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문제 정의
- 인지적 과제수행에서 나타나는 전문가의 인지적 과정을 알아보기 위해 초보자와 전문가에게 항공교통관제 상황별 정상상황 과제와 비정상상황 과제를 제시하여 초보자의 인지적 과정과 비교하여 어떤 인지적 과정이 전문가에게 나타나는지 알아보고자 하였다. 전문가는 수행을 위해 필요한 지식 체계와 기술을 경험과 훈련을 통해 획득하여 과제수행에서 맥락적이고 효율적으로 과제를 수행해 나갈 것이다.
가설 설정
- 두 번째는, 전문가는 학습된 상황과 환경에 대해 작업기억의 제한을 회피하는 멘탈 모델과 도식 형성과 같은 장기기억을 사용하였을 것이다. 이러한 메커니즘은 정보의 통합과 이해, 그리고 미래 사건에 대한 예측을 제공하고, 정보처리과정의 제한을 극복하기 위한 많은 특성을 가지고 있다[45].
제안 방법
- 1차 구조화 인터뷰 문항에 따라 인터뷰가 끝나면 동일한 비행정보관리시스템(FIMS)과 공항 지상감시 레이더(ASDE) 화면을 다시 모니터에 표출시켜 연구자와 함께 보면서 2차 구조화 인터뷰 문항에 따라 인터뷰를 1차 구조화 인터뷰와 동일하게 진행하였다(Fig. 1). 이때 모든 인터뷰는 연구참여자의 동의를 얻어 녹음하였고, 이와 같은 방식으로 두 번째 비정상상황 과제 시나리오에 대한 인터뷰를 완료 후 구성요소의 유사성을 확인하는 구성요소평정표를 작성하도록 하였다.
- 문제해결과정에서 나타난 표상적 기술을 나타내는 표상적 모델을 알아보기 위해 과제도형법 양식과 구성요소평정표를 도구로 사용하였다. SME와 논의하여 문제해결을 위한 구성요소는 9가지로 정하였고, 개념적으로 유도로(A, R1, R2, R3, R7), 장비(ASDE, FIMS),대기장소(H825), 인접관제기관(SAA_Tower)으로 분류하여 구성요소에 따라 과제도형법 양식을 작성하고, 문제해결과정에서 나타나는 구성요소를 2개씩 짝을 지어 직접 그 유사성을 묻는 구성요소평정표를 구성하였다. 구성된 인터뷰 문항에 따라 SME와 함께 예비 연구를 수행해 본 결과, 시나리오를 통해 3가지 기술에 대한 인지적 과정을 확인하기 위해서는 목표 과제를 멘탈 처리과정이 필요한 즉, 의사결정과정이 포함된 하위과제와 구성요소를 분석해야만 구체적으로 3가지 인지적 기술을 확인 할 수 있다고 확인이 되었다.
- 비정상상황은 배정된 항공기의 주기장이 지상활주하는 도중 갑작스럽게 변경되지만, 변경된 주기장에 다른 항공기가 점유하고 있어 적절한 위치에 대기시키는 과제로 구성하여, 복잡한 상황 속에서 후속 항공기를 효율적으로 이동시키도록 과제를 설계하였다. 각 기술을 확인하기 위한 문항은Seamster 등[36]의 CTA 개발 절차에 따라 교관급 3명의 SME와 함께 3가지 기술을 확인하기 위한 적합한 구조화 인터뷰 문항을 만들고, 인터뷰 문항지를 1차와 2차 인터뷰 문항지로 나누어 절차에 따라 사용하였다. 문제해결과정에서 나타난 표상적 기술을 나타내는 표상적 모델을 알아보기 위해 과제도형법 양식과 구성요소평정표를 도구로 사용하였다.
- 전문영역에서 기술을 실행할 때 초보자보다 더 신속하고 더 정확하다. 게다가 초보자보다 더 뛰어난 작업기억과 장기기억을 가지고 있고, 더 심도 깊은 수준에서 과제관련 문제를 지각하고, 문제를 분석하기 위해 다양한 노력을 하며, 문제를 해결하는 동안 자신의 수행을 확인하고 평가한다. 즉,기억, 주의 그리고 이해 같은 처리과정을 인지하고 조절한다.
- Seamster 등[36]의 CTA 연구모델에서는 기술 분석을 위해서는 6 ~ 8 명의 연구참여자를 통해 CTA 분석을 확인하여 인천국제공항공사 소속의 항공교통관제사 14명이 본 연구에 참여하였다. 계류장관제업무의 한정자격을 획득하고 최근 6개월간 매월 40시간 이상 실무근무와 함께 5년 이상의 경력 항공교통관제사를 전문가(9명)로 그 외의 항공교통관제사를 초보자(5명)로 구분하였다. 초보자 집단은 근무경력이 평균 1.
- 연구는 노트북에 연결된 25인치 모니터로 해상도는 1920 × 1200 픽셀로 두 대의 최신형 모니터를 사용하여 현재 지상관제에서 사용하는 항공기 위치와 이동을 표시하는 공항 지상감시 레이더(ASDE: Airport Surface Detection Equipment) 정지화면과 입출항 항공기 편명과 항공기 이동 상황 등 전반적인 운항 정보가 포함되는 전자비행정보기록지로 사용하고 있는 비행 정보관리시스템(FIMS: Flight Information Management System) 정지화면을 사용하였다. 구조화 인터뷰에서는 구체적으로 정해진 일련의 질문 문항, 문항의 순서 등이 제시된 1차와 2차 인터뷰 문항지에 따라 개방형 질문과 후속 질문을 통해 연구참여자의 인지적 과정을 확인하였다. 정상상황 또는 비정상상황 문제해결과제 시나리오는 감독관 관제사 5명에게 각 정지화면의 상황을 5점 척도에 따라 정상상황과 비정상상황으로 표시하도록 하여 그 결과에 따라 정상상황과 비정상상황 시나리오로 구분하여 정지화면을 제시해 주었다.
- 구체적으로 두 집단의 표상적 모델을 알아보기 위해 SPSS를 사용하여 구성요소평정표의 MDS 분석결과를 확인해 보았다. 신뢰성 및 타당도 검증과 관련하여 데이터에 대한 최대 반복계산수는 30회로 설정하였으며 최소 스트레스 값이 0.
- 문제 시나리오에 대한 해결과정에서 인터뷰를 통해 어떤 실행이 발생하기 위한 전조(Precursor) 단계, 절차의 요소를 포함하는 실행(Action) 단계, 결과(Result) 단계로 구분하고, 그 결과를 토대로 해석(Interpretation) 단계에서 문제해결과 정보지각의 정확성을 확인한다. 그리고 과제에 대한 전조와 해석 자료를 통해 인지적 맥락을 확인한다. 본 연구에서는 1차 구조화 인터뷰 문항에서 전조, 실행 그리고 결과 단계를 확인하고, 2차 구조화 인터뷰를 통해 해석단계를 알아보았다.
- 인터뷰는 연구자가 직접 수행하였으며, 본 연구에서는 질적 연구의 내적 타당도를 검증하기 위해 연구자가 도출한 예비 단계의 분석과 임의적 결론을 3명의 SME에게 제공하여 그 결과가 타당한지를 평가해 주도록 하였다. 그리고 초보자와 전문가의 수행을 알아보기 위해 연구 결과를 토대로 원활한 이동이 필요한 항공기의 이동시간을 변인으로 보고 수행을 알아보기 위해 시뮬레이터를 활용하였다. 초보자와 전문가의 수행은 정상상황에서는 목적 항공기를 동일한 수행과정을 통해 이동시켜 2분 54초가 소요되었지만, 비정상상황에서는 초보자는 전문가에 비해 목적 항공기를 지연시켜 초보자는 평균 7분 35초가 걸렸고 전문가는 평균 4분 23초가 소요되어 비정상상황에서 초보자의 수행이 저하됨을 확인 하였다.
- 절차적 기술은 과제를 수행하기 위해 일반적인 수행 과정의 단계 또는 절차에서 어떻게 해야 하는가에 대한 지식으로서 기술을 말한다[17]. 문제 시나리오에 대한 해결과정에서 인터뷰를 통해 어떤 실행이 발생하기 위한 전조(Precursor) 단계, 절차의 요소를 포함하는 실행(Action) 단계, 결과(Result) 단계로 구분하고, 그 결과를 토대로 해석(Interpretation) 단계에서 문제해결과 정보지각의 정확성을 확인한다. 그리고 과제에 대한 전조와 해석 자료를 통해 인지적 맥락을 확인한다.
- 문제해결 과정을 말하면서 진행과정과 주요사항을 기록한 내용과 인터뷰 내용을 확인하여 각 문제해결 구성요소를 화살표로 연결하여 초보자와 전문가의 표상적 기술을 과제도형법을 통해 확인해 보았다. 정상상황 과제에서는 초보자와 전문가가 동일한 문제해결 구성요소를 토대로 과제를 수행했지만, Fig.
- 요구되는 행동을 예측하기 위해 사용되는 표상적 기술 즉, 멘탈 모델을 알아보기 위해 과제도형법 양식에 기록된 문제해결 구성요소 활용과 순서를 화살표로 연결하여 확인하였다. 문제해결 구성요소의 유사성을 알아보기 위해 구성요소평정표를 사용하여 5점 척도(1=전혀 비슷하지 않다, 5=매우 비슷하다)에 따라 2개씩 짝을 지어 평가 하도록 하였다. 평가에 의해 얻어진 점수가 높을수록 대상이나 개념 간의 유사성이 높으며 표상적 거리는 가까워진다.
- 이는 비정상상황 과제에 대한 문제해결 구성요소에서 A유도로를 활용하는 전문가의 문제해결 능력을 설명 할 수 있다.문제해결, 의사결정, 주의 등의 인지적 과제를 수행하는 항공교통관제사의 전문성이 어떠한 메커니즘을 통해 나타나는지를 3가지 기술에 대한 주요사항을 CTA 방법을 통해 알아보았다. Table 7은 이 연구를 통해 분석된 3가지 기술에 대한 전체 분석 결과를 정리하였다.
- 여기까지는 두 집단 간에 차이가 없었지만, 초보자는 이동경로상의 혼잡도 증가와 복잡한 교통상황을 해결하기 위해 인접관할구역의 자원을 활용하지 못 하고 다른 항공기가 이동할 때까지 대기한 후 R1유도로(R1TAXIWAY)를 통해 이동시켜 수행이 저하되었다. 반면에 전문가는 항공기의 지연방지와 흐름을 유지하고 교통 혼잡과 무선통신 교신을 줄이기 위해 인접관제시설 관제탑(SAA_TOWER)과 협의하여 관할구역외의 A유도로(A TAXIWAY)를 이용해 항공기 교통흐름을 효율적으로 처리하였다.
- 그리고 과제에 대한 전조와 해석 자료를 통해 인지적 맥락을 확인한다. 본 연구에서는 1차 구조화 인터뷰 문항에서 전조, 실행 그리고 결과 단계를 확인하고, 2차 구조화 인터뷰를 통해 해석단계를 알아보았다.
- 본 연구는 인지적 과정을 알아보기 위해 Seamster, Redding과 Kaemph[36]이 활용한 자동화, 절차적, 표상적, 의사결정 그리고 전략을 확인하기 위한 CTA 연구모델 사용하여 시나리오 문제해결 과제를 구성하였다. 본 연구에서는 CTA 방법은 주요사항을 평가하기 위해 자동화 기술,절차적 기술 그리고 표상적 기술의 3가지 기술에 대한 주요사항을 확인하기 위해 구조화 인터뷰 문항을 포함하고 있다.
- 이를 위해 Rothwell와 Kazanas[38]의 방법에 따라 하위과제와 구성요소를 정상상황과 비정상상황 시나리오에서 추출하였다. 본 연구에서는 문제해결을 위한 의사결정 과정이 포함된 하위과제에 대해서만 문제해결과제(정상/비정상)로 보고 연구참여자(초보자/전문가)와 1차와 2차 구조화 인터뷰 문항에 따라 인터뷰를 시행하여 질적 연구를 수행하였다.
- 본 연구에서는 자료 분석을 위해 인터뷰 과정에서 녹음된 자료는 모두 문서로 전사하여 분석자료로 활용하였다. 분석 절차를 살펴보면, 각 기술에 해당하는 문항의 인터뷰 내용들끼리 묶어 초보자와 전문가로 분류하여 Table 2의 CTA 결과 분석방법을 사용하여 각 인지적 기술의 주요 사항을 중심으로 인지적 과정을 알아보았다.
- 정상상황은 입항하는 항공기의 배정된 주기장에 다른 항공기가 점유하고 있어 입항 항공기를 적절한 위치에 대기시키는 과제로 수립하였고, 문제해결을 위한 입항공기가가 다른 항공기에게 양보하거나 적절한 위치에 대기하는 상황이 발생하도록 하였다. 비정상상황은 배정된 항공기의 주기장이 지상활주하는 도중 갑작스럽게 변경되지만, 변경된 주기장에 다른 항공기가 점유하고 있어 적절한 위치에 대기시키는 과제로 구성하여, 복잡한 상황 속에서 후속 항공기를 효율적으로 이동시키도록 과제를 설계하였다. 각 기술을 확인하기 위한 문항은Seamster 등[36]의 CTA 개발 절차에 따라 교관급 3명의 SME와 함께 3가지 기술을 확인하기 위한 적합한 구조화 인터뷰 문항을 만들고, 인터뷰 문항지를 1차와 2차 인터뷰 문항지로 나누어 절차에 따라 사용하였다.
- 연구는 노트북에 연결된 25인치 모니터로 해상도는 1920 × 1200 픽셀로 두 대의 최신형 모니터를 사용하여 현재 지상관제에서 사용하는 항공기 위치와 이동을 표시하는 공항 지상감시 레이더(ASDE: Airport Surface Detection Equipment) 정지화면과 입출항 항공기 편명과 항공기 이동 상황 등 전반적인 운항 정보가 포함되는 전자비행정보기록지로 사용하고 있는 비행 정보관리시스템(FIMS: Flight Information Management System) 정지화면을 사용하였다.
- 9)년이었다. 연구는 연구참여자 집단을 전문성 정도(초보자/전문가)로 나누어, 연구참여자에게 상황별(정상/비정상) 문제해결과제 시나리오를 제시하여 구조화 인터뷰를 실시하도록 설계하였다.
-
2.3 연구절차
연구참여자는 인터뷰에 대한 설명을 듣고 모니터에 제시된 과제에 따라 1회 연습을 실시하여 문제해결 과제에 대한 이해를 돕게 해주었다. 인터뷰는 우선 연구참여자들이 정상상황 과제 시나리오를 읽고, 비행정보관리시스템(FIMS)과 공항 지상감시 레이더(ASDE) 화면에 나타나는 각종 정보를 확인하여 문제를 이해하고 해결방법을 구성할 수 있도록 하였다.
- 멘탈 시뮬레이션을 통해 실행의 결과를 예상하기 위해 사용하는 과정 또는 시스템의 역동적인 멘탈 모델을 표상적 기술이라 하였고 이런 확인을 통해 수행을 향상시킬 수 있는 기술이다[30]. 요구되는 행동을 예측하기 위해 사용되는 표상적 기술 즉, 멘탈 모델을 알아보기 위해 과제도형법 양식에 기록된 문제해결 구성요소 활용과 순서를 화살표로 연결하여 확인하였다. 문제해결 구성요소의 유사성을 알아보기 위해 구성요소평정표를 사용하여 5점 척도(1=전혀 비슷하지 않다, 5=매우 비슷하다)에 따라 2개씩 짝을 지어 평가 하도록 하였다.
- 1). 이때 모든 인터뷰는 연구참여자의 동의를 얻어 녹음하였고, 이와 같은 방식으로 두 번째 비정상상황 과제 시나리오에 대한 인터뷰를 완료 후 구성요소의 유사성을 확인하는 구성요소평정표를 작성하도록 하였다.
- 따라서 초보자 수행능력이 느리고 더 많은 노력을 들이기 때문에 전문가 수행능력과 비교를 통해 쉽게 발견된다. 이를 확인하기 위해 2단계를 거쳐 자동화 기술을 알아보았다. 1단계는 하위과제 또는 구성요소를 해결하기 위한 해결과정을 확인하고, 초보자와 전문가의 각 해결과정에 대한 의사결정 포인트를 확인하였다.
- 연구참여자의 요청이나 5분이 지나면 모든 화면을 사라지게 하고 연구참여자는 소리 내어 문제해결 과정을 말하면서 앞에 놓인 종이에 진행과정 주요사항을 기록하도록 하였다. 이후에 연구자는 하위과제에 대한 1차 구조화 인터뷰 문항을 사용하여 최대한 자세히 응답하도록 개방형 질문으로 인터뷰를 수행하였다. 구조화 인터뷰의 각 문항(예,“문제를 해결하는데 첫 번째 실행은 무엇입니까?”)은 각각의 기술을 확인 할 수 있도록 구성되어 자동화 기술, 절차적 기술 그리고 표상적 기술을 확인 할 수 있도록 하였다.
- 인지적 과정을 확인하기 위해 CTA 방법 중 문제해결과제 시나리오를 구성하여 구조화 인터뷰 문항에 따라 진행하는 질적 연구방법을 사용하였다. 연구는 노트북에 연결된 25인치 모니터로 해상도는 1920 × 1200 픽셀로 두 대의 최신형 모니터를 사용하여 현재 지상관제에서 사용하는 항공기 위치와 이동을 표시하는 공항 지상감시 레이더(ASDE: Airport Surface Detection Equipment) 정지화면과 입출항 항공기 편명과 항공기 이동 상황 등 전반적인 운항 정보가 포함되는 전자비행정보기록지로 사용하고 있는 비행 정보관리시스템(FIMS: Flight Information Management System) 정지화면을 사용하였다.
- CTA 방법으로 인지적 과정을 알아보기 위한 구조화 인터뷰가 이루어졌고, 자료 분석을 위한 녹음 자료의 인터뷰 시간은 각 연구참여자마다 평균 한 시간이었다. 인터뷰는 연구자가 직접 수행하였으며, 본 연구에서는 질적 연구의 내적 타당도를 검증하기 위해 연구자가 도출한 예비 단계의 분석과 임의적 결론을 3명의 SME에게 제공하여 그 결과가 타당한지를 평가해 주도록 하였다. 그리고 초보자와 전문가의 수행을 알아보기 위해 연구 결과를 토대로 원활한 이동이 필요한 항공기의 이동시간을 변인으로 보고 수행을 알아보기 위해 시뮬레이터를 활용하였다.
- 연구참여자는 인터뷰에 대한 설명을 듣고 모니터에 제시된 과제에 따라 1회 연습을 실시하여 문제해결 과제에 대한 이해를 돕게 해주었다. 인터뷰는 우선 연구참여자들이 정상상황 과제 시나리오를 읽고, 비행정보관리시스템(FIMS)과 공항 지상감시 레이더(ASDE) 화면에 나타나는 각종 정보를 확인하여 문제를 이해하고 해결방법을 구성할 수 있도록 하였다. 이때 새로운 정보를 확인하기 위해 필요한 5분을 계획할 시간으로 주었다.
- 자동화 기술을 확인하기 위한 2단계에서 과중한 업무부하의 상황은 복잡성으로 업무부하가 발생하는 비정상상황이므로 비정상상황 과제를 통해 확인 하였다. 해결과정 ‘적절한 위치에 대기시킨다’에 대해 초보자와 전문가는 새로운 정보를 토대로 항공기를 처리하기 위한 조치로 대기지시를 발부하였다.
- 자동화 기술은 통제적 처리가 아닌 자동적 처리과정을 통해 나타나는 기술로 초보자와 전문가의 서술적 지식과 절차적 지식을 통해 나타난다[39]. 자동화 기술의 분석은 초보자와 전문가의 수행능력을 비교하여 전문가 수행능력에서 나타나는 자동적 처리과정을 알아보기 위해 전문가의 절차적 지식과 초보자의 서술적 지식을 확인하였다. 자동화 기술은 신속하고 최소 또는 무의식적 주의를 요구하기 때문에 전문가 수행능력을 확인하기 어렵고 전문가가 말로 표현하고 설명하기 어렵다.
- 문제해결 과정을 말하면서 진행과정과 주요사항을 기록한 내용과 인터뷰 내용을 확인하여 각 문제해결 구성요소를 화살표로 연결하여 초보자와 전문가의 표상적 기술을 과제도형법을 통해 확인해 보았다. 정상상황 과제에서는 초보자와 전문가가 동일한 문제해결 구성요소를 토대로 과제를 수행했지만, Fig. 5의 비정상상황 과제에서 과제도형법 결과를 보면, 첫 번째로 비행정보관리시스템(FIMS) 화면의 정보를 통해 상황을 이해하고, 공항 지상감시 레이더(ASDE) 화면에서 항공기 위치를 확인해 R1유도로(R1 TAXIWAY)와 R7유도로(R7 TAXIWAY)에 항공기를 우선 대기시키고, 주기장이 변경된 항공기는 다시 대기장소(H825)로 이동시켰다. 여기까지는 두 집단 간에 차이가 없었지만, 초보자는 이동경로상의 혼잡도 증가와 복잡한 교통상황을 해결하기 위해 인접관할구역의 자원을 활용하지 못 하고 다른 항공기가 이동할 때까지 대기한 후 R1유도로(R1TAXIWAY)를 통해 이동시켜 수행이 저하되었다.
- 시나리오 구성은 연구참여자들이 관제탑에서 지상관제업무를 담당하고 있어 그들에게 중요한 정보로 여겨지는 지상활주 경로(taxi route)와 배정된 주기장(assigned gate) 정보를 중심으로 시나리오를 구성하였다[37]. 정상상황은 입항하는 항공기의 배정된 주기장에 다른 항공기가 점유하고 있어 입항 항공기를 적절한 위치에 대기시키는 과제로 수립하였고, 문제해결을 위한 입항공기가가 다른 항공기에게 양보하거나 적절한 위치에 대기하는 상황이 발생하도록 하였다. 비정상상황은 배정된 항공기의 주기장이 지상활주하는 도중 갑작스럽게 변경되지만, 변경된 주기장에 다른 항공기가 점유하고 있어 적절한 위치에 대기시키는 과제로 구성하여, 복잡한 상황 속에서 후속 항공기를 효율적으로 이동시키도록 과제를 설계하였다.
- MDS는 각 차원에 명칭을 부여하기 위한 절차를 포함하고 있지 않아 연구자가 멘탈 표상 차원을 유추했다. 즉, 각 구성요소에 대한 연구참여자의 평정과 문제해결과정에서 나타난 구성요소의 특성 그리고 사용여부를 나타내는 과제도형법 결과를 참조하여 해석하였다. Fig.
- 초보자와 전문가의 의사결정 포인트를 확인해보기 위해, 어떤 문제를 해결해야 하고, 어떻게 해결해야 하는지에 대한 과정을 소리 내어 말하도록 한 질의의 응답을 통해 해결과정을 분석해보았다. 정상상황과 비정상상황에서 초보자와 전문가는 동일한 해결과정을 보여주었다(Fig.
대상 데이터
- Seamster 등[36]의 CTA 연구모델에서는 기술 분석을 위해서는 6 ~ 8 명의 연구참여자를 통해 CTA 분석을 확인하여 인천국제공항공사 소속의 항공교통관제사 14명이 본 연구에 참여하였다. 계류장관제업무의 한정자격을 획득하고 최근 6개월간 매월 40시간 이상 실무근무와 함께 5년 이상의 경력 항공교통관제사를 전문가(9명)로 그 외의 항공교통관제사를 초보자(5명)로 구분하였다.
이론/모형
- 각 기술을 확인하기 위한 문항은Seamster 등[36]의 CTA 개발 절차에 따라 교관급 3명의 SME와 함께 3가지 기술을 확인하기 위한 적합한 구조화 인터뷰 문항을 만들고, 인터뷰 문항지를 1차와 2차 인터뷰 문항지로 나누어 절차에 따라 사용하였다. 문제해결과정에서 나타난 표상적 기술을 나타내는 표상적 모델을 알아보기 위해 과제도형법 양식과 구성요소평정표를 도구로 사용하였다. SME와 논의하여 문제해결을 위한 구성요소는 9가지로 정하였고, 개념적으로 유도로(A, R1, R2, R3, R7), 장비(ASDE, FIMS),대기장소(H825), 인접관제기관(SAA_Tower)으로 분류하여 구성요소에 따라 과제도형법 양식을 작성하고, 문제해결과정에서 나타나는 구성요소를 2개씩 짝을 지어 직접 그 유사성을 묻는 구성요소평정표를 구성하였다.
- 이런 전문성은 멘탈 모델에 기반을 둔 장기기억과 과제관련 정보를 신속하게 작업기억의 부하 없이 정보의 지각, 이해 그리고 상황의 예측을 제공하고, 반복된 수행을 통해 자동화되어 수월하게 인지적 처리과정을 도울 것으로 예상할 수 있다. 본 연구는 인지적 과정을 알아보기 위해 Seamster, Redding과 Kaemph[36]이 활용한 자동화, 절차적, 표상적, 의사결정 그리고 전략을 확인하기 위한 CTA 연구모델 사용하여 시나리오 문제해결 과제를 구성하였다. 본 연구에서는 CTA 방법은 주요사항을 평가하기 위해 자동화 기술,절차적 기술 그리고 표상적 기술의 3가지 기술에 대한 주요사항을 확인하기 위해 구조화 인터뷰 문항을 포함하고 있다.
- 즉, 표상적 거리가 가까우면 가까울수록 유사성은 커지지만 반대의 경우이면 상이성(dissimilarity)이 증가한다. 이를 분석하기 위해 유사성에 대한 관계를 다차원 공간에 표현하여 멘탈 표상을 나타내는 다차원 척도(MDS: Multi-Dimension Scaling)기법을 사용하였다[40].
- 구성된 인터뷰 문항에 따라 SME와 함께 예비 연구를 수행해 본 결과, 시나리오를 통해 3가지 기술에 대한 인지적 과정을 확인하기 위해서는 목표 과제를 멘탈 처리과정이 필요한 즉, 의사결정과정이 포함된 하위과제와 구성요소를 분석해야만 구체적으로 3가지 인지적 기술을 확인 할 수 있다고 확인이 되었다. 이를 위해 Rothwell와 Kazanas[38]의 방법에 따라 하위과제와 구성요소를 정상상황과 비정상상황 시나리오에서 추출하였다. 본 연구에서는 문제해결을 위한 의사결정 과정이 포함된 하위과제에 대해서만 문제해결과제(정상/비정상)로 보고 연구참여자(초보자/전문가)와 1차와 2차 구조화 인터뷰 문항에 따라 인터뷰를 시행하여 질적 연구를 수행하였다.
성능/효과
- 005로 떨어지면 반복이 멈추도록 설정하였다. 5회 반복(초보자)과 15회 반복(전문가)으로 얻어진 위치표시가 얼마나 잘 되었는지 나타내는 최종 스트레스 값은 0.07985(초보자)와 0.09226(전문가)로 계산되어 스트레스 값이 0.05 ~ 0.1 이면 양호[41]하고, 적합도를 나타내는 R2의 값은 0.96884(초보자)와 0.97123(전문가)로 적합도가 매우 높은 것으로 분석되었다.
- SME와 논의하여 문제해결을 위한 구성요소는 9가지로 정하였고, 개념적으로 유도로(A, R1, R2, R3, R7), 장비(ASDE, FIMS),대기장소(H825), 인접관제기관(SAA_Tower)으로 분류하여 구성요소에 따라 과제도형법 양식을 작성하고, 문제해결과정에서 나타나는 구성요소를 2개씩 짝을 지어 직접 그 유사성을 묻는 구성요소평정표를 구성하였다. 구성된 인터뷰 문항에 따라 SME와 함께 예비 연구를 수행해 본 결과, 시나리오를 통해 3가지 기술에 대한 인지적 과정을 확인하기 위해서는 목표 과제를 멘탈 처리과정이 필요한 즉, 의사결정과정이 포함된 하위과제와 구성요소를 분석해야만 구체적으로 3가지 인지적 기술을 확인 할 수 있다고 확인이 되었다. 이를 위해 Rothwell와 Kazanas[38]의 방법에 따라 하위과제와 구성요소를 정상상황과 비정상상황 시나리오에서 추출하였다.
- 이런 수행 결과의 차이는 초보자 집단은 불안이나 스트레스로 인지적 부담이 크게 발생하여 과제해결을 위한 필요한 계획도 수립하지 못 하고 각 정보를 개별적으로 기억하여 일관된 정보로 범주화 하지 못하였다. 그리고 MDS 분석 결과는 초보자 집단이 인접관할구역의 자원을 대체가용자원으로 활용하지 않고 있음을 확인하였다. 반면에 전문가 집단의 인지적 과정은 정상상황 과제에서 자동적으로 관련된 문제해결 구성요소를 연계하여 수월하게 맥락적으로 수행하였다.
- 인터뷰 분석 결과, 초보자와 전문가는 과제관련 수행에서 인지적 과정의 차이가 나타나 전문성이 문제해결과 의사결정 과정에서 이루어지는 인지적 수행에 주요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 또한, 정상상황 과제에서 두 집단 간 수행결과는 차이가 없었지만 비정상상황 과제에서는 초보자 집단의 수행결과는 전문가 집단보다 저하되어 나타났다.
- 세 번째로, 비정상상황에 대해 전문성은 습득한 각종 정보들을 정확하고 빠르게 지각하고 해석하고 추론하는데 요구되는 인지적 부담을 감소시켜 줄 수 있었다는 점이다[18]. 비록 주어진 비정상상황이 이전에 경험해보지 못한 상황이었더라도 높은 정보처리의 자동성이 비정상적인 상황을 인식하는데 가용할 수 있는 인지적 자원을 제공해 줄 수 있었을 것이다.
- 연구를 통해 알아본 결과를 확인해 보면, 초보자 집단과 전문가 집단은 정상상황일 때 과제수행 결과는 차이가 없어 두 집단이 표면적으로는 동일한 인지적 과정을 보였을 거라고 여겨지지만, 초보자는 문제해결을 위한 의사결정 포인트에서 절차적 지식수준에 이르지 못해 통제적 처리과정을 거쳐 어려움을 나타내고, 전반적인 상황보다는 주변의 환경적 요소에 더 집중하여 인지적 부하가 발생하였다. 비정상상황 과제에서는 초보자 집단의 수행 결과는 전문가 집단에 비해 현저한 수행 저하를 보여 주었다.
- 인터뷰 분석 결과, 초보자와 전문가는 과제관련 수행에서 인지적 과정의 차이가 나타나 전문성이 문제해결과 의사결정 과정에서 이루어지는 인지적 수행에 주요한 역할을 하고 있음을 확인하였다. 또한, 정상상황 과제에서 두 집단 간 수행결과는 차이가 없었지만 비정상상황 과제에서는 초보자 집단의 수행결과는 전문가 집단보다 저하되어 나타났다.
- 그리고 구성요소의 표상적 위치(차원 2)의 Y축은 해석을 용이하게 하기 위해 구성요소의 상대적 위치에 영향 없이 회전시켜[42] 대체활용자원에 따라 양(+)의 영역은 대체활용자원으로 음(-)의 영역은 비대체활용자원으로 명칭을 정할 수 있다. 초보자와 전문가는 유도로와 장비의 개념적 구성요소에 대해서는 유사하게 구분하지만 혼잡한 상황을 해결하기 위한 대체가용자원에 대해서 전문가는 관할구역을 벗어나는 지역까지 대체가용자원(A 유도로)으로 활용하는 최적화된 표상적 모델을 형성하지만 초보자는 비대체가용자원으로 인식하는 표상적 모델을 보였다. 이는 비정상상황 과제에 대한 문제해결 구성요소에서 A유도로를 활용하는 전문가의 문제해결 능력을 설명 할 수 있다.
- 그리고 초보자와 전문가의 수행을 알아보기 위해 연구 결과를 토대로 원활한 이동이 필요한 항공기의 이동시간을 변인으로 보고 수행을 알아보기 위해 시뮬레이터를 활용하였다. 초보자와 전문가의 수행은 정상상황에서는 목적 항공기를 동일한 수행과정을 통해 이동시켜 2분 54초가 소요되었지만, 비정상상황에서는 초보자는 전문가에 비해 목적 항공기를 지연시켜 초보자는 평균 7분 35초가 걸렸고 전문가는 평균 4분 23초가 소요되어 비정상상황에서 초보자의 수행이 저하됨을 확인 하였다.
후속연구
- 전문성에 대한 심도 깊은 이해를 할 수 있다면, 더 효과적인 교육과 훈련을 통해 더 적은 시간 내에 전문성 개발을 촉진할 수 있을 것이다. 관제사 훈련프로그램 개발과 평가 관리에 있어서도 비정상상황을 경험할 수 있는 시뮬레이션을 관제사에게 경험하게 한다면 그들의 관제 전문성을 확인하고 대처능력을 학습할 수 있는 기회를 제공해줄 수 있을 것이다. 시뮬레이션을 통해 가상 또는 실제 업무 환경에 기반해 일반적인 업무환경에서 경험하기 어려운 비정상상황에 대한 훈련과정은 필요한 지식과 기술을 적은 시간 내에 개발하기 위한 효율적인 방법을 제공 할 것이다.
- 이런 조건에서 과제를 수행하게 되면 상황을 파악할 수 있는 현실적인 정보가 부재하는 상황이 발생되고 전체적인 관제시스템 장비를 통한 정보를 획득하기 어려워 초보자의 수행이 더 낮아지는 결과가 나왔을 수도 있을 것이다. 그렇기 때문에 이런 연구결과가 현실적인 상황에서도 확인할 수 있는 추가적인 연구가 필요할 것이다. 그리고 시나리오를 통해 문제해결 과정의 인지적 기술을 확인하기 위한 CTA 방법으로 초보자와 전문가의 전반적인 문제해결 과정을 확인하지 않았다.
- 끝으로 본 연구는 두 대의 관제시스템 장비만을 통해 인지적 과정을 확인한 한계를 지닌다. 이런 조건에서 과제를 수행하게 되면 상황을 파악할 수 있는 현실적인 정보가 부재하는 상황이 발생되고 전체적인 관제시스템 장비를 통한 정보를 획득하기 어려워 초보자의 수행이 더 낮아지는 결과가 나왔을 수도 있을 것이다.
- 관제사 훈련프로그램 개발과 평가 관리에 있어서도 비정상상황을 경험할 수 있는 시뮬레이션을 관제사에게 경험하게 한다면 그들의 관제 전문성을 확인하고 대처능력을 학습할 수 있는 기회를 제공해줄 수 있을 것이다. 시뮬레이션을 통해 가상 또는 실제 업무 환경에 기반해 일반적인 업무환경에서 경험하기 어려운 비정상상황에 대한 훈련과정은 필요한 지식과 기술을 적은 시간 내에 개발하기 위한 효율적인 방법을 제공 할 것이다. 그리고 수행평가에 있어서도 우선적으로 정상상황에 대해서는 실무 업무를 수행하면서 평가하고, 비정상상황에 대해서는 서술적 지식 평가와 더불어 시뮬레이션을 활용하여 인지적 과정을 포함하는 전반적인 해결 능력을 평가해야 할 것이다.
- 그리고 시나리오를 통해 문제해결 과정의 인지적 기술을 확인하기 위한 CTA 방법으로 초보자와 전문가의 전반적인 문제해결 과정을 확인하지 않았다. 이에 비상상황, 계획수립, 의사결정, 업무관리 등의 다양한 문제해결 구성요소를 포함하는 시나리오를 통해 인지적 과정을 확인 할 수 있다면 전문가의 기술을 구체적으로 더 발견할 수 있을 것으로 여겨지고, 이러한 연구결과를 토대로 전문가의 기술발달에 대한 구체적인 확인과 인지적 구성요소를 알아보기 위한 실험연구를 진행하여 추가적으로 확인하는 것이 필요할 것이다.
- 실제로 이는 고도의 복잡한 직무로 훈련, 연습과 경험을 통해 얻어진 특별한 기술과 전문성을 요구한다[49]. 전문성에 대한 심도 깊은 이해를 할 수 있다면, 더 효과적인 교육과 훈련을 통해 더 적은 시간 내에 전문성 개발을 촉진할 수 있을 것이다. 관제사 훈련프로그램 개발과 평가 관리에 있어서도 비정상상황을 경험할 수 있는 시뮬레이션을 관제사에게 경험하게 한다면 그들의 관제 전문성을 확인하고 대처능력을 학습할 수 있는 기회를 제공해줄 수 있을 것이다.
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