实验名称:舰载机飞行员进场黑洞错觉的时空线索


所属课程 

航空航天心理学

实验内容 

本实验平台利用模拟情景的虚拟实验来综合控制变量,在虚拟实验开始时,每个被试均经过完整的模拟飞行训练说明,并被告知本实验最终有助于飞行训练的考核,且经过相关的错觉训练。在实验中,机场的设置采用陕西师范大学心理学实验平台模拟数据,可以较真实的反映高度和角度,经纬度和进场时跑道的灯光照明系统。黑洞进场时跑道的大小,长度,宽窄,障碍物密度及灯光照明系统ALS由两个软件包设置。被试操纵模拟系统提供的F16飞机进场,通过两个分实验来完成。实验A采用3 (地形密度:高,中,低)× 3 (距离:远距离、中等距离、近距离)的两因素混合设计。实验B采用4 (灯光照明水平:没有ALS、标准ALS、两侧照明、综合照明)×2(被试类型:专家、新手)的两因素混合设计。本实验因变量为错觉量和被试脑电指标及其外部监控行为,错觉指标为高度偏差,即操作进场的精度和偏离数据。脑电指标依托本虚拟实验平台可以在学生或被试在操作相关飞行时轻松获得,这些都是传统行为实验都不可比拟的,外部监控行为变量也可在本平台收集。

实验目的 

舰载机飞行员黑洞错觉研究是航空心理学和航空人因学中十分重要的一个研究领域和教学科目,但该领域涉及军事保密且无法在短期内完成被试的训练和选拔,具备实验周期极长,实验仪器极其昂贵,实验材料的不可重复性的特点,因而难以满足心理学各专业每位本科生亲自操作实验过程。并且,本实验所涉及的飞行员进场轨迹、飞行偏差诱导的黑洞错觉及实际航母运动轨迹无法直接在传统的真实环境下进行行为实验体验。故而本实验平台将航空心理学错觉操作的行为实验与人因统计学、模糊数学分析、脑电成像技术和模拟仿真技术相结合,利用陕西师范大学完善的心理学虚拟实验平台,帮助学生掌握时空间线索在黑洞错觉形成中的作用机制,如下图情景所示,使心理学各专业学生对舰载机飞行员产生黑洞错觉的过程有深层的本质性认识,提升对错觉产生的时空特异性的深刻理解,从而实现对传统行为学意义上的航空心理学错觉实验的有效补充,满足每位学生的实践操作。

实验方法 

材料与仪器:模拟驾驶舱、飞行员模拟软件、计算机等。

被试:本科生

程序:

1)进近机场灯光照明水平和地形密度选择:通过左侧选择框进行没有ALS、标准ALS、两侧照明、综合照明以及不同地形密度的自变量;

2)专家及新手熟练水平选择:通过选左栏的自变量选择框进行。

3)操作进场的精度和偏离数据的结果呈现,可以在“enter”键输入后随时输出当时被试进场降落的错觉指标量的统计表,包括相关统计分析的各种指标。

4)查看被试错觉发生时脑电动态变化图和操作外部行为变化,可以在界面左栏因变量选择中选取因变量输出,结果在右侧界面动态呈现。

5)输出功能,在database中可以调出相关因变量实时监控视频和脑电动态监控图像。实验的自变量因变量选择示意和界面。

实验功能与效果

本虚拟实验可以更有效的得出如下结论:

(1)黑洞错觉的发生及错觉量与被试知觉空间线索和时间线索的模式有关。(2)归类于时间任务序列的灯光进场辅助系统,也会影响到进场的黑洞错觉率的发生,而且进场灯光易于知觉,能较早并且流程完整的提供知觉线索的系统,比如综合灯光系统可以减少黑洞错觉量。

与以往传统行为实验不同,在本虚拟实验中提供的错觉发生影响因素的结论就让我们可以不仅仅把传统的行为学实验完全抽象成为对时间和空间线索来隔离变量的考察,相反,我们利用虚拟实验平台就可以把黑洞错觉的发生量用较为全面的情景变量来显示,并且辅之以脑电的动态变化检测和被试实际的行为观测,这在真实实验情景是无法得以全面展示的。这样整个进场行为就可以从启动到调整直至实质的降落都可以进行研究,并且可以分阶段来分离各阶段时间线索和空间线索的分别作用,有利与更进一步解释黑洞错觉的形成机制。虚拟实验的长时程短时化,真实场景虚拟化,容易让学生得出更直观的结论和深层次的错觉成因认识,并且在实际应用中有较强的军事和民用价值。

 


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