基于層次分析法的飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價指標體系研究

摘 "要：目的：旨在建立符合我國飛行技術專業學生的運動能力訓練指導和評價體系，提升我國民航院校飛行技術專業體育課程和運動能力訓練的效果，確保其在未來有能力勝任飛機駕駛工作。方法：運用層次分析法（AHP）構建了包含8個一級指標和20個二級指標的飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系。結果：該指導和評價體系各級指標的權重體現了對飛行技術專業學生運動能力要求的差異性，這與民航院校培養該專業學生的實際情況相符。根據該指導和評價體系的指向性和與運動項目的關聯性，提出了符合實際情況且簡單易行的飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價方法。結論：該指導和評價體系的層級結構和構成要素合理完善，為民航院校培養該專業學生的運動能力提供了重要參考。評價方法能夠有效地評定飛行技術專業學生的運動能力，為其運動能力訓練提供有益的指導。

關鍵詞：飛行技術專業學生；運動能力；層次分析法；指導和評價體系

Empirical Research on Guidance and Evaluation System ofMovement Ability Training for Student Majoring in FlightTechnology Based on Analytic Hierarchy Process

WANG Yan， KOU Jundong

（Civil Aviation Security College amp; Physical Education Department， Civil Aviation Flight University of China，Guanghan Sichuan， 618307， China.）

Abstract： Purpose： In order to improve the effect of physical course and training for student majoring in flight technology， and ensure their ability to be competent for flight driving working in future， it is very important to construct the guidance and evaluation system that is line with the characteristic of movement ability training of student majoring in flight technology. Methods： The guidance and evaluation system of movement ability training of student majoring in flight technology with 8 first-level indexes and 20 second-level indexes was constructed by analytic hierarchy process （AHP）. Results： The different weight of indexes in each level of guidance and evaluation system reflects the differences in requirements of movement ability training of student majoring in flight technology. This is consistent with the actual situation of training student majoring in flight technology in civil aviation colleges. Furthermore， according to the directivity and correlation with movement items of guidance and evaluation system， the convenient guidance and evaluation method could complied and operated for evaluating movement ability of student majoring in flight technology. The weight of movement abilities in each level provides important references to educate the flight cadet. Conclusions： The hierarchical structure and composition of the guidance and evaluation system are reasonable and perfect， which provides an important reference for training the movement ability of student majoring in flight technology in civil aviation colleges. The evaluation method can effectively assess the movement ability of student majoring in flight technology and provide meaningful guidance for the training.

Key words： Student majoring in flight technology; Movement ability; AHP; Guidance and evaluation system

中圖分類號：G804.49""""""""""""""""""""文獻標識碼：A

民航權威機構發布的報告顯示，在未來的幾十年內，中國民航運輸業將持續高速發展^[1，2]，因此需要大量民航及相關領域的人才，其中民航飛行員的需求尤為突出。伴隨著民航業的飛速發展，航空運輸安全一直是我國和世界各國重點關注的領域，并且也都致力于通過提升管理水平，優化資源配置，提高飛機的機械、電路和駕駛人員等的可靠性，來增強航空運輸的安全性^[3]。眾所周知，隨著工業技術的發展和可靠性的提高，90%以上航空領域事故/事件是由人（駕駛員、地勤人員等）引起的，包括人的不安全行為、錯誤決策，以及心理和生理狀態等^[4]。因此，提升駕駛人員的操控水平和狀態是航空運輸安全的重要保障，而這些都與駕駛人員的運動能力密切相關。

目前，我國民航飛行員主要來源之一是國內航空類院校培養的飛行技術專業的畢業生（又稱民航飛行學員）。而各航空院校歷來重視通過航空體育課程和體育活動提升飛行技術專業學生的運動能力，以確保其成為民航飛行員后，能適應飛行環境，勝任飛機駕駛工作，有能力處置突發情況，避免飛行事故的發生。因此，飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系是該專業學生運動能力訓練的重要指南，完善和提高該類體系的科學性、準確性和適用性有助于提升民航飛行員的培養質量，從數量和質量上雙重滿足我國民航事業的發展。

查閱相關文獻發現，國外的相關研究主要集中在招募軍用飛行員的測試項目、體育鍛煉項目和實施身體鍛煉項目的效果等方面^[5-8]，對民航飛行員的研究較少，這可能與其培養途徑的多樣性和對航空飛行的認知有關^[9，10]。由于我國民航飛行員絕大多數采用集中培養模式，諸多學者對飛行技術專業學生的身體機能、體能和運動能力等展開了大量的研究，主要集中在某項運動對飛行學員身體素質的影響^[11，12]，體育課程設置和體育活動開展^[13-15]，身體機能的檢查和篩查等^[16-18]。其中，部分研究對飛行技術專業學生運動能力的提升，提出了理論框架，給出了有益的建議^[14，15]。因此，在前人研究的基礎上，采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）對飛行技術專業學生的運動能力包含的要素及其重要程度進行梳理和量化研究，將有助于制定更為精確有效的飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系。

1 "研究對象、流程及方法

1.1 "研究對象

針對我國飛行技術專業學生，構建該群體運動能力訓練指導和評價體系。

1.2 "研究流程及方法

根據研究目的，研究流程和研究方法，見圖1。

1.2.1 "文獻資料法 "利用Google Scholar、中國知網和維普等數據庫，取“飛行技術專業學生/民航飛行學員+運動能力/體能/身體素質”等關鍵詞，檢索到與本研究相關的資料，查閱了相關書籍和國內航空類院校飛行技術專業的培養方案，了解反映人體運動能力和飛行技術專業學生專項運動能力的指標。查閱AHP法的相關資料，確定本研究的基本思路和研究方法。

1.2.2 "專家訪談法 "針對飛行技術專業學生的運動能力、體能和飛行駕駛技術等相關內容，對國內相關領域的20名專家進行訪談（專家的基本情況見表1），了解該群體體能訓練和飛行駕駛所需運動能力等領域的理論、方法和最新研究進展，重點了解了民航飛行員的專項運動能力指標、訓練和提升方法。結合文獻資料法，制定了常見人體運動能力（如力量、速度、耐力和爆發力等）和飛行人員專項運動能力（如平衡、抗載荷和抗眩暈）的指標群。

1.2.3 "問卷調查法 "根據研究目的和實驗流程，采用德爾菲法對專家進行了3輪次的問卷調查，具體情況如下：

（1）第1輪問卷調查，征詢全部專家（表1），利用《飛行技術專業學生運動能力指標篩選調查問卷》，從“常見人體運動能力和飛行人員專項運動能力指標群”中篩選，得到表征飛行技術專業學生運動能力的一級和二級指標。

（2）第2輪問卷調查，征詢全部專家，利用《飛行技術專業學生運動能力各級指標權重賦值調查問卷》得到各級指標相對于其上一級指標兩兩比較的權重值，從而為構建判斷矩陣和計算總體的權重值做準備。

（3）第3輪問卷調查，在構建指導和評價體系后展開（圖1）。考慮到本輪調查要求專家對二級指標和測試項目的相關性具有深刻的認知，因此，利用《飛行技術專業學生運動能力評價測試項目調查問卷》征詢了除副機長外的14位專家，篩選出與各指標相對應且相關性高的測試項目，由此建立評價方法。

在問卷調查過程中，對問卷的內容進行了充分闡述和解釋，盡量保證專家對問卷的理解不發生偏倚。并以0.75作為檢測閾值^[19，20]，利用Cronbach's 對調查問卷進行了信度和效度檢驗。問卷的回收情況、有效率、信度和效度檢驗結果見表2。從表2可知，3輪問卷調查都具有較高的信度和效度。

1.2.4 "數理統計法 "利用EXCEL 2010、SPSS 20.0和matlab 2019b對數據進行統計、處理和分析。利用層次分析法（AHP）確定指導和評價體系包含指標的權重。

2 "評價體系構建

2.1 "層次結構分析模型的構建

按照AHP法的基本原理，第1輪問卷調查從環節1建立的運動能力指標群中（圖1），篩選出能夠全面反映飛行技術專業學生運動能力的指標參數。要求專家利用五級計分法，對指標群內的指標進行打分，并將加權平均數 ≥ 4（即“重要”和“非常重要”）的指標納入為正式指標。通過對專家問卷的統計和分析，最終確定飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系的準則層和指標層，即8個一級指標和20個二級指標（表3）。

2.2 "層次結構分析模型所含指標權重的確定

2.2.1 "建立評價指標兩兩比較的判斷矩陣 "判斷矩陣的建立是遍取某級指標包含的若干子指標，按照相對于上一層指標的重要程度進行兩兩比較，采用T. L. Saaty相對重要性比例標度法，進行賦值（見表4）。其中賦值的結果由第2輪問卷調查產生，由此構建判斷矩陣如下：

2.2.2 "指標權重計算 "本文利用AHP理論中的冪法求解各指標權重，過程如下：

（1）計算矩陣各行所含元素的乘積

（1）

（2）計算n次方根

（2）

（3）對向量進行正規化，如下：

（3）

得到向量，為所求向量特征值，即各指標的權重。

（4）計算矩陣的最大特征值

（4）

其中為權向量的第i個因素。

2.2.3 "一致性檢驗 "為了保證專家對指標賦值的一致性，以及計算出各指標權重的一致性、準確性和協調性，要對構造的判斷矩陣進行一致性檢驗。AHP法采用一致性（CI，consistency index）的計算方程如下^[21，22]：

（5）

進而計算隨機一致性比率CR"= CI"/ RI。RI（random index）為平均隨機一致性指標（表5）。當CR﹤0.1時，認為判斷矩陣滿足一致性，計算獲得的權重向量可以作為指標權重。反之，要對判斷矩陣進行修正，直至滿足一致性為止。

2.3 "各級指標賦值及權重和一致性計算

通過第2輪問卷調查得到各級判斷矩陣，按照式（1）—（4）計算得到指標的權重向量（表6），以及式（5）進行一致性檢驗（表7）。從表7得知，各級的CI值均小于0.1，說明各級指標的判斷矩陣具有較高的一致性，由此可知各級指標的權重賦值和指標層次排序是合理有效的。

2.4 "飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系的構建

通過第1輪和第2輪問卷調查，依照2.1-2.3的計算和推導，得到體系所含指標的權重值，由此構建了飛行技術專業學生運動能力訓練指導和評價體系（表6）。

2.5 "飛行技術專業學生運動能力評價方法的制定

訓練和評價體系構建后，利用《飛行技術專業學生運動能力評價測試項目調查問卷》對專家進行第3輪征詢，由此得到與體系高度吻合的測試項目，進而形成飛行技術專業學生運動能力評價方法（表8）。

3 "討論與應用

3.1 "討 "論

從一級指標的權重來看，飛行技術專業學生應具備較為重要的運動能力依次是靈敏協調能力、心肺耐力、肌肉耐力、抗荷能力、平衡能力、力量、爆發力和速度。其中，前5項與其他研究基本達成共識，都認為民航飛行員在上述方面具備較好的能力，才能更好地勝任民航駕駛工作^[15，24]。前5項指標的權重之和為0.8727，說明體系所含一級指標是合理的。值得注意的是，與以往研究有所不同的是靈敏協調能力成為了權重最大的一級指標。通過查閱問卷發現，該項權重賦值較高的問卷大部分來自民航飛行領域的專家，說明在實際飛行駕駛過程中確實需要較好的靈敏協調能力，這為民航院校優化飛行技術專業的培養方案或課程設置，提供了重要且有明顯指向性的參考依據^[25]。

從二級指標的權重排序來看，前八項的依次是有氧耐力、手眼協調能力、下肢肌肉耐力、人體繞冠狀軸旋轉能力、人體繞矢狀軸旋轉能力、動態平衡能力、小角度身體轉向靈敏協調能力和下肢力量（表6），這與徐海亮等人的研究基本一致^[26]。進一步分析可知，駕駛飛機需要面對繁雜的儀表、按鈕和操作桿，一個指令的下達或一個緊急情況的出現，需要駕駛員在很短的時間內完成正確操作，因此，需要飛行員具有較好甚至極好的靈敏協調能力。對腿部力量和耐力的要求，主要是飛行員在操控飛機過程中，需要持續完成蹬舵操作。民航飛行員也需要較強的抗荷能力，主要體現在適應飛行過程中飛機出現的俯仰和左右傾斜的情況，因此，該體系要求飛行技術專業學生具有較好的繞冠狀軸和矢狀軸旋轉的能力以及動態平衡能力。另外，通過走訪得知，專家建議該專業學生培養過程中，應該注重抗眩暈的訓練，這與抗荷和平衡能力有著密切關系。

3.2 "應用

為了客觀反映飛行技術專業學生運動能力的差異，采用百分位數法制定評價標準，即形成每一個測試項目的評分表^[27-28]。具體步驟如下：

①列出頻數分布表；

②列出各測試項目的一般量值模式表。應用K-S檢驗，對20項測試結果進行正態分布檢驗。檢測結果的相伴概率P = 0.081﹥0.05，因此可以認為測試得到的原始數據符合正態分布。

③分別計算出各項測試結果的第5、10、15、20、25、….、95百分位對應的指標值。

④指標值中最小值定義為0，最大值定義為20，第5～95百分位對應的指標值定義為1～19分。最后，制定出各測試項目的評分表。

利用以上得到的評價標準，結合體系各級指標的權重值，構建飛行技術專業學生運動能力的計算公式（Z值），如下：

（6）

其中，當i"= 1，2，3時，k"= 1；i"= 4，5，6時，k"= 2；i"= 7，8時，k"= 3；i"= 9時，k"= 4；i"= 10，11，12時，k"= 5；i"= 13，14，15時，k"= 6；i"= 16，17時，k"= 7；i"= 18，19，20時，k"= 8。Z為總得分；B_k為一級指標權重；C_i為二級指標權重；D_i為測試項目得分。

例如，某被試人員運動能力的計算如下：

4 "結論與建議

4.1 "結論

（1）依照AHP法的原理，利用專家進行指標初篩、指標權重賦值和權重計算等流程，建立含有8個一級指標和20個二級指標的飛行技術專業學生運動能力訓練和評價體系。其中，靈敏協調能力、心肺耐力、肌肉耐力、抗荷能力、平衡能力，五項指標的權重之和為0.8727，由此反映這些指標對于培養飛行技術專業學生運動能力更加重要。這為國內民航院校培養飛行技術專業學生的運動能力指明了方向，特別是對該專業航空體育課程的設置和體育活動的開展，具有重要的參考意義。

（2）從該指導和評價體系的應用來看，通過計算飛行技術專業學生的運動能力，可以量化性評定其運動能力等級。進一步可以利用20項二級指標測試得分情況，細致了解飛行學員運動能力的強弱項，由此，為其指定個性化訓練計劃，提供了明確指示。

4.2 "建議

（1）該指導和評價體系的建立為飛行技術專業學生運動能力的培養和訓練，提供了有價值的指向。我國民航院校可以因地制宜地篩選有效的測試項目，制定與體系相匹配的多種評價手段和方法，也可以通過計算了解飛行技術專業學生運動能力的強弱項，優化其訓練內容。

（2）為了完善和提高評價方法的準確性，還應考慮受眾群體的特征。通過先期實驗獲得的評價等級標準，在運用過程中，應注意評價結果與其他評價方法的一致性，進而反饋性地修正評價等級標準。通過這種“應用-反饋-應用”的過程，能夠不斷提升評價方法的準確性、適用性和實用性。

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