基于维也纳心理测试系统的空间认知能力研究

赵杰　刘天培　顾莹　陈鑫

【摘 要】随着航空技术的不断发展，飞行器的自动化程度在不断地提高，飞行工作对飞行员的心理负荷要求也在不断提高。而空间认知能力是飞行员所需要具备与提高的。为了能够准确研究飞行技术培训是否会对认知能力产生影响，本文使用维也纳心理测试系统（Vienna test system）对在校大一和大二学生进行测试。数据分析表明，在各项测试中大二学生的测试得分普遍好于大一学生，说明进行过一系列规范的专业培训有助于学生提高空间认知能力。

【关键词】维也纳心理测试系统；空间认知能力；飞行学员

1 研究背景与意义

空间认知能力是指通过每个人脑部处理、保存和提取信息的一种能力，即社会普遍所指的智力、例如想象力、记忆力和观察力等。空间认知能力对飞行有着极大的影响，飞行员通过该能力去精确认知客观世界、对认知的客观事物进行修正或改造以及重建视觉经验。随着民航业的发展，飞行员心理训练的重点也已从强调个体的心理运动技能训练转向对复杂情景的认知监控和管理技能训练，因此，如何有效地选拔出适应现代航空工业发展所需要的并且具有良好飞行潜力的航线飞行员，对于完善现有飞行员的心理素质、预防和克服人因失误的发生率，进一步促进航空安全水平的提高具有十分重要的现实意义。在飞行潜能中飞行认知能力是心理品质的综合体现，是飞行技术水平的基础，也是飞行人员保证飞行安全顺利完成飞行任务的核心要素。

2 维也纳心理测试系统介绍

本次测验使用的系统是维也纳心理测试系统（Vienna test system），该系统是由来自奥地利的Schuhfried公司所研发的一款软件，该软件被广泛的认为是世界领先的计算机心理测试系统，该系统开启了计算机心理测试的新领域，并拥有着几十年的开发背景，共计在全世界销售近万套。

维也纳心理测试系统由维也纳基础管理软件、个性测验，以及其想配套的独立输入装置，其中包含控制面板和控制光笔，此类装置可以保证测试过程中使应试者全身心投入，增强测试的有效性和准确性，同时也能增加各种能力的测试。

维也纳心理测试系统简称VTS，该系统拥有138个量表以及80多项测试项目，其中包含普通能力测验、特殊能力测验、人格结构测验、态度与兴趣测验、航空心理测验、交通心理测验、领导力测验、临床诊断测验、智力测验、非语言能力测验等众多心理测验领域模块，在各类心理学领域中都被经常应用，其中包含教育心理学，临床心理学，人格结构心理学，航空心理学，交通心理学等等。

3 基于维也纳心理测试系统的研究

运用维也纳心理测试系统，采用随机抽样方法，从在校大一和大二学生中分别抽取34名飞行学员进行实验，总人数为68人。其中大一学生未进行飞行模拟器培训，大二学生已进行过飞行模拟器实习以及相关培训。

针对目前飞行员对于空间认知能力的实际需求，从维也纳心理测试系统中挑选出三个有针对性的实验项目对飞行学员进行测试，三个实验项目分别为视觉追踪测试、注意力与追踪运动反应测试和双手协调能力测试。

3.1 视觉追踪测试

该实验系统会生成10条互相扭曲在一起的路线，并指出一个目标起点路线，受试者需在显示屏幕中的10个终点中选出目标起点经过正确路线的终点答案，方能算正確得分，在测试过程中的得分、回答正确所用的中值时间、回答错误所用的中值时间、答案正确的次数、看过试题的总数以及整个测量实验所用的时间都将被记录并最终在系统生成的结果报告中呈现。

在结果报告中，重要的部分为Test result，其中PR值是系统通过公式计算每个原始分数的平均百分位数PR（x）来获得的数据。

其中cumfx对应的是达到的原始分数X（raw score）或者一个较低分数的测试者人数，fx是原始分数x的受试者人数，N是样本的大小或数量。

正确答案的数量将作为空间能力度量的标准。所有原始分数和百分比排名都将在结果方案中报告。

该测试得分的依据是在规定时间内选择正确答案的数量。这个得分的依据是测试中答题的速度与准确性，拿到高分时说明受试者在答题时速度又快准确率又高。

该实验结果表明，大二学员的视觉追踪与抗干扰的能力普遍高于大一学员，且大二学员总体得分趋势起伏较小，说明了大二飞行学员的水平总体较为平均稳定，而大一飞行学员的总体趋势起伏较大，说明了大一飞行学员素质层次不齐。综合各项数据分析表明经过专业培训的大二学员的视觉追踪能力与抗干扰能力优于未经过飞行专业培训的大一飞员。

3.2 注意力与追踪运动反应测试

该实验是通过将目标图形显示在屏幕中5秒以供受试者记住该图形的形状、大小与细节，5秒之后消失，并开始在屏幕上同时显示4个图形，受试者需要甄别这四个图形是否有目标图形，回答有与没有目标图形都有其相应的摁键，受试者需要在系统给予的规定时间内回答测试题目。

规定时间后，系统会生成一份测量结果报告，报告中会对受试者在本次测试中的回答正确题目所用的平均时间进行评估。

该实验结果表明，大二学员能够更好地控制自己的注意力，并且拥有良好的记忆力与甄别力，较大一学员拥有更好的抗干扰能力，可见经过培训的大二学员的注意力与追踪运动反应比未经过专业培训的大一学员高出很多。

3.3 双手协调能力测试

该实验是测试应试者的双手协调能力，让受试者通过两个遥感操纵杆通过双手，即右手完成上下移动轨迹，左手完成左右移动轨迹对电脑屏幕中的一个小球沿着系统所给予的规定路线进行移动，并最终到达终点为止。

实验根据被试完成所用的时间及错误次数（即离轨次数）观察其在注意分配上的能力，最终系统经过数据的分析会对受试者的双手协调能力进行相应的评估。

该实验结果表明，经过专业培训的大二学员在修正误差的能力、对于客观物体位置信息的即时处理能力上都比没有经过专业培训的大一学员强。在各项统计数据上，系统所评定的分数与等级排名上大二学员都超过了大一学员，这体现了专业培训对于提高飞行学员所需的相关空间认知能力有着很大的作用。