Training Professional Skills in and for Safety-Critical Mobility Systems : A Multimodal Analysis of Air Traffic Control Apprenticeship

Abstract

Lennonjohtojärjestelmä ja -palvelu nojaa ammattilaisten osaamiseen ja kyvykkyyksiin työskennellä yhteistyössä turvallisuus- ja aikakriittisissä olosuhteissa. Merkittävä osa lennonjohtajien koulutuksesta tapahtuu käytännön harjoitteluna todellisissa tai simuloiduissa lennonjohdon työtehtävissä ja -ympäristöissä, joissa koulutettavat saavat käytännön kokemusta ilmaliikenteen johtamisesta kouluttajien valvonnassa ja ohjauksessa. Lennonjohtajien koulutusta voikin luonnehtia mestari-kisällisuhteessa tapahtuvaksi opettamiseksi ja oppimiseksi (engl. <i>apprenticeship</i>). Kiinnostavia kysymyksiä ovat, miten lennonjohtajakoulutettavia ohjataan niin, että he pystyvät johtamaan lentoliikennettä turvallisesti ja tehokkaasti tulevissa tehtävissään lennonjohdon ammattilaisina, ja miten itse koulutustilanteet on järjestetty niin, että lentoliikenteen ja lennonjohtojärjestelmän turvallisuusnäkökohdat ja vaatimukset tulevat huomioitua.

Neljästä tutkimusartikkelista ja yhteenvedosta koostuvassa väitöskirjassani kuvaan vuorovaikutuksen ja multimodaalisen toiminnan järjestymistä lennonjohtajien koulutuksessa. Tutkimuksen keskeisiä käsitteitä ovat ammatillinen osaaminen ja taidot sekä taitojen opettaminen mestari-kisällivuorovaikutussuhteessa. Aiemmin ammatillista osaamista ja oppimista mestari-kisällioppimisessa on teoretisoitu ja empiirisesti tutkittu pääasiassa kasvatustieteissä, organisaatiotutkimuksessa ja psykologiassa. Tutkimuksessa on kuitenkin aukkoja, sillä esimerkiksi mestari-kisällioppimista koskevissa lähestymistavoissa ei eksplisiittisesti tarkastella käytännön harjoitteluun liittyviä ohjauksen ja opetuksen käytäntöjä.

Omassa tutkimuksessani nojaan etnometodologiseen keskustelunanalyysiin, vuorovaikutuksen multimodaaliseen analyysiin ja etnografian menetelmiin. Tarkastelen lennonjohtajien koulutusta ja siihen liittyvää ohjausta sosiaalisesti järjestyneenä toimintana. Tutkin, miten lennonjohtokoulutettava ja -kouluttaja parina toteuttavat käytännön harjoittelua ja koulutustoimintaa simuloiduissa ja todellisissa työympäristöissä. Väitöskirjani liittyy kahteen yhteiskuntatieteelliseen tutkimusperinteeseen: sosiologiseen työpaikkatutkimukseen ja mikroanalyyttiseen tutkimukseen noviisin ja ekspertin vuorovaikutuksesta erilaisissa oppimisen konteksteissa. Tutkimuksen ensisijaisena aineistona hyödynnän koulutustilanteiden videotallenteita. Näistä ensimmäinen osa on kerätty koulutusyksikön lennonjohtosimulaattorissa (N = 12 tuntia) ja toinen osa lennonjohtajakoulutettavien työssäoppimisjaksolla kahdessa suomalaisessa lennonjohtoyksikössä (N = 26 tuntia). Etnografinen tieto on tarjonnut tärkeää taustaymmärrystä lennonjohdosta järjestelmänä ja työnä sekä tulkinallisia apuvälineitä ymmärtää osallistujien omia, tilanteessa rakentuvia orientaatioita nopeasti muuttuvissa liikenneolosuhteissa.

Tutkimuksen ensimmäinen keskeinen tulos on, että ilmaliikenteen hallinta toimii sekä koulutustoiminnan kontekstina että sen kohteena, mistä seuraa, että kouluttajien on sovitettava ohjaustaan yhtäältä ilmaliikennejärjestelmän ajallisiin, mobiileihin ja käytännöllisiin olosuhteisiin ja toisaalta työhön liittyviin ammatillisiin standardeihin ja normeihin. Kouluttajien on huolehdittava siitä, että he muotoilevat ja ajoittavat ohjaustoimintaansa siten, että se ei vaaranna lentoliikenteen turvallisuutta tai sujuvuutta. Toinen keskeinen tulos on, että kouluttajan ohjauskäytännöt eivät ole irrallisia ja itsenäisiä toimintoja, vaan sekventiaalisesti sidosteisia yhtäältä lennonjohtojärjestelmän sosio-materiaalisiin olosuhteisiin ja ilmaliikenteessä tapahtuviin muutoksiin ja toisaalta koulutettavan viiveeseen tai ongelmiin vastata liikenteen tai järjestelmän vaatimuksiin lennonjohtotehtävän muotoilun kautta. Kolmanneksi tuon tutkimuksessani esiin, että lennonjohtajakouluttajat käyttävät säännönmukaisesti viittä ohjauskäytäntöä: käskyjä, testikysymyksiä, ohjeita, tiedonjakoja ja koulutettavan puheentuoton ongelmia korjaavia täydennyksiä. Neljänneksi osoitan työssäni, että koulutuettavan osaamisen arviointi on sekventiaalisesti järjestynyttä toimintaa ja kietoutunut meneillään olevaan työ- ja koulutustoimintaan. Osaaminen tulee vuorovaikutuksessa näkyväksi esimerkiksi sitä kautta, miten koulutettava omalla toiminnallaan osoittaa ymmärtävänsä ilmaliikenteessä tapahtuvia muutoksia ja niiden relevanssia työtehtävien muotoilussa.

Väitöskirjassani tuon esiin teoreettisia, metodologisia ja käytännöllisiä kontribuutioita kolmelle itsenäiselle alueelle: 1) ohjaus- ja opetusvuorovaikutukseen kohdistuvalle etnometodologiselle ja keskusteluanalyyttiselle tutkimukselle, 2) kasvatustieteelliselle mestari-kisällioppimisen ja työssäoppimisen tutkimukselle sekä 3) lennonjohtokoulutukseen ja sen pedagogiikkaan käytäntönä. Mikroanalyyttiseen ohjaus- ja opetusvuorovaikutuksen tutkimuksen osalta väitöskirjani tulokset täydentävät ymmärrystä siitä, millä tavoin ohjausta - ja koulutettavan ohjattua toimintaa- muotoillaan käytännön harjoitteluun kytkeytyvissä oppimistilanteissa. Tuon väitöskirjassani esiin ohjauskäytäntöjä, jotka ovat ominaisia työtehtävien harjoittelulle monimutkaisissa ja suurissa liikenteen ohjaus- ja koordinaatiojärjestelmissä. Osoitan, että käytännön harjoittelu lennonjohdon koulutuksessa tapahtuu toimintaympäristössä, jossa on paljon yhtäaikaisia ja päällekkäisiä toimintoja sekä monenkeskistä vuorovaikusta eri toimijoiden välillä, ja jossa työtä ja koulutusta toteutetaan suhteessa ilmaliikennejärjestelmän reaaliaikaisiin turvallisuusvaatimuksiin.

Suhteessa kasvatustieteelliseen teorioihin ja tutkimukseen mestari- kisällioppimista ja työssäoppimisesta väitöskirjatutkimukseni kontribuoi kahdella tavalla. Yhtäältä tulokset kyseenalaistavat aikaisempien mestari-kisällioppimista koskevien teorioiden välinpitämättömyyttä opetus- ja ohjauskäytäntöjä ja niiden merkitystä kohtaan, ja toisaalta ne haastavat aikaisempia ohjauksen käsitteellistämisen tapoja. Tutkimuksessani osoitan, että ohjaus on tehtäväkeskeisessä oppimisympäristössä ohjaajan ja ohjattavan vastavuoroista, yhteistoiminnallista ja vuorovaikutuksessa aktualisoituvaa toimintaa. Johtopäätöksenä ehdotan, että jatkossa mestari-kisällioppimiseen ja työssäoppimiseen kohdistuva kasvatustieteellinen tutkimus voisi hyötyä etnometodologisesta ja multimodaalisesta keskustelunanalyyttisistä lähestymistavoista. Ne mahdollistavat mestari-kisälliohjauksen ja laajemmin työpaikkaoppimiseen liittyvän pedagogiikan tarkastelun vuorovaikutuksellisena, multimodaalisena ja sekventiaalisesti järjestyneenä toimintana.

Suhteessa lennonjohtokoulutuksen pedagogiikkaan käytäntönä tuon esiin, että lennonjohtokoulutus rakentuu kahden institutionaalisen kehyksen ja näitä ohjaavien agendojen varaan. Yhtäältä, lennonjohtokoulutuksen tavoitteena on edistää ammatillisen koulutuksen agendaa ja toisaalta tuottaa ja uusintaa turvallisuus- ja aikakriittisen työn järjestystä ja sujuvuutta. Väitän, että nämä kaksi institutionaalista agendaa eivät ole keskenään ristiriidattomia. Pikemminkin näiden erilaisten agendojen yhteensovittaminen voi vaatia vuorovaikutuksen tasolla kouluttajilta hienovaraista ohjauksen muotoilua ja valintaa sen suhteen, tulisiko a) koulutettavan toimintaa aktiivisesti ohjata kohti lennonjohtotyötä ohjaavia ammatillisia standardeja, vai b) tukea koulutettavan itseohjautuvuutta ja autonomiaa työtehtävien suorittamisessa viivyttämällä tai välttämällä suoraa ohjausta samalla kuitenkin huomioiden, että c) ilmaliikenteen turvallisuus ja operatiivinen sujuvuus ei vaarannu. Jos koulutustoimintaa rakennetaan pelkästään koulutettavan itseohjautuvuuden edistämisen ideaalista käsin ja tämän seurauksena suoraa ohjaustoimintaa vältellään, voi tällä paradoksaalisesti olla ei-toivottavia seurauksia ilmaliikenteen turvallisuudelle ja lennonjohdon operatiiviselle toiminnalle.

Air traffic control (ATC) is based on the collaboration of highly skilled professionals who are capable of working in safe and time-critical conditions. A large part of air traffic controller training takes place in real or simulated work environments, where trainees are provided with hands-on experience in air traffic management under trainers' supervision and guidance. Thus, the air traffic controller training can be described as apprenticeship type of training arrangement. The crucial questions are how air traffic controller candidates are trained to coordinate and manage air traffic safely and efficiently in their future positions, and how the training is situationally organised vis-à-vis the safety concerns and demands of the air traffic system.

Consisting of four research articles and a summary chapter, this dissertation describes the interactional and multimodal organisations of apprenticeship instruction in ATC training. The central concepts are professional competence and skills, and the instruction of those skills in apprenticeship training. Previously, professional competence and apprenticeship pedagogies have been mainly theorised and empirically studied in education sciences, organisational science, and psychology. Several gaps exist within these research fields, as, for instance, theoretical approaches to apprenticeship do not explicitly address instructional practices embedded in apprenticeship learning.

Relying on methods of ethnomethodologically informed conversation analysis, multimodal analysis of social interaction, and ethnography, I focus on apprenticeship and instruction as socially organised entities. I investigate how the trainee and trainer, as pairs, carry out training activities in simulated or real work environments. My dissertation is associated with two research traditions in social sciences: workplace studies and micro-analytical studies on apprenticeship instruction and interaction. As primary data, I use video recordings of simulation training (N = 12 h) conducted in an aerodrome tower control simulator at a vocational institute and on-the-job training (N = 26 h) that were collected in two tower control units in Finland. Ethnographic knowledge provides an important background understanding of ATC work and its complexities and understanding of participants' relevancies in organising their activities in practice-based training.

The first key finding is that air traffic management functions both as a context for and an object of pedagogy, and the instruction is fitted against and within the temporal, mobile, and praxeological conditions of the air traffic system and with regard to professional standards. From this viewpoint, it is particularly the trainers' concern to design and time their situated instruction in a way that does not jeopardise the orderly and safe flow of air traffic. Second, my study demonstrates that the prompt is not a free-standing activity but rather interlinked to both the real-time demands and contingencies of ATC system and the trainee's delay, confusion, or other trouble in performing the task. Third, I show that air traffic controller trainers recurrently deploy five instruction types: they give orders, ask test questions, make additions to trainees' speech production, and provide instructions and information deliveries. Fourth, I demonstrate that the evaluation of professional competence is a sequentially and multimodally organised activity in ATC apprenticeship. The key result is that the evaluation of the trainee's competence and displays of competence are interwoven into the sequential progression of the work-in-progress and instruction-in-interaction, and they are managed through participants’ verbal and embodied conduct.

The dissertation brings forward theoretical, methodological, and practical contributions relevant to three independent domains: i) ethnomethodological and conversation analytical research on instruction-in-interaction, ii) educational research on apprenticeship pedagogy and workplace learning, and iii) pedagogies of ATC training as a practice. First, in relation to micro-analytical research on instruction-in-interaction, the results complement our understanding of the various ways in which instruction (and instructed actions) is carried out in apprenticeship training. Particularly, my dissertation specifies instructional practices of training for large-scale mobility coordination. I show that ATC apprenticeship is a multiactivity setting, in which the training and coordination work is realized in multiparty interaction and vis-à-vis the situational safety concerns and demands of the air traffic system.

As a contribution to the existing educational theories and research on apprenticeship pedagogy and workplace learning, my findings challenge both the theoretical indifference towards the apprenticeship instruction, and the existing conceptualisations of apprenticeship pedagogy. I demonstrate that instruction in task-based training is a highly collaborative and co-concerted accomplishment of both participants. I also specify instructional practices of ATC apprenticeship as they actualise in naturally occurring trainee-trainer interaction. I propose that future educational research would benefit from ethnomethodological and multimodal conversation analytical approaches in addressing apprenticeship and workplace pedagogies as interactionally, multimodally, and sequentially organised activities.

As a contribution to ATC training as a pedagogical practice, I argue that ATC apprenticeship comprises two institutional frames with their own agendas. It is a site for advancing the project of vocational education and for (re)producing orders of safety and time-critical work. These two institutional agendas with differing purposes do not always align and may necessitate interactional fine-tuning in terms of instructional design in situ: whether i) to guide the trainee's performance towards professional standards by instructing or ii) to support the trainee's self-directedness, autonomy, and control in task performance by withdrawing and postponing the instruction while iii) securing and maintaining the safety and operational functioning of the air traffic system. Paradoxically, taking the ideal of supporting a trainee's self- directedness and autonomy to the extreme by avoiding instruction during hands-on training can result in severe consequences for the safety and operational functioning of the air traffic system.