CC BY
59Методика использования современных тренажерных средств в процессе подготовки операторов сложных технических систем
Бородин Сергей Григорьевич
начальник факультета АСУ, Военная-академия РВСн имени Петра Великого (г. Серпухов), borodin_sg@mail.ru
В статье рассмотрены вопросы методики использования современных тренажерных средств в процессе подготовки операторов сложных технических систем на основе перспективного технологического подхода к проектированию и реализации профессиональной подготовки будущих офицеров РВСН с применением тре-нажерно-обучающих систем. Использование современных и перспективных тренажерно-обучающих систем позволяет на качественно новом уровне создавать условия для дифференцированного и гибкого подхода к профессиональной подготовке операторов СТС. Таким образом, с точки зрения формирования профессиональной компетентности операторов СТС, наиболее перспективным является технологический подход к проектированию и реализации образовательного процесса, который предусматривает широкое использование тре-нажерно-обучающих систем. Решение проблемы оценивания основных дидактических характеристик модели операторной деятельности может быть найдено только на пути одновременного исследования как качественных, так и количественных его параметров.
Ключевые слова: автоматизированные системы боевого управления, дидактическая система, обучающийся, оператор СТС, тренажер, трена-жерно-обучающая система, тренаж-ная подготовка, системная модель.
То,
что мы должны научиться делать, мы учимся делая
Аристотель
Всевозрастающие требования к профессиональной подготовке офицерского корпуса являются основным гарантом успешного функционирования Вооруженных Сил РФ, боеготовность которых «определяется их способностью в любых условиях обстановки выполнить боевую задачу всеми элементами сложных технических систем (СТС), находящихся на вооружении в установленные сроки, с заданной эффективностью»[8].
Ракетные войска стратегического назначения (РВСН) - один из самых интеллектуальных родов войск, оснащенный сложной современной техникой, выполняющий ведущую роль в решении задач сдерживания нападения извне и агрессии, а также обеспечения военной безопасности РФ.
Одним из основных условий поддержания постоянной боевой готовности РВСН является высокая обученность личного состава.
Главная роль в несении боевого дежурства принадлежит расчетам и сменам, которые непосредственно решают боевые задачи, а их подготовленность составляет одну из основных слагаемых боевой готовности РВСН.
В их состав входят офицеры-операторы АСБУ, которые, являются основными номерами дежурной смены.
Проблемы обеспечения эффективности подготовки операторов АСБУ для РВСН в настоящее время приобретает новый импульс и связи с бурным развитием технической составляющей сложных систем. Поэтому подготовка офицеров-операторов АСБУ представляет собой важнейшую часть военно-педагогического процесса.
Нельзя не согласится с С.Ф.Сергеевым, который утверждает: «В настоящее время наблюдается тенденция усложнения объектов вооружения и военной техники, которые, постепенно видоизменяясь, переходят в область сетевых и высокоавтоматизированных эргатических систем. Деятельность оператора приобретает плохо алгоритмизированный характер, что по новому ставит задачу профессиональной подготовки операторов, обслуживающих данную технику»[10].
Меры по совершенствованию практической составляющей профессиональной подготовки офицера-оператора АСБУ направлены на обеспечение ее полноты и целостности - практической готовности к выполнению основных военно-профессиональных функций в составе целостной деятельности от постановки цели до анализа результатов.
Одним из наиболее действенных методов формирования и развития профессиональных навыков операторов СТС является автоматизированное обучение с применением тренажерные средств и автоматизированных обучающих систем в структуре профессиональной подготовки будущих офицеров.
О £
ю
5
2 е
6
сч £
Б
а
2 о
В сложных системах автоматизированного управления с многоуровневой иерархической структурой операторы, как правило, включаются для восстановления заданного режима функционирования управляемого объекта.
Исходя из условий деятельности оператора СТС, его наиболее важными свойствами являются:
- свойство адаптации алгоритма своих действий к складывающимся условиям деятельности;
- способность прогнозировать будущее изменение состояния объекта на основе анализа его динамической модели;
- способность улучшать собственные профессионально-личностные качества (обучаемость) в процессе профессиональной деятельности.
Специфической чертой деятельности оператора СТС является то, что он имеет дело с информационной моделью реального объекта.
Оператор СТС должен обладать развитым оперативным мышлением, под которым понимается способность анализа ситуаций и выработки рациональных управленческих решений.
Деятельность оператора СТС опирается на концептуальную модель объекта управления, которая представляет собой систему знания объекта управления, предыдущего опыта, представлений о целях и конечных результатах профессиональной деятельности.
Построение концептуальной модели деятельности оператора СТС позволяют эффективно формировать алгоритмы управленческих действий при различных режимах функционирования объекта и создают реальные предпосылки для создания на их основе тренажерных средств подготовки операторов СТС.
Применение тренажеров, моделирующих реальную боевую обстановку и условия применения ракетного вооружения и техники, позволяет в опреде-
ленной мере реализовать профессиональную деятельность офицера-оператора АСБУ в образовательном процессе.
В обыденном понимании, тренажеры рассматриваются как модели реального объекта управления, условий и факторов его применения, используемые в целях практического обучения.
Более строгое определение тренажера для подготовки оператора содержится в ГОСТе 26387-84. Система «человек-машина». Термины и определения -«техническоеустройство, предназначенное для профессиональной подготовки операторов СЧМ, отвечающее требованиям методик подготовки, реализующее модель СЧМ и обеспечивающее контроль качества деятельности обучаемого»^].
Современное определение тренажера для подготовки оператора дает С.Ф.Сергеев, рассматривая тренажер как: «организационно-техническую систему, создающую в обучаемом искусственную обучающую среду, деятельность в которой приводит к формированию у обучаемого требуемого уровня профессиональной компетенции. Это техническая система, моделирующая с определенным уровнем подобия (вплоть до полного) элементы и условия применения реальной СЧМ, порождающая обучающую среду, деятельность в которой приводит к формированию и поддержанию у оператора требуемого уровня профессиональной готовности»[11].
Обобщая приведенные определения тренажера для подготовки оператора СТС можно утверждать, что тренажер, во-первых, техническое устройство, моделирующее элементы и условия реальной системы управления, во-вторых, дидактическое средство, предназначенное для профессиональной подготовки.
Таким образом, тренажер рассматривается не только как технико-технологический объект, но как многоуровневая
организационно-дидактическая система, которая получила название тренажерно-обучаю-щая система.
Под тренажерно-обучаю-щей системой (ТОС) оператора СТС будем понимать техническое средство для подготовки операторов, отвечающее требованиям методик подготовки, реализующее модель таких систем и обеспечивающее контроль за действиями обучаемого, а также для исследований^].
А.М.Гиацинтов уточняет, что тренажерно-обучающие системы: «...в максимально возможной степени моделируют реальные комплексы и позволяют оператору приобрести правильные и устойчивые навы-ки»[1].
А.Р.Гурдзибеева считает, что задача тренажерно-обуча-ющей системы - «формирование комплексного навыка принятия решений, который основывается на возможности смоделировать динамический отклик объекта и системы управления на произвольные управляющие воздействия оператора»^].
При этом, в зависимости от объема решаемых задач трена-жерно-обучающие системы могут быть комплексными, специализированными, процедурными.
Комплексные ТОС предназначены для профессиональной подготовки операторов СТС в полном объеме функций групповой или индивидуальной деятельности.
Специализированные ТОС призваны сформировать у операторов СТС алгоритмы индивидуальной деятельности в составе группового управления СТС.
Процедурные ТОС позволяют оператором СТС отрабатывать алгоритмы выполнения процедур обслуживания отдельных компонент СТС.
В тренажерно-обучающих системах различного назначения реализуют инновационные технологии имитационного моделирования, воспроизводя-
щего, с определенной степенью правдоподобия, реальное функционирование управляемого объекта.
При этом, как отмечает А.И. Нафтульев, «физическое подобие не является значимым для данного класса устройств. Важно ориентировать субъекта на существенные отношения, присущие данному классу задач. Ситуация обучения не обязательно должна соответствовать физической сущности объекта»[9].
В тренажерно-обучающих системах подготовки операторов СТС в качестве подсистемы существует «автоматизированная система формирования управляющих воздействий на операторов СТС, которая должна обладать следующими возможностями:
- адаптироваться для группового и индивидуального обучения;
- поддерживать фазы процесса принятия решения;
- поддерживать разнообразные стили и методы принятия решения;
- быть гибкой и адаптироваться к изменениям в организации процесса обучения;
- поддерживать эволюционное использование и легкую адаптацию к изменяющимся требованиям по подготовке» [2].
Комплексные ТОС тренажерной подготовки операторов СТС, как правило, реализуют функции тестирования и оценки, как в режиме контроля обу-ченности, так и в регулярном образовательном процессе для контроля его эффективности, коррекции методик и алгоритмов, способствующих индивидуализации тренажерной подготовки операторов СТС.
Принцип, положенный в основу эффективных систем тренажерной подготовки, имеет психолого-педагогическую природу формирования у обучающихся оперативного мышления при управлении СТС.
В соответствии с этим принципом разрабатываются, как отдельные элементы дидактической системы тренажерной
подготовки, так и математического обеспечения ТОС в целом. При этом предусматривается, в частности:
- обеспечить достаточное подобие ТОС реальному объекту управления;
- формирование у обучающегося на каждом этапе тренажерной подготовки оптимального варианта решения управляющего воздействия;
- реализация средств объективизации оценки уровня обу-ченности оператора СТС;
- блочно-модульное построение математического обеспечения ТОС.
Э.А.Мигранова определяет тренажную подготовку операторов СТС «...как процесс направленного формирования индивидуального опыта, необходимого для эффективной деятельности в реальной человеко-машинной системе»[7].
В процессе тренажной подготовки операторов СТС, обучающиеся выполняют упражнения, качество которых оценивается по времени их выполнения и степени ошибочности при выполнении упражнения. Критериями оценки выступают соответствующие нормативы.
При этом, условия, в которых производится контроль качества тренажной подготовки операторов СТС, могут отличаться от действительных, а оценки носить субъективный характер, что снижает качество формируемых операторных навыков. Более того, это может приводить к формированию у обучающихся неадекватных навыков, которые, «порой, труднее устранить, чем приобрести новые»[5].
Анализ содержания и методов подготовки операторов СТС показывает, что тренажная подготовка регламентируется жесткой структурой, включающей периоды обучения, учебные задачи, варианты упражнений и сами упражнения, а также нормативы.
Предлагаемая концептуальная модель методической системы тренажной подготовки операторов СТС, интегрирует
структурные элементы в три блока: - функциональный; предметный и проблемный.
Функциональный блок объединяет систему функциональных задач, которые должен уметь решать оператор в процессе управления СТС.
При этом, «практическое задание может быть задано вручную или создано на основе реальных данных, находящихся в едином информационном пространстве...» [6].
Предметный блок описывает последовательность и содержание этапов осуществления тренажной подготовки оператора от постановки цели учебной деятельности до ее результатов.
Проблемный блок определяет прикладные проблемы, возникающие в процессе обеспечения тренажной подготовки операторов СТС.
Таким образом, с точки зрения формирования профессиональной компетентности операторов СТС, наиболее перспективным является технологический подход к проектированию и реализации образовательного процесса, который предусматривает широкое использование тренажерно-обу-чающих систем.
Использование современных и перспективных тренажер-но-обучающих систем позволяет на качественно новом уровне создавать условия для дифференцированного и гибкого подхода к профессиональной подготовке операторов СТС.
Решение проблемы оценивания основных дидактических характеристик модели операторной деятельности может быть найдено только на пути одновременного исследования как качественных, так и количественных его параметров.
Литература
1. Гиацинтов, А.М., Мамро-сенко, К.А. Метод рир-проек-ции в подсистеме визуализации тренажерно-обучающей системы [Текст] /Программные продукты и системы 2014, № 4. - С. 31-36.
О £
ю
I
2 е
6
сч £
а
2 о
2. Голов, Е.Г., Андреев, С.Г. Вариант модели оценки деятельности специалистов сложных технических систем в рамках специализированной системы поддержки принятия решений //Вестник воздушно-космической обороны. Выпуск 1. Москва, 2014. С. 56-61.
3. ГОСТ 26387-84. Система «человек-машина». Термины и определения. - М.: Стандартин-форм, 2006. - 6 с.
4. Гурдзибеева, А.Р. Исследование и разработка методов и алгоритмов имитационного моделирования для тренажеров операторов сложных объектов: дис. ... канд. техн. наук. Владикавказ, 2004. 188 с.
5. Дикарев, В.А., Потапов, А.Н., Султанов, Р.В. Обеспечение качества применения компьютерных систем тренажа. -Балашов: Изд.-во Николаев, 2002. - 89 с.
6. Козлов О.А., Куракин А.С., Сердюков В.И. Об автоматизации обучения и контроля знаний операторов информационной системы авиационно-космического поиска и спасания / Педагогическая информатика № 5 2011 -С. 17-23.
7. Мигранова, Э.А. Автоматизированная система отбора и обучения операторов для управления технологическими процессами: автреф. дис. ... канд. тех. наук: 05.13.07 /Мигранова Эльвира Аслямовна -Ташкент, 2011. -28 с.
8. Мишушин, В.В. Методическая система подготовки операторов сложных технических комплексов: дис. ... канд. пед. наук /Мишушин Владимир Викторович -Пермь, 1999. -175 с.
9. Нафтульев, А.И. О выборе уровня подобия тренажера реальному объекту управления// Проблемы общей и инженерной психологии. Экспериментальная и прикладная психология. Вып. 7. - Л.: Изд-во Ленингр. унта, 1976.- С. 129-133.
10. Сергеев, С.Ф. Методология проектирования тренажеров с иммерсивными обучающими середами Текст / С.Ф.Сергеев /Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2011, № 1 (71) -С. 109-114.
11. Сергеев, С.Ф. Эргономика объектов вооружения: Курс инженерной психологии для конструкторов управляемого оружия. - СПб: Изд-во Поли-техн. ун-та, 2009. - 174 с.
12. Allerton D. Principles of flight simulation. John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom, 2009.
Technique of use of modern
training means in the course of training of operators of difficult technical systems Borodin S.G.
Military academy of RVSN of Peter the
Great (Serpukhov) In article questions of a technique of use of modern training means in the course of training of operators of difficult technical systems on the basis of perspective technological approach to design and realization of vocational training of future officers of RVSN with use of the training training systems are considered. Use of the modern and perspective training training systems allows to create conditions for the differentiated and flexible approach to vocational training of operators of STS at qualitatively new level. Thus, from the point of view of formation of professional competence of operators of STS, the most perspective is technological approach to design and realization of educational process which provides wide use of the training training systems. The solution of the problem of estimation of the main didactic characteristics of model of operator activity can be found only on the way of a simultaneous research of both qualitative, and his quantitative parameters. Keywords: the automated systems of fighting management, the didactic system, the student, the operator of STS, the exercise machine, the training training system, trenazhny preparation, system model.
References
1. Hyacinths, AM., Mamrosenko, K.A
Metod of rear projection in a subsystem of visualization of training and learning system [Text] / Software products and systems 2014, No. 4. - Page 31-36.
2. The heads, E.G., Andreyev, S.G. Variant of model of assessment of activities of experts of difficult technical systems within specialized decision making support system//the Messenger of aerospace defense. Release 1. Moscow, 2014. Page 56-61.
3. GOST 26387-84. Person machine
system. Terms and determination.
- M.: Standartinform, 2006. - 6 pages.
4. Gurdzibeeva, AR. Research and development of methods and algorithms of simulation modeling for trainers of operators of difficult objects: yew.... Cand.Tech.Sci. Vladikavkaz, 2004. 188 pages.
5. Dikarev, VA, Potapov, AN., Sultanov,
R.V. Support of quality of use of computer systems of trial. -Balashov: Prod. - to Nikolaev, 2002.
- 89 pages.
6. Goats O.A, Kurakin A. S., Serdyukov
V.I. About automation of training and monitoring of knowledge of operators of an information system of aerospace search and rescue / Pedagogical informatics No. 5 2011
- Page 17-23.
7. Migranova, E.A. The automated system of selection and training of operators for control of technological processes: aBTpe^. yew.... Cand.Tech.Sci.: 05.13.07 / Elvira Aslyamovna - Tashkent, 2011.-28 pages.
8. Mishushin, V.V. Methodical system of
training of operators of difficult
technical complexes: yew.... band.
neg. Sciences/Mishushin Vladimir Viktorovich - Perm, 1999.-175 with.
9. Naphthbeehives, AI. O choice of level
of similarity of a trainer to a real control object//Problems of the general and engineering psychology. The experimental and application-oriented psychology. Issue 7. - L.: Leningr publishing house. un-that, 1976. - Page 129133.
10. Sergeyev, S.F. Metodologiya of design of trainers with immersive learning sereda of Text/page F. Sergeyev / the Scientific and technical bulletin of St. Petersburg State University of information technologies, mechanics and optics, 2011, No. 1 (71) - Page 109114.
11. Sergeyev, S.F. Ergonomika of arms objects: Course of engineering psychology for designers of controlled weapon. - SPb: Politekhn publishing house. un-that, 2009. -174 pages.
12. Allerton D. Principles of flight simulation. John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom, 2009.
