuhfried公司所研發(fā)的一款軟件，該軟件被廣泛的認為是世界領先的計算機心理測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)開啟了計算機心理測試的新領域，并擁有著幾十年的開發(fā)背景，共計在全世界銷售近萬套。

維也納心理測試系統(tǒng)由維也納基礎管理軟件、個性測驗，以及其想配套的獨立輸入裝置，其中包含控制面板和控制光筆，此類裝置可以保證測試過程中使應試者全身心投入，增強測試的有效性和準確性，同時也能增加各種能力的測試。

維也納心理測試系統(tǒng)簡稱VTS，該系統(tǒng)擁有138個量表以及80多項測試項目，其中包含普通能力測驗、特殊能力測驗、人格結構測驗、態(tài)度與興趣測驗、航空心理測驗、交通心理測驗、領導力測驗、臨床診斷測驗、智力測驗、非語言能力測驗等眾多心理測驗領域模塊，在各類心理學領域中都被經(jīng)常應用，其中包含教育心理學，臨床心理學，人格結構心理學，航空心理學，交通心理學等等。

3 基于維也納心理測試系統(tǒng)的研究

運用維也納心理測試系統(tǒng)，采用隨機抽樣方法，從在校大一和大二學生中分別抽取34名飛行學員進行實驗，總人數(shù)為68人。其中大一學生未進行飛行模擬器培訓，大二學生已進行過飛行模擬器實習以及相關培訓。

針對目前飛行員對于空間認知能力的實際需求，從維也納心理測試系統(tǒng)中挑選出三個有針對性的實驗項目對飛行學員進行測試，三個實驗項目分別為視覺追蹤測試、注意力與追蹤運動反應測試和雙手協(xié)調能力測試。

3.1 視覺追蹤測試

該實驗系統(tǒng)會生成10條互相扭曲在一起的路線，并指出一個目標起點路線，受試者需在顯示屏幕中的10個終點中選出目標起點經(jīng)過正確路線的終點答案，方能算正確得分，在測試過程中的得分、回答正確所用的中值時間、回答錯誤所用的中值時間、答案正確的次數(shù)、看過試題的總數(shù)以及整個測量實驗所用的時間都將被記錄并最終在系統(tǒng)生成的結果報告中呈現(xiàn)。

在結果報告中，重要的部分為Test result，其中PR值是系統(tǒng)通過公式計算每個原始分數(shù)的平均百分位數(shù)PR（x）來獲得的數(shù)據(jù)。

其中cumfx對應的是達到的原始分數(shù)X（raw score）或者一個較低分數(shù)的測試者人數(shù)，fx是原始分數(shù)x的受試者人數(shù)，N是樣本的大小或數(shù)量。

正確答案的數(shù)量將作為空間能力度量的標準。所有原始分數(shù)和百分比排名都將在結果方案中報告。

該測試得分的依據(jù)是在規(guī)定時間內(nèi)選擇正確答案的數(shù)量。這個得分的依據(jù)是測試中答題的速度與準確性，拿到高分時說明受試者在答題時速度又快準確率又高。

該實驗結果表明，大二學員的視覺追蹤與抗干擾的能力普遍高于大一學員，且大二學員總體得分趨勢起伏較小，說明了大二飛行學員的水平總體較為平均穩(wěn)定，而大一飛行學員的總體趨勢起伏較大，說明了大一飛行學員素質層次不齊。綜合各項數(shù)據(jù)分析表明經(jīng)過專業(yè)培訓的大二學員的視覺追蹤能力與抗干擾能力優(yōu)于未經(jīng)過飛行專業(yè)培訓的大一飛員。

3.2 注意力與追蹤運動反應測試

該實驗是通過將目標圖形顯示在屏幕中5秒以供受試者記住該圖形的形狀、大小與細節(jié)，5秒之后消失，并開始在屏幕上同時顯示4個圖形，受試者需要甄別這四個圖形是否有目標圖形，回答有與沒有目標圖形都有其相應的摁鍵，受試者需要在系統(tǒng)給予的規(guī)定時間內(nèi)回答測試題目。

規(guī)定時間后，系統(tǒng)會生成一份測量結果報告，報告中會對受試者在本次測試中的回答正確題目所用的平均時間進行評估。

該實驗結果表明，大二學員能夠更好地控制自己的注意力，并且擁有良好的記憶力與甄別力，較大一學員擁有更好的抗干擾能力，可見經(jīng)過培訓的大二學員的注意力與追蹤運動反應比未經(jīng)過專業(yè)培訓的大一學員高出很多。

3.3 雙手協(xié)調能力測試

該實驗是測試應試者的雙手協(xié)調能力，讓受試者通過兩個遙感操縱桿通過雙手，即右手完成上下移動軌跡，左手完成左右移動軌跡對電腦屏幕中的一個小球沿著系統(tǒng)所給予的規(guī)定路線進行移動，并最終到達終點為止。

實驗根據(jù)被試完成所用的時間及錯誤次數(shù)（即離軌次數(shù)）觀察其在注意分配上的能力，最終系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)的分析會對受試者的雙手協(xié)調能力進行相應的評估。

該實驗結果表明，經(jīng)過專業(yè)培訓的大二學員在修正誤差的能力、對于客觀物體位置信息的即時處理能力上都比沒有經(jīng)過專業(yè)培訓的大一學員強。在各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)上，系統(tǒng)所評定的分數(shù)與等級排名上大二學員都超過了大一學員，這體現(xiàn)了專業(yè)培訓對于提高飛行學員所需的相關空間認知能力有著很大的作用。