Повышение эффективности управления профессиональной подготовкой летного состава на базе разработанных технических средств обучения и компьютерных технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат технических наук Желтухин, Валерий Викторович

• Желтухин, Валерий Викторович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Желтухин, Валерий Викторович

Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКОЙ ЛЕТНОГО СОСТАВА И ПУТИ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ЗАРУБЕЖНЫХ АВИАКОМПАНИЯХ

1.1. Анализ состояния безопасности полетов в гражданской авиации Российской Федерации

1.2. Анализ организации летной работы и состояния безопасности полетов в летных учебных заведениях ГА

1.2.1. Анализ организации существующей первоначальной подготовки в летных учебных заведениях ГА

1.2.2. Пути совершенствования системы профессиональной подготовки летного состава ГА РФ и зарубежных авиакомпаний

1.2.3. Модель обучаемости - основа организации системы подготовки

Выводы по главе

Глава 2. КОНЦЕПЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ (АОС) И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ ЛЕТНОГО СОСТАВА

2.1. Исследование и анализ существующей практики применения технических средств обучения, используемых при подготовке и повышении уровня профессиональной подготовленности летного состава

2.1.1. Роль автоматизированных обучающих систем (АОС) в профессиональной подготовке летного состава и управлении ею

2.1.2. Социально-психологические аспекты применения АОС

2.1.3. Анализ гносеологических противоречий диалога «человек-машина» и пути их разрешения

2.2. Педагогика и компьютеризация профессиональной подготовки

2.3. Анализ проблем компьютеризации профессиональной подготовки

2.3.1. Особенности компьютеризации обучения

2.3.2. Построение стратегии компьютеризации на основе модели профессионального мышления

2.4. Информационно-программная структура профессиональной АОС

2.4.1. Требования к разработке АОС

2.4.2. Структура адаптивной АОС

2.5. Эргономический подход - теоретическая основа исследования и создания автоматизированных контрольно-обучающих систем с применением специализированных тренажеров

2.5.1. Современные научные концепции создания и применения

2.5.2. Оценка эффективности первоначального обучения

2.5.3. Основы системного подхода к профессиональному обучению операторов АОС

Выводы по главе

Глава 3. РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО СОСТАВА

3.1. Совершенствование организации профессиональной подготовки летного состава с применением компьютерных технологий и гибких автоматизированных обучающих систем (ГАОС)

3.1.1. Разработка методов повышения эффективности профессиональной подготовки

3.1.2. Метод решения задачи

3.2. Методы и средства для построения программированных учебных курсов

3.2.1. Входная информация

3.2.2. Правила образования оптимальных граф-моделей систем

3.2.3. Логический алгоритм построения моделей систем

3.2.4. Описание алгоритма

3.2.5. Выходная информация

3.3. Методика построения комплексного пакета программированных средств систем воздушного судна

3.3.1. Общие положения

3.3.2. Выбор методики для построения обучающей программы

3.3.3. Организация взаимодействия обучающихся и обучающей программы

3.4. Совершенствование подготовки и информационные аспекты автоматизации процесса профподготовки пилотов

3.4.1. Информационно-управляющие системы

3.4.2. Технология виртуальной реальности

3.5. Цели подготовки летного состава на специализированных тренажерах 130 3.5.1. Самостоятельная подготовка ЛС путем применения специализированных тренажеров с обратной связью

3.6. Разработка методического обеспечения для пользователей АОС. Назначение и области применения методики

Выводы по главе

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИДАКТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ В ПРОЦЕССЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СЛУШАТЕЛЕЙ

4.1. Постановка задачи

4.2. Методика экспериментальных исследований

4.3. Организация и проведение экспериментальных исследований

4.4. Результаты экспериментальных исследований

4.5. Анализ результатов экспериментальных исследований эффективности применения комплекса для формирования умений и навыков в процессе самостоятельной подготовки летных специалистов

4.6. Методика определения оптимальных пропорций распределения времени прохождения учащимися различных учебных программ, реализуемых с помощью комплекса технических средств

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности управления профессиональной подготовкой летного состава на базе разработанных технических средств обучения и компьютерных технологий»

Перед гражданской авиацией (ГА) Российской Федерации (РФ), как важнейшим звеном транспортной системы страны, поставлены сложные задачи преодоления кризисных явлений и выход на увеличение объемов пассажирских и грузовых перевозок, а также других видов народнохозяйственных работ при обеспечении высокого уровня безопасности и регулярности полетов.

Уже несколько лет наша авиация работает в новых экономических условиях, - в условиях рыночной экономики. За этот период, к сожалению, ухудшились показатели безопасности полетов (БП), появились факторы, которые еще 6-7 лет назад считались редкими, а сейчас они стали определять уровень аварийности. К ним можно отнести: нарушение правил выполнения полетов; полеты при погоде ниже установленного минимума; превышение допустимой полетной массы ВС; полеты с недостаточным запасом топлива на борту.

Анализы по безопасности полетов Государственной службы гражданской авиации Российской Федерации отмечают, что «.в основе выявленных отклонений в подготовке летного состава авиапредприятий и авиакомпаний лежат недостатки в организации летной работы, выполнении и обеспечении полетов со стороны командно-летного и командно-руководящего состава авиационных структур», «.негативное смещение приоритетов в работе авиакомпаний в область коммерческих показателей без должного учета показателей безопасности полетов».

С образованием многочисленных авиакомпаний, эксплуатирующих самолеты отечественного и зарубежного производства, появилась проблема ускоренной подготовки и поддержания профессионального уровня летных специалистов на уровне, обеспечивающем безопасность полетов.

Поступившие в эксплуатацию воздушные суда Ту-204С, Ту-204-200, Ил-96-300, а также зарубежные Боинг-727, Боинг-737, А-310 и уже эксплуатируемые Ту-154М и Ил-86 требуют достаточно высокого уровня профессиональной подготовленности лётного состава, а также возможности ускоренной и качественной переподготовки на данные воздушные суда лётных специалистов.

В различных работах отечественных и зарубежных авторов особое внимание уделяется вопросам зависимости важнейших показателей эффективности функционирования авиатранспортной системы от уровня профессиональной подготовленности летного состава (J1C).

В настоящее время при подготовке JIC отчетливо выражена тенденция использования для этой цели технических средств обучения (ТСО) и компьютерных технологий. С их помощью возможно эффективно отрабатывать действия экипажа в особых ситуациях (ОС) полета, связанных не только с различного рода отказами авиационной техники (AT), но и отработку заходов на посадку в различных условиях полета. Они позволяют имитировать многократное создание условий для отработки навыков и поддержания их на требуемом уровне. В результате значительно повышается надежность функционирования системы «Экипаж - Воздушное судно» при выполнении реальных полетов.

Повышение профессионального уровня специалистов неразрывно связано с улучшением системы подготовки JIC.

Проблема подготовки JTC является наиболее сложной. Традиционные формы лётной подготовки JIC становятся малоэффективными, что может привести к серьезным противоречиям между существующим опытом летной подготовки, научными достижениями и складывающейся в отрасли экономической практикой.

Эксплуатация современных самолетов требует адекватных форм, средств и методов подготовки специалистов. Следует отметить, что мало проводится работ для определения наиболее рациональных форм и методов использования автоматизированных средств и методов контроля для повышения уровня профессиональной подготовки ЛС. Эта задача стала актуальной в связи с повышением требований к уровню профессиональной подготовки ЛС и вообще управления летной работой и достижения требуемого качества в новых хозяйственных условиях.

Проведенные в работе исследования практики подготовки специалистов ЛС в летных подразделениях ГА показывают, что не всегда этап тренажерной подготовки полностью выполняет свои функции, что сказывается на уровне профессионального мастерства ЛС, а также на безопасности выполняемых им полетов.

Учитывая, что в настоящее время особое место в профессиональной подготовке специалистов занимает вопрос рационального использования автоматизированных систем обучения, в работе уделено внимание различным аспектам применения автоматизированных обучающих систем (АОС).

В основу разработки концепции применения АОС в профессиональной подготовке ЛС положено системное изучение и анализ профессиональной деятельности ЛС, как объекта познания и как содержательного компонента педагогической системы. Этот анализ выполнялся по схеме, базирующейся на теории системогенеза профессиональной деятельности В.Д.Шадри-кова [116], в результате чего была разработана информационно-программная структура АОС. В работе приведены анализы современных стратегических тенденций использования компьютеров и новых технологий в профессиональном обучении, а также рассмотрены области применения АОС в зависимости от принадлежности их к тому или иному классу.

Особым вопросом применения вычислительной техники (машин) для создания автоматизированных обучающих систем является подробное рассмотрение их целесообразности, в основу которого должен быть положен анализ конкретно-исторических возможностей техники и определение ее преимуществ по сравнению с человеком-преподавателем. При этом АОС могут быть рассмотрены в настоящее время только как средства педагогического воздействия на обучаемого.

В работе рассмотрены также социально-психологические аспекты применения АОС и проблемы психологических противоречий диалога человека и машины в АОС [100,101,103,115].

В условиях широкого применения вычислительной техники в процессе профессиональной подготовки специалистов, при внедрении АОС на персональных компьютерах (ПК), важной проблемой становится сохранение здоровья и профессионально важных психофизиологических качеств летного персонала при его работе с указанными системами. В связи с этим положение по профессиональной подготовке летного персонала, содержащее рекомендации по внедрению современных технических средств, не может существовать без соответствующего медико-санитарного сопровождения.

Решая эту задачу, в настоящей работе сформулированы требования и рекомендации к видеотерминалам, организации рабочих мест и режимам работы летного персонала, обучающегося на компьютеризованных АОС, которые предназначены командно-руководящему, инструкторскому и преподавательскому составам, имеющим отношение к внедрению АОС.

В основу работы положены существующие официальные документы в части, касающейся данной проблемы, а также научно-методические разработки по гигиене труда [29].

Одним из центральных мест в педагогической системе, функционирующей в социально-производственной сфере, является вопрос создания условий, при которых технические средства, используемые в профессиональной подготовке, были бы достаточно эффективно организованы. Организационным центром в решении указанного вопроса традиционно является методический кабинет (летно-методический класс). В связи с этим рассмотрение путей совершенствования организации работы и оснащения методических кабинетов является весьма актуальной темой.

Помимо рассмотрения общих аспектов, в работе исследована, разработана и предложена идея использования оригинальной системы автоматизированного обучения, которая может служить средством формирования начальных профессиональных навыков и может стать переходным этапом между теоретической и практической формами профессиональной подготовки летного состава.

Современная практика подготовки пилотов по вопросам ЧФ в зарубежных авиакомпаниях и центрах показывает, что наибольшее распространение получили две программы подготовки, которые эксперты считают в настоящее время основными: LOFT, ориентированная на расширенное применение технических средств обучения при создании условий, приближенныхк реальным; CRM - управление ресурсами экипажа. Но и эти программы имеют свои недостатки. Так, например, для программы LOFT характерны две основные проблемы:

- первая (технологическая) - как обучить пилота способности решать все задачи, с которыми он может столкнуться. Необходимо разрабатывать соответствующие сценарии, что достаточно сложно, а в полном объеме невозможно в принципе;

- вторая (юридическая) - что делать с членом экипажа, который неудовлетворительно выполняет свои функциональные обязанности.

И, хотя эффективность программ CRM и LOFT в процессе подготовки с учетом «человеческого фактора» широко известна, до сих пор не существует общепризнанного инструмента оценки поведения обучаемых.

Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод об актуальности проводимых исследований и целесообразности совершенствования форм и методов подготовки летного состава. Предметом исследования является система профессиональной подготовки летного состава.

Таким образом, актуальность проблемы повышения уровня профессиональной подготовки летного состава обоснована. С учетом изложенного, целью исследования является повышение эффективности профессиональной подготовки ЛС на основе разработки теоретических основ и практических методов оптимизации характеристик технических средств обучения (ТСО) и контроля, а также способов, периодов и условий их применения.

В соответствии с поставленной целью были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведен анализ существующих отечественных и зарубежных форм и методов подготовки летных специалистов. Систематизированы подходы к повышению эффективности контроля профподготовки JIC.

2. Разработана автоматизированная контрольно-обучающая система профподготовки ЛС, которая может быть применена как с целью обучения на ВС первоначального обучения (Як-18, Як-40, Ан-24), так и на современные ВС типа Ту-204, Ту-214, Ту-334 и др.

3. Предложен и внедрен в учебный процесс новый вид профподготовки ЛС - предтренажерная подготовка, и проведена экспериментальная оценка ее эффективности.

4. Создана новая методика контроля самостоятельной подготовки, внедрение которой в учебный процесс позволило повысить эффективность обучения не только при подготовке специалистов ЛС, но и при подготовке операторов по продажам и бронированию авиаперевозок.

Научная новизна. В процессе проведения исследований получены новые научные результаты:

- разработана концепция применения АКОС в процессе теоретической подготовки летных специалистов;

- впервые применена и внедрена в учебный процесс методология применения специализированных тренажеров с обратной связью для применения их на этапе самостоятельной подготовки;

- определена роль специализированного тренажера, как технической части АОС, реализующей все функции управления в системе профподготовки ЛС;

- разработан и реализован системный подход к исследованию проблем создания и применения комплекса технических средств обеспечения самостоятельной подготовки летных специалистов.

Практическая значимость научных результатов заключается в том, что:

На основе предложенных подходов разработан комплекс эффективных автоматизированных обучающих и контролирующих систем профподготовки ЛС, позволяющий повысить эффективность и качество обучения, полноту и надежность контроля;

Новый метод систематического контроля знаний, умений и навыков полностью или частично может быть использован в процессе профподготовки операторов любого профиля.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) разработанная концепция применения ТСО с использованием компьютерных технологий на этапе самостоятельной подготовки;

2) сформирован комплекс требований к контролю подготовки летного состава на этапе теоретического обучения;

3) разработанные специализированные ТСО для применения в учебном процессе на этапе теоретической подготовки летного персонала;

4) разработанные рекомендации и методика по применению автоматизированных ТСО в учебном процессе как в учебно-летных подразделениях, так и в авиакомпаниях ГА.

Апробация работы. Общие положения и результаты работы представлялись на Всероссийском открытом конкурсе на лучшую научную работу по разделу «Авиация, авиастроение и воздушный транспорт» 1994/1995 уч. года, г. Казань, а также обсуждены на научно-практических конференциях (СПб., 1993, 1994, 1997, 1998, 1999 гг.), в чтениях и научно-практических конференциях, посвященных памяти авиаконструктора И.И.Сикорского (СПб., 2001, 2002, 2003 гг.), а также были изложены в докладах и материалах, представленных для внедрения. Всего по материалам диссертации опубликовано шесть работ.

Реализация результатов исследований.

Внедрение в учебный процесс специализированного тренажера Як-18Т и специализированного тренажера Як-40 в Актюбинском ВЛУ ГА, 198485 гг.

Предложена и впоследствии внедрена методика обучения операторов по продаже и бронированию авиабилетов в ЦАВС г. Новосибирск, 2000 г.

Методика обучения операторов и специалистов ЛС с применением различных контрольно-обучающих программ внедрена в учебный процесс Центра подготовки и сертификации авиационного персонала ЗападноСибирского межрегионального территориального управления, 2000 г.

Предложена и внедрена методика мониторинга профподготовки операторов различного профиля в учебный процесс ФГУП «Новосибирск Авиа», 2001 г.

Предложена и внедрена методика мониторинга ЛС с применением компьютерных технологий в учебный процесс авиакомпании «Кавминводыа-виа», 2004 г.

Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 6 печатных работ, написанных как самостоятельно.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. В.В.Желтухин. Системы технического обеспечения подготовки летного состава. // Всероссийский научно-технический конкурс «Авиация, авиастроение и воздушный транспорт». Казань, 1995.

2. В.В.Желтухин. Автоматизированные обучающие системы в сфере управления профессиональной подготовкой летного состава. Роль предтре-нажерной подготовки. // Межвузовский сборник научных трудов. СПб., Академия гражданской авиации, 1999. Т. IV. С. 192-200.

3. В.В.Желтухин. Анализ проблемы компьютеризации профессиональной подготовки летного состава. // Межвузовский сборник научных трудов. СПб., Академия гражданской авиации, 1999. Т. IV. С. 200-204.

4. В.В.Желтухин. Социально-психологические аспекты применения автоматизированных обучающих систем. // Межвузовский сборник научных трудов. СПб., Академия гражданской авиации, 1999. Т. IV. С. 204-206.

5. В.В.Желтухин. Пути совершенствования подготовки летного состава в сфере решения проблем эксплуатации современных воздушных судов. // Межвузовский сборник научных трудов. СПб., Академия гражданской авиации, 1999. Т. V. С. 222-224.

6. В.В.Желтухин. Исследование вопросов применения автоматизированных обучающих систем с учетом специфики подготовки летного состава в ГА. // Межвузовский сборник научных трудов. СПб., Академия гражданской авиации, 1999. Т. V. С. 224-227.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Желтухин, Валерий Викторович

Выводы по главе 4 N

1. Экспериментальные исследования проводились с целью определения эффективности применения комплекса технических средств для формирования умений и навыков для организации самостоятельной работы курсантов и исследования характеристик процесса их формирования для отработки методики использования предлагаемого комплекса технических средств в учебном процессе летных училищ ГА.

В результате получены выборки контролируемых параметров для различных уровней обученности. На основе выборок определены значения ин-тенсивностей процесса формирования умений и навыков по безошибочности (а2 = -0,48) и быстродействию = -0,517) выполнения программы.

2. С целью определения относительных показателей дидактической эффективности комплекса технических средств для формирования умений и навыков были сформированы статистически эквивалентные экспериментальная и контрольная группы, для которых самостоятельная подготовка организовывалась соответственно с использованием макета комплекса и традиционным методом. По окончании цикла самостоятельной подготовки проведен итоговый контроль, в результате которого получены выборки контролируемых параметров для контрольной и экспериментальной групп.

3. Статистическая обработка выборок показала, что различие результатов обучения значимо, то есть, основываясь на различии величин средних показателей контрольных и экспериментальных групп, можно делать заключение о степени эффективности комплекса технических средств для формирования умений и навыков работы курсантов и методики его использования для организации самостоятельной работы курсантов.

4. Определены относительные единичные показатели эффективности по среднему значению времени выполнения программы (Х1 = 1,39), по величине стандартного отклонения времени выполнения программы (%5{ = 2,7), по среднему значению количества ошибок, допущенных при выполнении программы (%п = 3,13) и по величине стандартного отклонения количества ошибок (Хбп = 1,4).

5. Анализ полученных в результате эксперимента относительных единичных показателей эффективности применения комплекса для формирования умений и навыков позволяет сделать вывод о более высоком уровне сформированности у курсантов экспериментальной группы профессиональных умений и навыков летной эксплуатации функциональной системы, работа которой имитировалась техническими средствами комплекса.

Как показали экспериментальные исследования, среднее время выполнения курсантами экспериментальной группы контрольной программы предполетной проверки РЭО самолета Як-40 в 1,39 раза меньше, чем у курсантов контрольной группы; при этом величины стандартного отклонения времени выполнения программы меньше в 2,7 раза.

Если рассматривать количество ошибок, допущенных курсантами экспериментальной и контрольной групп в процессе выполнения программы, то количество ошибок у курсантов экспериментальной группы в 3,13 раза меньше, чем у курсантов контрольной группы. При этом величина стандартного отклонения количества ошибок в экспериментальной группе в 1,4 раза меньше, чем в контрольной.

6. Преимущества организованной самостоятельной работы курсантов и организованной с помощью предлагаемого комплекса технических средств очевидны. При этом необходимо отметить, что в процессе эксперимента была сделана попытка алгоритмизировать процесс самостоятельной подготовки курсантов контрольной группы, то есть самостоятельная подготовка курсантов контрольной группы организовалась с использованием тех же методических материалов, но без применения действующего макета комплекса.

7. Подводя итоги экспериментальных исследований эффективности применения в учебном процессе комплекса технических средств для формирования умений и навыков, можно отметить, что эффективная организация самостоятельной работы является основой повышения всех сфер учебной деятельности. В частности, с внедрением в учебный процесс летных училищ ГА комплексов технических средств для формирования умений и навыков и их применением для организации самостоятельной отработки профессиональных умений и навыков за счет активизации работы каждого курсанта и ее управлением с помощью технических средств комплекса. При этом значительно снижается количество допускаемых ошибок в выполнении заданных программ.

8. При традиционном методе обучения самостоятельная работа курсантов является наиболее консервативным по своей форме и организации элементом учебной деятельности и, как показывает анализ, без внедрения технических средств обучения трудно повысить ее эффективность. Недостаточно иметь технические средства обучения, необходимо отработать методику их применения в учебном процессе, создать информационную базу, разработать регламентирующие инструкции по организации учебного процесса в рамках данного учебного заведения. Эти вопросы частично решались в процессе проведения экспериментальных исследований и подготовке к ним. Установлены также педагогические требования к организационной перестройке самостоятельной подготовки курсантов по изучению конкретной материальной части самолета и формированию профессиональных умений и навыков ее летной эксплуатации с помощью предлагаемого комплекса технических средств. При разработке методики использования в учебном процессе летных учебных заведений гражданской авиации комплекса технических средств обеспечения самостоятельной работы курсантов необходимо учитывать перечисленные выше вопросы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенной в диссертации работы можно выделить следующие основные выводы и результаты исследования.

1. Предложена модель системного подхода к вопросам профподготовки летных специалистов на основе применения специализированных тренажеров с системой пооперационного контроля и компьютерных программ.

2. Классифицированы задания, применяемые для мониторинга и контроля качества подготовки операторов на этапе теоретической и предтрена-жерной подготовки.

3. Выявлены четыре аспекта (технический, кибернетический, педагогический, психологический) решения задачи формирования самоконтроля профподготовки летных специалистов. Сформулированы требования, предъявляемые к построению эффективной системы контроля: применение комплекса АОС; формализация эталонов; релевантность педагогической активности при оценивании; повышение мотивации учащихся к самостоятельной оценочной деятельности.

4. Разработана концепция применения АОС в процессе профподготовки летных специалистов как на этапе первоначального обучения, так и на этапе производственной деятельности. Разработаны и внедрены в учебный процесс профподготовки летных специалистов комплексы ТСО Як-18Т и Як-40. По результатам разработки комплекса ТСО получено авторское свидетельство на изобретение № 1147183 по классу G 09В 9/08.

5. Разработана методика использования технических средств обеспечения самостоятельной работы специалистов J1C, предназначенная для установления единого подхода к вопросам применения технических средств в учебном процессе.

6. Результаты экспериментальных исследований комплекса СТ РЭО Як-40 показали высокую эффективность его применения в учебном процессе. В результате анализа относительных единичных показателей среднее время выполнения экспериментальной группой контрольных программ в 1,39 раза меньше, чем контрольной группой. Количество безошибочных действий в экспериментальной группе в 3,13 раза выше, чем в контрольной группе.

7. Введение в учебный процесс предтренажерной самостоятельной подготовки с применением АОС и АУК позволило при том же качестве подготовки сократить время обучения в 2,7 раза.

Таким образом, в результате внедрения в учебный процесс комплекса АОС и за счет активизации работы каждого учащегося мы добились эффективного процесса управления познавательной деятельностью оператора.

8. В процессе разработки и внедрения в учебный процесс АОС учтены все необходимые гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы согласно действующим СанПиН 2.22.542-96 Госкомэпиднадзора России от 1996 г.

Рекомендации по внедрению комплекса технических средств в учебный процесс

Перед внедрением комплекса технических средств обеспечения самостоятельной подготовки курсантов в учебный процесс рекомендуется: определить возможности введения комплекса в процесс обучения с учетом характера учебных дисциплин и возможностей программирования учебных материалов и деятельности обучаемых по управлению изучаемых функциональными системами; установить педагогические требования к организационной перестройке самостоятельной подготовки курсантов; рассмотреть практические вопросы обеспечения повышения эффективности управления познавательной деятельностью курсантов и улучшения качества их подготовки; разработать методическое обеспечение самостоятельной подготовки курсантов с учетом дидактических возможностей комплекса технических средств для формирования умений и навыков.

Комплекс технических средств для формирования умений и навыков в процессе самостоятельной работы курсантов, как неоднократно указывалось выше, представляет собой (см. требования к комплексу [1]) специализированный тренажер с системами: имитации работы функциональных систем самолета; имитации отказов и неисправностей; индикации отказов и неисправностей; индикации и управления; пооперационного и временного контроля; предъявления аудиовизуальной информации. Техническое использование подобного устройства и методика его использования в учебном процессе обусловлены психолого-педагогическими требованиями к структуре специализированных тренажеров. Поэтому специализированные тренажеры (рис. 3.4, 3.5, Приложения 2, 3) конструктивно выполнены в виде натурной модели приборной доски и пультов кабины самолета (в рассматриваемом случае - самолета Як-18Т, Як-40, Ту-204) с размещением на них реальными органами управления и индикации имитируемой функциональной системы. При этом основными требованиями к имитаторам работы является соответствие предъявляемой ими обучающей информации реальной как по форме, так и по содержанию.

Конструированию любого специализированного тренажера должно предшествовать алгоритмическое описание его работы, то есть последовательности и объема обучающей информации. Поскольку речь идет об авиационных специализированных тренажерах в комплексе с техническими средствами обучения, задача составления алгоритма их работы несколько упрощается в связи с тем, что основной алгоритма работы предлагаемого комплекса может служить руководство по летной эксплуатации самолета. При обучении с помощью специализированных тренажеров шаг (доза) информации должен быть минимальным, так как каждое действие (включение органов управления, нажатие кнопок, поворот ручек регуляторов, показания шкал приборов и другие операции) и есть шаг. При этом сложность задания можно определять через количество элементарных операций, которые необходимо выполнить, чтобы логически завершить данное действие.

Специализированный тренажер как техническое средство обучения предусматривает совместную работу с аудиовизуальными средствами предъявления учебной информации, а также с ПК. Аудиовизуальные средства комплекса позволяют предъявлять фрагменты визуальной и звуковой учебной информации. Одновременное предъявление звуковой информации и визуальной информации с высоким качеством изображения позволяет существенно улучшить усвоение учебного материала курсантами. Таким образом, основным назначением аудиовизуальных средств комплекса является обеспечение понимания курсантом физического смысла работы изучаемой системы или оборудования и безусловной необходимости выполнения каждого действия (операции) при их эксплуатации. Причем описание каждой операции, предъявляемой курсанту, должно быть достаточно полным, предусматривать назначение операций, их физический смысл, что происходит в схеме системы или аппаратуры, какие возможны последствия при неправильных действиях или их невыполнении и др.

Проблема контроля степени обученности тренируемого сложна и многообразна. Мерилом качества выполнения элементарных операций является правильное выполнение каждой операции и всей заданной последовательности. Последовательность операций программируется системой автоматического послеоперационного контроля, а также учебной программой ПК, которая обеспечивает курсанта обратной связью о том, правильно или неправильно выполняет он действия в процессе прохождения учебной программы. Применение системы автоматического пооперационного контроля позволяет эффективно реализовать принцип программированного обучения.

Контроль на более поздних стадиях процесса обучения осуществляется по обобщенным показателям, которые учитывают время, затрачиваемое на выполнение данного набора операций, и количество совершенных ошибок. Если на этапе формирования обобщенных действий при неоднократном выполнении одного и того же набора действий время их выполнения в каждом цикле не сокращается и ошибки отсутствуют, это означает, что тренировочный процесс на данной стадии сложности заданий окончен.

На начальных стадиях обучения должен осуществляться контроль за правильностью выполнения каждой операции, что и предусмотрено в предлагаемом комплексе. При обнаружении ошибки система автоматического пооперационного контроля, совмещенная с программой ПК, немедленно обращает на нее внимание курсанта и требует повторить неправильно выполненную операцию. Такой подход обеспечивает формирование начальных навыков без ошибок.

В реальном полете всегда может возникнуть аварийная ситуация, обусловленная отказами или неисправностями конкретной материальной части самолета. Это обуславливает необходимость обеспечения комплексом для формирования умений и навыков выработки у курсантов твердых навыков, умений и психологической подготовленности к действиям в аварийной обстановке. Этим и обусловлено наличие в составе комплекса системы имитации отказов и неисправностей. С помощью системы имитации отказов и неисправностей возможна организация конкретной проблемной внештатной ситуации в процессе обучения будущих пилотов правилам и порядку выполнения действий по использованию систем и оборудования самолета в стандартных ситуациях. В сущности, реализуя метод конкретных нештатных ситуаций, технические средства комплекса позволяют реализовать проблемный метод обучения.

Вопросы организации с помощью предлагаемого комплекса технических средств самостоятельной работы курсантов в период аудиторных и внеаудиторных занятий трудно решить в общем плане, они должны решаться применительно к условиям учебного процесса в каждом конкретном учебном заведении.

Основной целью разработки комплекса являлась возможность управления познавательной деятельностью и процессом формирования профессиональных умений и навыков курсантов в период самостоятельной подготовки. Комплекс технических средств обеспечения самостоятельной работы курсантов не исключает возможности его использования в процессе аудиторных занятий, однако наиболее эффективно его возможности реализуются при самостоятельной работе курсантов, что и предопределило направленность рекомендаций по его применению.

Рассматриваемый комплекс технических средств позволяет интенсифицировать учебный процесс за счет повышения качества самостоятельной подготовки и организации процесса формирования умений и навыков в период ее проведения. Но эта задача решается не только техническими средствами комплекса, но и преподавателем, который разрабатывает методическое обеспечение самостоятельной подготовки курсантов с использованием комплекса технических средств. Поэтому существенно важным является знание преподавателем пределов возможностей отдельных технических средств комплекса и умение квалифицированно применить эту технику при решении дидактических задач. При разработке методических материалов, обеспечивающих самостоятельную работу курсантов с использованием комплекса технических средств, рекомендуется их учитывать, что кроме учебных задач, требующих применения технических средств, существуют задачи, решение которых возможно с помощью технических средств, но методически сложно и нецелесообразно.

Проведение самостоятельной подготовки с использованием комплекса технических средств методически и организационно отличается от самостоятельной подготовки без их применения. Между органами чувств, мыслительной деятельностью курсантов и объектами изучения включается дополнительная техническая система передачи и переработки информации. Комплекс технических средств предъявляет новые требования ко всей деятельности курсанта. Процесс самостоятельной работы курсантов одновременно упрощается. Применение техники повышает психическую нагрузку курсантов, требует определенной подготовительной работы, максимальной организованности, специальных навыков обращения с аппаратурой и т. д. Одновременно технические средства комплекса активизируют процесс формирования профессиональных знаний, умений и навыков, организуют и направляют восприятие учебного материала, развивают активность, самостоятельность, организуют самоконтроль процесса приобретения знаний, умений и навыков.

Основным критерием эффективности применения предлагаемого комплекса технических средств является достижение определенного дидактического успеха в формировании знаний, умений и навыков летной эксплуатации функциональных систем самолета.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Желтухин, Валерий Викторович, 2004 год

1. Автоматизированные обучающие системы на базе ЭВМ / Под ред. А.Ф. Чернявского. Мн.: Изд. БГУ, 1980. 176 с.

2. Адаптивное устройство для обучения навыкам работы на клавишных приборах. М.: ИЦВШ, 1971. 61 с.

3. Алпатов, И.М. Человеческий фактор и безопасность полета // Медицинские и психологические аспекты безопасности полетов. Сер. «Воздушный транспорт». Т. 16 / И.М. Алпатов. М.: ВИНИТИ, 1987. С. 4 — 11.

4. Андреев, В.И. Эвристическое программирование учебно-исследовательской деятельности / В.И. Андреев. М.: Высшая школа, 1981.

5. Аткинсон, Р. Человеческая память и процесс обучения / Р. Аткин-сон. М.: Прогресс, 1980.

6. Архангельский, С.И. Состояние и перспективы использования ЭВМ в учебном процессе высшей школы // Технические средства обучения: Сб. трудов / Под ред. С.И. Архангельского и Ю.О. Овакимяна / С.И. Архангельский. М.: МГПИ, 1975. С. 3 — 18.

7. Базшевский, А.Н. К вопросу оценки качества тренажера // Имитаторы и тренажеры. Межвуз. сборн. научн. трудов. Вып. 3 / А.Н. Базилевский. Киев: КИИГА, 1975. С. 72 — 80.

8. Базилевский, А.Н. Моделирование поля информации в авиационных тренажерах / А.Н. Базилевский, А.Н. Гузий. Киев: Знание, 1975. — 55 с.

9. Линич, Н.В. Авиационные тренажеры на базе ЭВМ. Труды Гос НИИ ГА /Н.В. Линич, A.A. Захарченко. М., 1980. Вып. 190. Пути развития и использования тренажеров в ГА. С. 73 — 79.

10. И.Берг, А.И. Кибернетика и проблемы обучения / А.И. Берг. М.: Прогресс, 1970. 382 с.

11. Береловой, Г.Т. Психологические основы обучения человека-оператора готовности к действиям в экстремальных условиях / Г.Т. Береловой, В.А. Пономаренко // Вопросы психологии. 1983. № 1. С. 23 — 32.

12. ХЪ.Битцер, Целей. Система обучения управления ЦВМ (PLATO) // Целей Битцер // Зарубежная радиоэлектроника. 1967. № 10. С. 14 — 29.

13. Бобин, Б.А. Подготовка летчиков и действия в обоих случаях полета / Б.А. Бобин, М.А. Лойко // Вопросы психологии. 1973. № 1. С. 44 — 62.

14. Богачев, С.К. Авиационная эргономика/С.К. Богачев. М.: Машиностроение, 1976. 185 с.1 б.Боднер, В.А. Авиационные тренажеры / В.А. Боднер, O.A. Закиров, И.И. Смирнова. М.: Машиностроение, 1978. 192 с.

15. Бондареико, В.К. Технические средства обучения. Вып. 6. / В.К.

16. Бондаренко. М.: Знание, 1978. 48 с.

17. Бурлак, И.Н. Учебное кино в высшей школе / И.Н. Бурлак, Б.В. Ку-беев. М.: Высшая школа. 1985. 48 с.

18. Методические рекомендации по применению инструментальных средств автоматизированного обучения на базе персональных компьютеров / В.И. Васильев, А.Н. Филиппов, Е.А.Пасхин, А.Г. Шевченко М.: МИИГА, 1988. 122 с.

19. Васин, И.Ф. Эргономические проблемы отбора и подготовки операторов в гражданской авиации // Авиационная эргономика. Вып. 3 / И.Ф. Васин. Киев: КНИГА, 1978. С. 30 — 34.

20. Введение в эргономику / Под ред. В.П. Зинченко. М.: Сов. радио. 1974. 352 с.

21. Венда, В. Ф. Перспективы развития психологической теории обучения операторов / В.Ф. Венда // Психологический журнал. 1980. Т. 1. № 4. С. 48 — 63.21 .Выготский, JI.C. Развитие высших психических функций / Л.С. Выготский. М.: АПН РСФСР, 1960. 500 с.

22. Гальперин, П.Я. Введение в психологию / П.Я. Гальперин. М.: МГУ, 1976. 149 с.

23. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2.542-96. Госкомэпиднадзор России. М., 1996. 106 с.

24. Глушков, В.М. Кибернетика: Вопросы теории и практики / Отв. ред. B.C. Михаевич / В.М. Глушков. М.: Наука, 1986.

25. ЪЪ.Годунов, А.И. Методы идентификации систем «летчик-самолет» и «летчик-тренажер» // Авиационные тренажеры и эффективность их применения: Труды ГосНИИ ГА. Вып. 190. ДСП / А.И. Годунов. М.: ГосНИИ ГА, 1980. С. 41—49.

26. ЪА.Горячев, В.А. Инженерно-психологические проблемы создания и применения авиационных тренажеров // Психологические проблемы тренажеростроения / В.А. Горячев. Ереван: ЕГУ, 1985. С. 67 — 99.

27. Ъб.Горячев, В.А. Эргономические основы создания и применения авиационных тренажеров. Дисс. докт. техн. наук / В.А. Горячев. JL: ОЛАГА, 1986. 450 с.

28. Методика обучения и тренировки летного состава на авиационных тренажерах / В.А. Горячев, П.В. Картамышев, В.А. Колосов и др. М.: ГосНИИ ГА, 1983.390 с.

29. ГОСТ 21036-75. Система «человек-машина». Тренажеры. Термины и определения.

30. Коваленко, Г.В. Разработка методологии оценки квалификации летного персонала: Дисс. . докт. техн. наук/Г.В. Коваленко. СПб.: ОЛАГА, 1993.544 с.

31. АЪ Денисов, В.Г. Эргономические проблемы подготовки и тренировки авиационных операторов // Эргономические вопросы тренировки и подготовки авиационных специалистов / В.Г.Денисов, A.B. Скрипек. Киев: КИИГА, 1983. С. 3 — 12.

32. Исследования по обоснованию норм годности тренажера для первоначальной подготовки пилотов: Отчет о НИР. Гос. per. № 0184.0023146 / В.А. Свиркин, B.C. Белогузов, А.Н. Рева и др. Актюбинск: АВЛУГА, 1984. 106 с.

33. Ителъсон, Л.Б. Математические и кибернетические методы в педагогике / Л.Б. Ительсон. М.: Просвещение, 1964. 248 с.

34. Кант, Э. Искусственный интеллект / Э. Кант. М., 1978. 334 с.

35. Конвенция о международной гражданской авиации. Приложение 1. Монреаль, 1988.

36. Красовскгш, A.A. Основы теории авиационных тренажеров / A.A. Красовский. М.: Машиностроение, 1995. 450 с.

37. Кузнецов, С.И. Система математического обеспечения обучающих комплексов на базе ЦВМ // Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции «Организация и управление вузов» / С.И. Кузнецов. М.: ТПИ, 1972. С. 45—46.

38. Курочка, Д.Н. Учебное использование тренажеров ТЛ-29 // Материалы 1-го Межвузовского научн.-техн. семинара по повышению эффективности тренажеров ТЛ-29. ДСП / Д.Н. Курочка, A.A. Полетаев. Армавир: АВВАКУЛ ПВО, 1970. С. 57 — 60.

39. Дисков, Б. Использование абстракций и спецификаций при разработке программ / Б. Лисков, Дж. Гатег. М.: Мир, 1989. 176 с.

40. Лобанов, Е.Ф. Исследование роли тренированности пилотов-операторов в повышении качества управления воздушным судном // Авиационная эргономика / Е.Ф. Лобанов, В.В. Родченко. Киев: КИИГА, 1980. С. 80 — 102.

41. Лойко, М.А. Анализ возможностей оптимизации системы «летчик-тренажер-самолет» // Материалы 2-го Межвузовского научн.-техн. семинара по повышению эффективности тренажеров в обучении летного состава. ДСП / М.А. Лойко. Армавир: АВВАКУДПВО, 1974. С. 9 —13.

42. Свиркин В.А. Разработка норм годности тренажера для первоначальной подготовки пилотов: Отчет АВЛУГА / № ГР 01.84.0023146 Инв. № 0285.0078740. Актюбинск, 1985. 250 с.

43. Никифоров, Г.С. Психология профессиональной подготовки / Г.С. Никифоров. СПб.: СПбГУ, 1993. 434 с.

44. Никулин, Н.Ф. Разработка эффективной системы летной подготовки пилотов при переучивании на новые типы воздушных судов в ГА: Дисс. канд. техн. наук / Н.Ф. Никулин. Д.: ОЛАГА, 1983. 304 с.

45. А.Новиков, В.А. Автоматизированные обучающие системы зарубежных стран // Машинное обучение с помощью диалога / В.А. Новиков. М.: МДНТП, 1976. С. 34 — 60.

46. Новиков, В.А. Развитие автоматизированных обучающих систем // Интенсификация учебного процесса / В.А. Новиков. М.: ЛАТИ, 1985. С. 12 — 24.

47. Новиков, В.А. Дидактическая эффективность обучения с применением автоматизированных обучающих систем / В.А. Новиков, А.П. Свиридов. М.: НИИВШ, 1985. 86 с.

48. Ожогин, В.Я. Информационный подход к системе обучения и использования контролирующих и обучающих устройств // Общие вопросы программированного обучения: Сборник научно-методических статей / В.Я. Ожогин. MB и ССО Латв. ССР, 1972. С. 33 — 36.

49. Основы инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. М.: Высшая школа, 1977. 335 с.

50. Отчет по НИР 7.01.02.182 «Исследование методов повышения эффективности и качества системы первоначальной профессиональной подготовки пилотов гражданской авиации». Кировоград, 1987. 108 с.

51. Отчет по результатам анализа зарубежного опыта подготовки летного состава. Отчет ГосНИИ ГА № 79003357. 1978 г. 110 с.

52. Ошибка пилота: человеческий фактор / Пер. с англ. М.: Транспорт,1986. 268 с.

53. Педагогические основы создания и применения тренажеров: Методические рекомендации. М.: Высшая школа, 1979.

54. Петровский, А.В. Психолого-педагогические основы использования ЭВМ в вузовском обучении / А.В. Петровский, Н.Н. Нечаев. М.: МГУ,1987.

55. Плотииков, Н.И. Рекомендации по совершенствованию управления летной деятельностью ГА на основе анализа зарубежных исследований и практики / Н.И. Плотников. Новосибирск, 1988. 180 с.

56. Пономаренко, В.А. Профессия — летчик: психологические аспекты /В.А. Пономаренко, В.В. Лина. М.: Воениздат, 1985. 336 с.9А.Попов, Э.В. Общение с ЭВМ на естественном языке / Э.В. Попов. М.: Мир, 1975. 264 с.

57. Поспелов, Д.А. Экспертные системы: состояние и перспективы: Сб. трудов / Д.А. Поспелов. М.: Наука, 1989. 470 с.

58. Применение автоматизированной обучающей системы для отработки действий экипажа вертолета Ми-8 в особых случаях полета (АОС ОДЭОС Ми-8): Методические рекомендации. СПб.: Академия ГА, 1992. 238 с.

59. Программированное обучение и методы автоматизации учебногопроцесса. М.: МВТУ, 1968. 132 с.

60. Прокофьев, А.И. Надежность и безопасность полетов / А.И. Прокофьев. М.: Машиностроение, 1985. 362 с.

61. Прокофьев, А.И. Особые ситуации в полете и классификация причин их возникновения // Летная эксплуатация: Надежность и безопасность полетов в ГА: Организация летной работы и управление / А.И. Прокофьев. Л.: ОЛАГА, 1970. С. 66 — 90.

62. Психофизиологические и медицинские проблемы безопасности полетов в ГА: Межвузовский тематический сборник научных трудов. СПб., 1999. 340 с.

63. Психофизиологические проблемы диагностики и коррекции профессиональной готовности авиационных специалистов: Межвузовский тематический сборник научных трудов. СПб., 1997. 200 с.

64. Романов А.Н. Тренажеры для подготовки операторов РЛС с помощью ЭВМ / А.Н. Романов. М.: Воениздат, 1980. 126 с.

65. Рубинштейн, C.JJ. Проблемы общей психологии / Изд. 2 / С.Л. Рубинштейн. М.: Педагогика, 1976. 416 с.

66. Савельев, А.Я. Проблемы развития новых информационных технологий в обучении: Основные результаты исследований / А.Я, Савельев. ВНИИВШ, 1989.304 с.

67. Савельев, А.Я. Подготовка информации для автоматизированных обучающих систем / А .Я. Савельев, В.А. Новиков, Ю.И. Лобанов. М.: Высшая школа, 1986. 484 с.

68. Микинелов, A.JI. Оптимизация летной эксплуатации /А.Л. Мики-нелов, В.Е. Чепига. М.: Воздушный транспорт, 1992.

69. Седов, Е.П. Разработка методов и средств автоматизированного обучения пользователей банков данных АСУ // Диссертация на соискание степени к. т. н. / Е.П. Седов. Одесса: ОПИ, 1988. 189 с.

70. Система обучения членов летных экипажей. Ульяновск: Центр ГА СЭВ, 1983.

71. Безопасность полетов летательных аппаратов: методические основы / Под ред. А.И. Старикова / А.И. Стариков, В.Я.Зачеса, Н.И. Зинков-ский и др. М.: Транспорт, 1988. 380 с.

72. Требования к комплексу технических средств обеспечения самостоятельной работы курсантов летных училищ гражданской авиации. Актюбинск: АВЛУГА, 1983. 40 с.

73. Труды общества расследователей авиационных происшествий. Вып. 8 —9. М., 1997.488 с.

74. Учебная цифровая вычислительная машина «Пенза-1» и ее применение в учебном процессе. М.: ИЦВШ, 1973. 24 с.

75. Фолп, Дж. Основы интерактивной машинной графики. Кн. 2 / Дж. Фолн, А. Дэм. М., Мир, 1985.

76. Шифрин,К.А. Безопасность полетов в центре внимания во всем мире // Еженедельник авиации и космической технологии / Издание на русском языке февраль 1997. 10-14 с.

77. Шадриков, В.Д. Психология производственного обучения (системный подход) / В.Д. Шадриков. Ярославль: Яр. ГУ, 1976. 79 с.

78. Шадриков, В.Д. Теория системогенеза профессиональной деятельности: Учебное пособие / В.Д. Шадриков. Ярославль: Яр. ГУ, 1979. 92 с.

79. Эффективность применения автоматизированных обучающих систем в учебном процессе высшей школы // Тез. докл. Всесоюзного научно-методического совещания. Рига, 1988.

80. Бабаскин, В.В. Устойчивость системы «Экипаж-ВС» при заходе на посадку: Дисс. канд. техн. наук / В.В. Бабаскин. СПБ.: ОЛАГА, 1998. 230 с.

81. Course 236. Pilot training — Aeroplane — Professional pilot license with instrument rating and class rating Multi-engine land. ICAO, 1987. № 1— 3.

82. Flight crew requirement through 1999. Spur Lufthansa to bolster pilot corps // Aviation week & space technology, 1987, № 6.

83. ICAO Journal. Safety near terrain. Mach 1997.

84. Interavia, 1982, № 12. P. 23 — 26.

85. Mokdoff, K.F. Lufthansa, Swissair introduce fullsimulator pilot training // Aviation week & space technology, 1987, vol. 127, № 6, p. 38 — 40, 43.

86. Ramsden, I.M. The go-minded pilot // Flight international, 1987, vol. 132, №4091, p. 34 — 37.

87. Ramsden, I.M. The well traiden pilot. First prinsiples // Flight international, 1975, vol. 108, № 3463. P. 123,124.

88. The Aeronautical Journal, 1980, V. 84, №. 835, PP. 227 — 229.

89. ICAO Jornal, 1998, № 4. New approach to pilot training.

90. ICAO Jornal, 2000, № 7. CNS/ATM SYSTEMS: Clarifying the vision.

91. ICAO Jornal, 2000, № 8. TODAY'S TRAINING CHALLENGE: Keeping pace with change.

92. ICAO Jornal, 2002, № 1. Preventing runway incursions.