——中国民航飞行学院  李秀易  陈   曦

国航西南分公司  谢   正  宋   豫

无论在民用航空领域，还是军事领域，飞行员都是整个飞行过程中最核心的部分。军方飞行员相较民航飞行员来说，需要完成更具挑战且更危险的任务；而民航飞行员又对每日的运行安全，提出了更高要求。如果说飞行员完成的是高度专业化的任务，那么选拔出合适的飞行员进行训练，就是更加专业和复杂的过程。高质量且经过科学验证的飞行员选拔过程，可以为军方或航空公司节约大量的金钱和时间，更能够减少训练过程中的非战斗减员率^[2]。从最开始，飞行人员以主观认识或飞行体检来选拔飞行员，到现代21世纪，研究人员已经逐步验证了对飞行员选拔最关键的几个因素，选拔方法也发生了巨大的进步，心理运动能力测试就是其中非常关键的组成部分。心理运动能力的评估方法，在近百年里也经历了重大的发展。例如，从最初的运动协调能力和反应时间测试，逐渐演变为综合认知和动态信息处理的评估。飞行员心理选拔，是航空心理学研究的重大课题，在飞行职业选拔中也占据越来越重要的地位，这种重要地位是由飞行活动实践需要所决定的。^[18]本文简要探讨了飞行员选拔的发展历程、心理运动能力，在历史上的演化过程和它们对于现代飞行员选拔过程中的意义和启发。。

本文强调了包括Thomas R. Carretta，Malcolm James Ree，以及Daniel Gopher^[1-3]等学者在心理运动能力研究领域的重要研究，他们的研究模型突显了在飞行员选拔中，综合考虑多种能力和素质的重要性。通过这些学者的研究，本文旨在为飞行员选拔和训练，提供全新的视角和策略，并指引未来研究的方向。

1.心理运动能力简介

心理运动能力，是指个体的心理过程与运动技能相结合的能力，它涉及到感知、思维、记忆、注意力等心理因素与身体运动的协调。它也是目前被认为可以衡量飞行员候选者，在驾驶舱内有效协调心理资源的能力。

心理运动测试，通常会测量一个人执行任务的速度和准确性，包括从简单的运动和反射反应到复杂的协调任务^[5]。不难看出，在心理运动测试中，不应该将各个单项能力孤立地看待，因为人类行为具有一定的综合性且互相影响，人类的能力不是孤立的，而是综合的，同时发挥作用的。

Houx和Jolles等(1993)的研究表明^[4]，心理运动能力与性别、年龄、教育水平以及生物性的人生事件（如辐射环境、重复麻醉以及伤病等）密切相关。

心理运动能力，对飞行技能的塑造有着不可替代的作用，无论是在飞行员的初期还是中后期训练过程中，都起着关键的作用。飞行员在不同的飞行环境进行不同的飞行操作时，均需要运用飞行技能，来快速的做出正确反应。一般具有复杂性能且更为灵敏的飞机，对飞行员的心理运动能力提出的要求则会越高。^[23]

现代飞机，已经在向越来越自动化的方向发展，一个航班的大多时候，飞行员也是在使用自动驾驶系统操作飞机。然而，即使对于航线飞行员来说，手动飞行技能依然是至关重要的技能。例如，2010年的印度，一架波音737NG开始不受控制地向地面俯冲，而机长恰好在洗手间，副驾驶则在慌乱中不小心解除了自动驾驶系统，但由于疏于手动飞行技能的训练，他最后未能够让飞机从俯冲中改出，最终导致了一场灾难。^[24]

手动飞行操纵能力，在飞机系统高度自动化的今天，依然被大量飞行员群体认为是对飞行至关重要的。在IATA（2020）的问卷调查显示：在4000余名飞行员中，约80%认为手动飞行技能，在变的越来越重要。^[25]

从飞行实践来看，心理运动能力是形成飞行技能重要的心理因素之一。在飞行过程中，飞机在三维空间中快速航行，飞行员必须快速而又准确的识别飞机姿态和高度等飞行信息，并及时采取相应的飞行操作，所有这些，都对飞行员的空间定向、心理旋转和空间方位等与飞行相关的特殊空间能力，提出了很高的要求。这种飞行特殊能力，由于和具体的飞行情境紧密联系，因而与一般飞行认知能力相比，就更能有效地预测飞行绩效，也具有更大的选拔价值。^[18]这些能力对飞行员而言至关重要，因为它们涵盖了从基本运动协调到复杂的认知处理和信息处理，体现了飞行员在多任务处理、快速决策、精确预测以及有效反应等多方面的综合能力^[6]。

2.心理运动能力评估的发展

心理运动能力测试在飞行员选拔中有着悠久的历史，早在20世纪初期，心理学家就开始关注心理运动能力，但主要集中于基本的运动和反应时间测试。这些研究通常局限于简单的手眼协调任务和基础反应时间的测量。心理运动能力测试，在20世纪40年代和50年代，就是飞行员选拔测试套件的重要组成部分。但由于管理成本和技术难题，这些心理运动测试套件在20世纪50年代末被暂停使用。

20世纪中叶，随着认知心理学的兴起，心理运动能力的研究开始与认知过程相结合。研究者开始关注心理运动任务执行中的认知元素，如信息处理、决策制定以及在完成多任务时的注意力分配。这一阶段的研究，不仅依旧关注之前的肢体运动能力，还包括了认知过程在心理运动活动中的作用，例如如何处理接收到的信息，在复杂环境中做出快速决策，以及如何在同时执行多任务时保持注意力和精确度^[8]。

随后，计算机技术的发展和高级模拟技术的出现，促使世界各国军方重新对心理运动测试产生兴趣，心理运动能力的研究，也变得更加复杂和精细。计算机模拟技术为研究者提供了一种能够在虚拟环境中模拟更复杂任务的方法，使他们能够更精确地测量和分析个体的心理运动技能。美国空军在20世纪70年代初，开发了基于微型计算机的心理运动测试，随后在海军航空医学研究实验室，开始了此类测试的初步研究^[6]。

心理运动测试在航空选拔中体现出的作用，也和飞行员工作的本质有关。在飞行过程中，高度动态且复杂的工作环境，常常要求飞行员在驾驶飞机时，将他们的注意力分散到许多不同的任务中（主要是飞行、导航、通讯）。而且，不同任务对飞行员的要求，都在时刻变换且此消彼长。为了完成这些任务，飞行员必须高效率地协调其投入到各个任务中的认知资源和注意力资源^[3][7]。

3.心理运动测试在飞行选拔中的应用

早期的测试，如补偿性跟踪任务，主要关注单一技能的测量。然而，随着时间的推移和技术的发展，测试变得更加复杂和多维，涉及到了更多关于注意力和多任务处理方面的能力。这些测试的发展，不仅反映了飞行员选拔和训练过程中对心理运动能力的重视，也突显了心理学在航空领域的应用价值和重大影响力。

North 和 Gopher(1976)的研究，对基本注意力能力的差异进行了测量，其中包括了单一任务的处理能力，多任务的处理能力和多个不同优先级任务的协调能力。测试系统包括了数字处理任务、反应时间任务和单维度补偿性跟踪任务。在飞行学员与飞行教员中，后两种能力的差异与飞行训练成绩有着很可靠的相关性，这反映了心理运动测试在注意力方面的进展和变化^[8]

苏联航空心理学家别列戈沃伊认为，要想驾驶好飞机，必须事先建立整个飞行状态和飞机空间状态的表象。在飞行实践中，为了完成操纵飞机的动作，飞行员必须在心里形成一个当前飞行状态的表象，并用这个表象同预期的飞行状态进行比较，以完成期望的飞行动作。^[20]North和Griffin^[6]（1977）也指出，心理运动能力在预测飞行员训练表现的成功率方面具有很高的潜力，甚至其中某些能力对飞行员训练后期的筛选工作依然有帮助。例如，研究中的空间认知能力得分，虽然对飞行员训练成绩预测性效果一般，然而，一旦飞行员候选人被选中接受训练，空间认知能力得分可能对早期选拔出来的飞行员候选人分类到特殊训练（Specialized Undergraduate Pilot Training）中（分配后续训练任务如轰炸机、战斗机）非常有用。

然而，Carretta^[1]（1987）的研究说明了空间能力对飞行训练表现有良好的预测性，也展示了空间能力对多种飞行相关任务的重要性。在军事飞行和其他军事职业中，空间能力也被认为是认知能力的一个方面，其中包括物体视角的转换、空间形象的旋转和变换，以及对图像复杂改变的识别等。其研究着重于通过心智旋转测试（Mental Rotation Test）来测量空间能力，并探讨这种能力与美国空军的本科飞行训练（Undergraduate Pilot Training, UPT）候选人的飞行训练表现之间的关系。

在此项研究中，1939名美国空军军官候选人在进入UPT之前，接受了基本属性测试（Basic Attribute Test, BAT）。在空间能力任务中表现出快速且精准反应的候选人，意味着他们在最后的飞行表现测试上也会有更好的表现。但可能由于UPT的最后结果是二元性的，即只有通过与不通过，这种心理运动能力与飞行训练表现的联系，可能在具有多维度的飞行表现上更容易体现，而并不能够直接对二元性的飞行选拔结果做出最终预测。

例如，在Gibb和Dolgin等（1989）的研究中^[15]，补偿性跟踪能力被证明与飞行训练成绩直接相关。在跟踪任务表现较差的候选人，表现出了较弱或甚至失败的飞行表现。这项研究的结果，支撑了其他相关空军研究，也验证了早期美军军方研究的类似结果^[6]。

总体而言，在飞行选拔中，与纸笔筛选方式相比，心理运动测试对飞行训练表现，有更强的预测效果。

从早期的简单测试到如今的复杂模拟环境测试，这些测试的演变反映了对飞行员工作复杂性的更深层次理解。它们不仅关注候选人的身体反应速度和动作准确性，还包括心理适应性、多任务处理能力以及在高压环境下的表现。通过这些综合评估，选拔团队能够确保，只有最适合的候选人能够成为飞行员。

傅双喜（2000）在20世纪末研发出的飞行员心理选拔测评系统，以系统论的观点来分析了心理选拔工作，通过问卷测量、操作实验、生理检测、面试会谈多种形式相结合的方案，进行了飞行基本能力测验、飞行特殊能力测试、飞行动机测评、情绪稳定性测评、专家面试辅助检测。其实验参与者，包括了应届高中毕业生、大一学生、飞行学院基础训练阶段学员、优秀训练学员、飞行教员、停飞的飞行员和飞行学员等，数量共达6000名。其研究构思科学且新颖、系统全面、方法多样、技术手段先进、实用可靠、投入产出比高。1997年，我国多个军区进行了试点，特别是济南军区空军试点，其实验后的跟踪检测率高达88%，学员质量居空军之首。其研究为军内外其他各种职业人才，尤其是特殊专门人才选拔，提供了新理论与新方法，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。^[17]

21世纪初期，丹笑颖等也检测出了飞行员所需要的基本认知能力，研究用了李德明编制的基本认知能力测验软件，参与者者为74名现役飞行员，测验内容包括了数字鉴别、心算、汉字旋转、数字工作记忆、双字词再认、三位数再认及无意义图形再认能力等，发现现役飞行员的汉字旋转、数字工作记忆、短时记忆和数字鉴别，显著高于常规模型，这说明飞行员属于基本认知能力较高的人群。^[7]

4.跟踪补偿能力与飞行理论成绩的相关性分析

跟踪补偿能力，指的是个体在追踪或跟随一个移动目标时，能够对其速度和方向的变化，做出快速准确的反应和调整的能力。这涉及到视觉跟踪能力、预测未来位置的能力以及相应的运动技能。

补偿性跟踪实验，通常测试参与者使用小肌肉群进行的精细动作的能力，尤其是手和手指的动作。这些技能涉及小肌肉的协调和精确控制，通常涉及眼手协调能力。它们对完成日常生活中的许多任务，都至关重要，比如写字、使用剪刀、扣钮、使用餐具、绘画等，对于飞行员的工作任务来说，更是不可或缺的。

本研究调查了80名飞行学员，男性比例100%，进行了跟踪补偿能力的实验，收集实验数据，并调查收集了飞行学员的理论飞行成绩，简要探究了跟踪补偿能力与飞行能力的关系。

研究采用了一种开源的心理实验构建软件（The Psychology Experiment Building Language，PEBL）中的一个现成实验Dexterity，来测量跟踪补偿能力。在Dexterity任务中，被试者的任务是：用鼠标操控屏幕上的绿色圆点，在受到不同的、快速、不间断、微小且方向不确定的位置干扰的情况下，将光标移动到靶环中心的黄色点目标上，仅当绿色圆点与黄色圆点完全重合时，才算作一次成功。在成功后会立刻在另外一个随机位置生成新的靶子，被试者在实验进行中不断重复这个过程，中间有一次间歇休息。这个任务旨在测试被试者在受干扰情况下的手眼协调和控制能力。

图1 Dexterity实验操作界面

为了排除其他干扰对参与者的影响，实验定于上午 8: 30 到 12: 00 以及下午 14: 00 － 17: 00进行，每名参与者的整个测验流程需要15分钟，在工作人员对参与者讲解清楚实验流程后，实验开始。整个实验过程保证了安静有序。

在实验结束后，会得到一个csv表格，表格中含有trial、startx、starty、noise、targx、targy、distance、complete、time、moves等指标的原始数据数据，这些数据记录了每一次移动到靶心的情况。

经使用python3工具对原始数据进行处理后，根据实验目的，为了彰显被试者的手眼协调和快速适应的能力，总结为两个实验数据：time和moves。time为每一次成功移动到目标的平均时间（ms）；moves为每一次成功移动到目标所操作鼠标的平均次数。moves或time的时间越少，则代表其在此实验中的表现越好。

飞行理论成绩则收集了飞行学员在校期间的仪表飞行程序（F1）、空中领航（F2）、飞机电子电气系统（F3）、飞行性能（F4）和飞行原理（F5）、航空体育（F6）、航空动力装置（F7）共7门课程的成绩，课程都以100分为满分。

通过使用python3工具清洗和整理原始csv实验数据成为excel表格，再通过spss软件分析后，得到的结果如表1至表3所示。

表1 dexterity实验数据 描述分析

表2学科成绩 描述分析

表3 相关性分析

注：**在 0.01 水平上显著相关，*. 在 0.05 水平上显著相关.

实验数据结果表明：这80名飞行学员的moves和time实验得分，与其仪表飞行程序、航空动力装置、飞机电子电气系统成绩，成不显著的正相关；和空中领航、航空体育、飞行性能和飞行原理成绩成负相关。特别的是，moves和time与飞行性能的成绩成显著的负相关，见表3。可以说飞行学员的跟踪补偿能力越强，则飞行原理的成绩越好。

1.航空选拔的初步发展

飞行是脑力劳动和体力劳动相结合的高强度且特殊的工作，是关系到社会公共安全的敏感性职业。其工作环境的特殊性和高危性、职业技能的复杂性，要求飞行员不但要在常规的飞行活动中表现稳定，还需要在特情状况下冷静而高效地解决问题，客观上要求从事这一工作的飞行员，必须具备良好的心理素质^[16]

自20世纪初以来，航空业初步发展，研究人员和从业人员也开始收集优秀飞行员候选人的主要特征，并试图开发出衡量这些特征的方法。早期的研究更多注重高空环境相较于地面对飞行员所带来的影响（例如高空的低气压、G力、噪音、温度和其他环境带来的压力），并倾向于选拔那些更不容易被这些高空环境因素影响的候选人。美国在当时也为此创造了一套标准化的选拔测试，其中就包含了模拟高空情况的呼吸装置。美国军队对飞行员的选拔，最早开始于1912年发布的第一次飞行体检^[10]。这次体检主要是为了确定个人的身体健康状态，而不包含其他能力测试。

然而，到了第一次世界大战，飞行体检显然已经无法反映出与飞行熟练程度相关的大部分差异，这一点从飞行训练中的高流失率中就可以发现^[9]。

1918年，美国成立了“航空心理问题委员会”，开始了心理学在航空选拔领域中的应用，在其早期的一系列10项测试结果中，和飞行训练成绩相关性最大的，是情绪稳定性。

第一次世界大战结束时，飞行筛选考试还不包括任何系统化的心理评估。在两次世界大战之间，美国在航空心理学方面的兴趣不大，主要淘汰飞行员候选人的原因是身体缺陷，而飞行体检似乎已足以完成其任务。因此，真正需要的，是对候选人后期潜在飞行能力的有效评估。

早期飞行员选拔过程，主要集中在基础身体和技术技能的评估上。然而，随着时间的推移，航空专家们逐渐认识到，心理运动能力在成功选拔飞行员中，扮演着至关重要的角色。特别是在第二次世界大战期间，对飞行员选拔方法的研究显著加强，强调了心理运动测试在评估应对复杂和压力情境的能力方面的重要性。战后及现代的飞行员选拔方法变得更加科学和全面，心理运动测试成为飞行员选拔程序的一个重要组成部分。

2.航空选拔测试的兴起

国内的民航飞行员心理选拔，可以被1987年招飞体制改革分为两个阶段。第一阶段最早是借鉴了国外研究结果又基于国内调研的结果，研制的纸笔测验；其后则是以为周家剑为代表，根据国外资料仿制的旋转跟综仪、手足动作反应仪等为基础的仪器检查法。1987年招飞体制改革后，招飞工作由空军组织实施，空军航空医学研究所深入开展了飞行员心理选拔研究，提出了“筛选-控制”选拔体系的宏观构想，也进行了新的纸笔测验和飞行员专用的个性问卷研究，其中的飞行人员个性特点问卷，于1994年做了推广应用。^[21]

在接下来的几十年里，随着美军部队的航空训练减员率不断上升，航空选拔方法也在不断发展。Damos 1987年的研究，是在航空选拔领域中的一个重要里程碑，Damos^[11]的研究将“眼-手-脚”协调任务与涉及反应时间和解决问题的任务相结合。该研究利用了当时先进的计算机技术和软件，设计了一系列测试，这些测试测量候选人在复杂且动态环境中的反应时间和问题解决能力，评估了候选人的心理运动能力和认知能力等。这些测试的目的，是为了更有效地预测候选人在飞行训练中的表现和训练成功率。

接着，Blower和Dolgin^[12]在1991年进行的研究，进一步扩展了这些概念。他们对美国海军航空选拔中使用的基于表现的测试，进行了评估。这项研究的目的，是为了提高选拔过程的有效性，更是为了进一步减少飞行训练中的淘汰率。Blower和Dolgin采用了一系列的心理运动和认知测试，包括复杂的视觉信息处理任务和心理运动跟踪任务。

这些研究的共同点在于，它们都采用了基于表现的测试方法（Performance-Based Assessment）。这些方法不仅测量了候选人的生理反应速度和协调能力，还考虑了他们处理复杂信息和快速做出决策的能力。这些测试的设计，旨在更贴近实际飞行环境，以便能够更准确高效地判断候选人是否适合成为飞行员。

Damos的研究以及Blower和Dolgin^[11][12]的研究，展示了航空选拔过程中心理运动能力测试与认知测试二者的演化。从早期的简单协调性和反应时间测试，到更复杂的多任务处理和问题解决能力的评估，这些研究体现了对飞行员选拔标准的不断提高，和对飞行员所需能力研究的精细化。这两个研究的结果，对于提高航空训练的有效性和减少淘汰率，具有重要的现实意义。通过对候选人进行更全面和细致的评估，选拔过程可以更有效地识别出那些最有可能成功完成飞行训练的候选人。这不仅可以提高训练效率，还能节省大量的资源和时间。总的来说，这些研究强调了在航空选拔中使用基于表现的测试的重要性。这些测试不仅评估候选人的心理运动能力和认知能力，还考察了他们在高压环境下的反应速度、决策能力和信息处理能力。有了这些全方位的测试，选拔过程就能够更准确地预测候选人在飞行训练中的表现，从而提高后续飞行训练过程的效率和成功率。

目前，国际上关于飞行员心理选拔，主要分为“选优”与“淘劣”两个策略。一些发达国家采取“选优”策略，通过高淘汰率精选优秀飞行员，但鉴于我国民航飞行员的巨大缺口以及对飞行员的迫切需求，对于我国而言，采取“淘劣”的思路更为合适。同时，我国军航飞行员的心理选拔系统虽然已相对完善，并制定了军用标准，但由于军航与民航在飞行活动和飞行器方面的差异，这套系统不能直接应用于民航飞行员的选拔。因此，研发一套既符合我国国情，又能全面、准确地评估候选人的民航飞行员心理选拔系统，就显得尤为重要。^[22]

3.心理运动测试与其它测试结合的效果

Griffin^[13]在1987年的研究显示，在海军飞行员选拔中，结合使用心理运动任务和传统选择测试，不仅可以提高选拔过程的效率，而且还能通过更精确地预测候选人的飞行训练表现，来减少训练过程中的人员流失。

到20世纪90年代初，心理运动测试（Psycho Motor Test, PMT）和二分法听觉测试（Dichotic Listening Test, DLT）的结合，在飞行人员选拔中显示出显著的预测优势，这一点在Delaney^[14]于1992年的研究中得到了证实。Delaney的研究，评估了自动化的DLT和PMT对海军初级飞行训练的预测效力。在研究中，飞行成绩与心理运动评分高度相关，与二分听力评分中度相关。多元回归分析显示，当结合使用这些测试表现来测量飞行成绩时，有效性系数更强（R = 0.442）。

在传统飞行员选拔过程中的许多测试，都是二元性的，即通过或不通过，这与众多研究得出的能力测试方法相比显得更直接。然而这种传统的二元选拔过程，忽略了学员在训练过程中表现的细微差别，无法做到对飞行学员的训练成绩做出综合且更客观的评估。Carretta^[1]的研究指出，利用基于综合飞行成绩的评价体系，可以更全面地评估飞行员的技能和潜力。例如，其对飞行成绩的评价涵盖了学员在不同阶段（如T-37初始喷气机训练和T-38高级喷气机训练）的表现和对理论知识的考核。这种评价体系，不仅考虑了飞行技能，还综合了学员在理论学习方面的成绩，从而能够更全面地反映出学员的综合能力。

我国民航局已经开始着重于核心胜任能力评价体系的研究，对飞行训练过程中飞行学员全过程的管理也已经开始构建，预计在2030年将完成运输航空公司飞行员技能全生命周期管理体系的建立。^[19]随着时代环境和技术的发展，现在的飞行员选拔开始强调对于高级认知能力的需求，包括但不限于情境意识、决策能力、任务管理和心理韧性。其中，心理运动能力测试，不仅能有效预测飞行员候选人的学习能力和技术技能，而且还能预测他们在复杂的任务和压力环境中的表现。因此，这些测试很可能会继续成为航空选拔项目的主流。此外，选拔中心理运动测试与认知能力测试的结合使用，也显示出了更高的效度，这种组合测试，能够更全面地评估飞行员的综合能力。

随着技术的不断发展和飞行环境的复杂化，未来的飞行员选拔，可能会更加注重模拟飞行测试和虚拟现实技术，这些现代化的工具，可以提供对更真实飞行环境的模拟和对多项相关表现更精确的评估。同时，随着对飞行员的心理健康的重视日益增加，心理健康方面的评估，也可能成为往后选拔流程的重要组成部分。综上所述，未来的飞行员选拔倾向于成为一个多元化、多维度的评估过程，旨在全面评估候选人的心理运动能力、认知能力和人格，从而能够选出最适合的飞行员候选人。