2023-10-08|閱讀時間 ‧ 約 31 分鐘

錯誤:情境覺察及心智模型

我們接著要討論次一大類的不安全行為:錯誤的心智模型,HFACS將其歸類和命名為決策錯誤。

錯誤 (Mistake)指的是帶有意圖的行動,但最後沒有達成想要解決的目標,而導致不理想的結果。由於導致錯誤的因素有很多,我們這裡討論兩個航空領域中較常被討論的錯誤模型:情境覺察(Situational Awareness, SA)及心智模型(Mental Model)

情境覺察

情境覺察,通常指的是對環境的理解。由於這個詞被廣泛的使用,導致我們常常對這個詞有一些相當的熟悉,但對於其實際上所展現的認知歷程常常無法說清楚,以至於導致常常有雨傘詞(Umbrella Terms,指的是大的模糊概念)的批評。Endsley(1995)所列出的定義如下:

情境覺察是對知覺到環境中的各類訊息,經整體理解其所呈現意義後,能預期其未來狀態的行為。 Situational awareness is the perception of the elements in the environment within a volume of time and space, the comprehension of their meaning, and the prohjection of their status in the near future. 


也根據其上述的定義裡,情境覺察分成以下三個不同的層級:

Level 1 SA:知覺到環境中的各類訊息(Perception of the Elements in the Environment)

環境中會有很多不同種類的訊息。想像開車的情境,你會看到路的寬度、長度、路的形狀;在車上的儀表板,會看到車速、轉速、檔位、氣溫等等。對於駕艙組員來說,外部訊號包括地障、風、雲雨等天氣,或是其他鄰近航機的位置;航機方面,除了基本的高度、速度等姿態之外,還會有很多不同電系、油系等系統的狀態顯示。可能還會有現在正在執行的離場、到場程序,以及航路等等。這些都是各類可能在環境中的訊息。


Level 2 SA:對現行狀況的理解(Comprehension of the current situation)

接下來,根據這些元素所呈現的方式加以綜整,以理解目前的狀況。以駕艙的情境為例,同樣都是近地警告(EGPWS)響起,提示駕艙組員過度接近地障,航機在低高度的落地前進場(Final Approach)階段和高空的巡航階段響起,對於問題理解的狀況不可能相同:後者有較高的機會是航機系統異常導致的錯誤訊號,需要解決的是航機系統問題而非航機高度的立即改正。根據情境給予的線索加以綜整後得出有意義的判斷,是整個情境覺察中最關鍵的歷程。


Level 3 SA:對未來狀態的預期(Projection of Future Status)

根據第二階段對現狀的理解,能夠推論短時間的的未來狀態。若以近地警告的案例為例,在已知進場階段、附近有顯著地障且能見度不佳的狀態,不立即執行改正讓航機保持與地面的隔離,則可能就有發生立即危險,必須要立即按手冊執行改正。但若於高空巡航階段,判斷的結果較高機會為系統異常,則可能較不會有立即危險,這是根據心智模型所行成的預期。


目標、決策、行動與回饋

情境覺察的背景,是在具有明確目標及理想狀態的任務之中。經歷過前述三個歷程的情境理解後,組員根據其所建立出來的理解和對未來短時間的預期,來進行下一步的決策,並且在決策確定之後採取行動。

很重要的是,採取行動後環境的要件會改變,各類訊息顯現的結果會變化。這些結果會形成回饋(Feedback),變成下一個情境覺察歷程的輸入項目。若實行行動的結果符合預期,則可能會進一步確認情境覺察的結果,加深對於當下判斷的真確性的信心。但若結果不符合預期,此時就可能使得個人質疑前一次情境覺察的理解結果,需要花更多心思再一次判斷情境的問題和意義。

這樣的歷程結果我們綜整如下圖,並在後面的章節列舉了一些親身的經驗和航空業界的案例。


影響情境覺察的人為因素

就算在同一目標和同一個情境之中,不同人可能會產生不同的情境理解,以至於採取不同的行動。例如,常有的經驗可能是電腦連接投影機,結果投影不出來。此時每個人都面對相同問題和相同的訊息,但往往對問題的判斷,及隨後所採取行動經常不同,導致不同人在解決同一個問題上有著不同的表現水準。我們這裡將影響的因素初步分為注意力及知識和經驗造成的落差。

知識及經驗

不同人所擁有的知識和經驗,是生手和熟手在判斷問題最主要的差異。

舉例而言,一個個案在晤談的時候說他身體裡面有兩個不同人格,他們彼此會對彼此說話。這個時候,一個臨床心理師心中呈現的可能診斷的樣貌會有兩個:

  • 聽到不存在的聲音,可能是幻聽的一種表現,會懷疑是思覺失調症
  • 確實有兩個以上的人格存在,也會懷疑是解離性人格疾患

為了要確認是否是這兩個問題,臨床心理師可能會就這兩個診斷花相同的比例的時間,來詢問是否有出現相關的症狀。但較為熟手的臨床心理師,在聽到有兩個人格的症狀同時,心中呈現了可能診斷的同時,想起了一些背景知識:

  • 思覺失調症是在身心科門診中常見的疾患,只要在精神科急性病房待過,應該都曾經看過。台灣的盛行率約為千分之四至百分之一。
  • 解離性人格疾患在台灣其實十分少見,1920至1970年代有較多的案例報告,但隨後案例數越來越少。沒有較為可靠的盛行率統計資料。

因為擁有經驗和知識,熟手可能會選擇優先從思覺失調症的症狀開始問起。充分的經驗和知識能提升情境覺察的能力,也是我們選擇對人為因素進行介入、為什麼選擇以訓練和案例分享作為主要方式的原因。但當個人經驗強烈到忽視其他知覺線索,產生社會心理學所提到的過度自信效果(Overconfidence Effect),反而會造成覺察判斷的失效。

注意力歷程:知覺、認知至自動化

在前面章節,我們也有討論注意力的訊息處理、記憶及自動化等思考歷程。這些注意力歷程也有可能影響到情境覺察的表現。例如:

  • 當整個注意力負荷量過大,需要專注在多個項目時,情境察覺的表現就會降低。像是戰機的駕駛,可能需要同時將注意力關心在外部敵機的相對位置,又要關心自身航機異常處置,情境覺察的表現可能就會降低。
  • 若情境覺察要求對工作記憶形成較高的負荷,較難達成對第三層情境覺察中對未來狀態的預期。以電腦連接投影機結果投影不出來當作例子,若這個投影系統是透過多層的裝置層層架接、可以動的選項按鈕有非常多種,那基於同時需要考慮多個變項的結果,工作記憶的限制會導致較難預期最後產出。


心智模型

跟情境覺察相關的類似概念,還有一個是心智模型(Mental Model)。這個心智模型的定義大致如下:

心智模型是一個機制,讓人能夠描述系統的目的、形式,解釋系統功能和觀察系統狀態,並且形成未來的預測。A mechanisms whereby humans are able to generate descriptions of system purpose and form, explanations of system functioning and observed system states, and predictions of future states.(Rouse & Morris, 1985)

也因此,這個可以這麼說:

心智模型可視為是一個特定系統的基模,是一組(緩慢改變的)記憶結構。A mental model can be viewed as a schema for a system. The systems can be seen to exist as set (although slowly evolving) memory structures.

也因此,其實心智模型就是事物運作的內在知識,傳統的心理學會以基模(Schema)或表徵(Representaitve)來描述。以航空情境為例的話:

  • Airbus的液壓油有綠系、藍系和黃系三種不同系統的液壓油。
  • 在待命航線(Holding Pattern)中,不同的高度會有不同的速度。在14000ft以下,若CHART上沒有其他規定,應該按照PANS-OPS的規定,為230kts。在美國,若為6000ft以下,則需要降速至200kts。

這些都是於運行所需要知道的運作知識,稱之為心智模型。與情境模型(Situational Model)相較,情境模型是根據情境所形成的認識,在這裡與前述的情境覺察(Situational Awareness)是同義詞。他們是奠基於心智模型上,根據當時情境的狀況所形成的認識。

結論

  • 航空產業很常說的情境覺察(SA),指的是執行任務中與環境互動的歷程:(一)知覺到環境中的各類訊息(二)根據訊息執行對情境的整體理解(三)根據理解對未來狀態的預期。情境覺察來自於有具體的目標,並根據覺察的結果來進行決策,實施行動之後產生結果,並根據這個結果來驗證情境覺察的正確性。
  • 在同一個情境,不同的個人可能有不同的情境覺察,導因於不同的人為因素,例如注意力、知覺、工作記憶、短期及長期記憶等等。
  • 相較於情境覺察,心智模型(Mental Model)指的是一組改變緩慢的記憶結構。因此,心智模型指的是運作中的知識。航空業所提共享的心智模型(Shared Mental Model)指的是同一組人具備相同的運作知識,此時兩個人有共同的思考內容。


延伸閱讀

Endsley, M. R. (1995). Toward a Theory of Situation Awareness in Dynamic Systems. Human Factors, 37(1), 32-64. 這篇是關於SA最重要的理論。

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