情境意识的理论模型、测量及其应用

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1、心理科学进展2004，12（6）：842~850AdvancesinPsychologicalScience∗情境意识的理论模型、测量及其应用1，22杨家忠张侃12（中国民航飞行学院航空心理学教研室，广汉618307）（中国科学院心理研究所，北京100101）摘要情境意识（situationawareness简称SA）是个体对不断变化的外部环境的内部表征。在复杂、动态变化的信息环境中，它是影响操作者决策和绩效的关键因素。文章着重回顾并分析了情境意识的四种研究取向，主要的测量技术，及其在系统设计和评价、人员选拔和训练方面的应用，最后提出了未来需要深入研究

2、的几个问题。关键词情境意识，心理负荷，界面设计。分类号B842情境意识（situationawareness，简称SA）概念最早出现在航空心理学中，描述飞行员[1]对作战飞行操纵的理解。随着科技的进步，近20多年来复杂技术系统的应用越来越广泛，操作人员的工作由过去以“操作”为主变为监视－决策－控制，操作任务的认知特性不断增[2][3][4]加。SA的研究对象逐渐扩展到民航飞行员、空中交通管制员、核电厂的操作员、麻醉[5][6]师、军事指挥员等。SA的研究在近年来已成为工程心理学研究的前沿领域之一。目前，研究SA的领域有几个共同的特点：①环境动态变化且信

3、息丰富；②需要保持或达到特定的状态或目标；③操作者有时可能会体验到很高的心理负荷；④通常需要大量的训练。在这些领域，操作者的SA是影响决策质量和作业绩效的关键因素，失去SA而不能完成复杂的认[1][7]知任务会导致灾难性的后果。研究表明，在航空事故中，51.6%的重大事故和35.1%的非重大事故可归因于决策失败，之所以决策失败，很大一部分原因在于SA错误，而不是决策错误。[8]当前，引用最广泛的定义是Endsley提出的，她认为SA是在特定的时间和空间内对环境中各种要素的知觉，对其意义的理解，及预测它们随后的状态。尽管该定义被频繁引用，由于所持研究取向

4、和研究领域的不同，仍有许多研究者不同意这种定义，仅SA特辑（HumanFactors,Volume37,No.1）中的九篇文章就有九种不同的定义。不同的研究取向会导致SA定义和解释的不同，也会带来测量方法的差异。1情境意识的研究取向1.1信息加工模型[8]Endsley采用信息加工模型来描述和解释SA（见图1）。SA涉及的信息加工机制包含短时感觉贮存、图式和注意等概念。模型中注意与工作记忆是制约操作者获取、解释环境信收稿日期：2004-03-26通讯作者：张侃，E-mail:zhangk@psych.ac.cn;电话：010－64837096842第1

5、2卷第6期情境意识的理论模型、测量及其应用-843-息以形成情境意识的关键因素，操作者的心理模型和目标指向行为是克服这两个限制的重要机制。在获取情境意识的过程中，自上而下的加工同自下而上的加工不断地协力作用。信息加工模型将得到注意、工作记忆和长时记忆支持的情境意识保持过程与情境意[9]识本身进行了区分，Endsley认为SA的操作性定义不应包含任何涉及获得SA的过程，应该测量的只是这些过程的结果（如操作者是否理解了事件），如飞行员意识到危险地形的方式并不重要，SA的测量应仅仅评估飞行员是否意识到该地形。Endsley认为SA包括三个分等级的状态：图1情

6、境意识的信息加工机制水平1（即知觉环境中的元素），水平2（即理（引自Endsley,1995）解当前的情境），及水平3（即预测未来的状态），高水平SA的获得有赖于低水平SA的达成。与此相对应，情境意识错误也有三类：不能正确地知觉情境；不能正确地理解情境；不[7]能正确地预测情境变化。Endsley将这种分类用于研究飞行事故，研究发现：71%的飞行事故涉及人为差错，这其中81%的事故涉及情境意识错误，其中第一位错误是不能正确地知觉情境（72%）。信息加工模型表明，情境意识与动态、不断演变的情境有关，情境意识的内容不同于长[9]时记忆中的静态知识，如系统如

7、何工作的知识和心理模型等。因此，真正的SA测量应该仅强调环境中动态变化的元素。运用信息加工模型解释SA存在两个潜在的问题：(1)信息加工模型包含的许多心理学概念，如注意和图式等，本身没有得到很好地理解，其中的一些概念还存在很多争论，研究时采用的实验范式也各不相同；（2）信息加工模型强调SA的内容，并不真正关心对动态变化的信息的加工过程，不利于SA获取和保持过程的内在机制研究，而怎样才能保持高水平的情境意识对操作者却至关重要。1.2知觉／行动环[10]知觉／行动环取向最大的特点是强调情境意识获取与保持的动态性。知觉／行动环最早是由Neisser提出的，包

8、括三个成分：（1）对象（即外部环境中可利用的信息）；（2）图式（即通过训练／经验累积起来的、存