CC BY
181
УДК 355.2.001:35 Дата подачи статьи: 27.12.15
Б01: 10.15827/0236-235Х. 113.032-036
НЕКОТОРЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫХ СРЕДСТВ ПОДГОТОВКИ КОМАНДИРОВ И СПЕЦИАЛИСТОВ ВОЕННО-МОРСКОГО ФЛОТА
В.Ю. Андреев, зав. отделом; А.Ф. Базлов, зав. отделением (НИИ «Центрпрограммсистем», просп. 50 лет Октября, 3а, г. Тверь, 170024, Россия); В.А. Ильин,, д.в.н., профессор, директор, komandor.99@mail.ru (НИИ <Центрпрограммсистем» (филиал в г. Санкт-Петербурге), Октябрьская наб., 6б, г. Санкт-Петербург, 193091, Россия); А.Д. Шуванов, контр-адмирал, начальник института (Военный институт дополнительного профессионального образования ВУНЦ ВМФ <Военно-морская академия», Малоохтинский просп., 80/2, г. Санкт-Петербург, 195112, Россия)
В статье рассматривается взаимосвязь педагогических и информационных технологий и технологий создания учебно-тренировочных средств для подготовки специалистов ВМФ. Проведен анализ системы обучения и подготовки командиров кораблей и специалистов ВМФ. Рассмотрены понятия образовательной и педагогической технологий, на которых базируется процесс подготовки. На основе анализа системы обучения и подготовки определена номенклатура необходимых учебно-тренировочных средств.
Приведен перечень задач, которые должны быть определены при создании любых учебно-тренировочных систем.
В общем виде выявлены структура аппаратных средств современных автоматизированных систем обучения и тренажерных средств, которые, как правило, являются серийными изделиями с необходимыми доработками. Специализированные и комплексные тренажеры могут включать учебно-действующее оборудование и аппаратно-программные имитаторы реальных средств.
Рассматривается разделение ПО на общее и специальное, а также представлен возможный перечень программных продуктов, входящих как в общее, так и в специальное ПО. Специальное ПО учебно-тренировочных средств включает программные модели объектов, средств, среды, боевых действий, учебных информационных моделей, программные средства руководства обучением.
Разработка моделей и процессов включает их вербальное, математическое и алгоритмическое описание, программирование, тестирование и отладку. Вербальное, математическое и алгоритмическое описание по возможности должны выполнять будущие пользователи или специалисты в предметной области, а тестирование - совместно программисты и специалисты.
Представлен перечень частных технологий создания тренажерных средств. Определены структура и содержание технологий разработки основных программных компонентов современных автоматизированных систем обучения и тренажерных средств.
Ключевые слова: технологии, учебно-тренировочные средства, информация, образование, подготовка, тренажер, педагогика, обучающийся, локальная сеть, автоматизированное рабочее место, модель, ПО, система, знания, умения, навыки, объект, среда, разработка, проектирование.
В общем случае понятие технология трактуется как совокупность знаний о способах и средствах осуществления производственных процессов, при которых происходит качественное изменение обрабатываемых объектов. Технологиям управляемых процессов свойственны упорядоченность и организованность, которые противопоставляются стихийным процессам.
Понятие технологий в настоящее время используется не только в сфере материального, промышленного производства. Широкое распространение получило понятие информационные технологии -совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышения их надежности
и оперативности. Однако объективно существуют и технологии создания информационных систем, на которых базируются информационные технологии, в частности, технологии учебно-тренировочных средств (УТС). УТС создаются для обеспечения подготовки специалистов в различных предметных областях. В общем случае подготовка - это действия, направленные на приобретение необходимых знаний, выработку умений и навыков для осуществления профессиональной деятельности.
Подготовка как процесс базируется на образовательных и педагогических технологиях. Под образовательными технологиями понимается система деятельности педагога и обучающегося, основанная на определенной идее, принципах организации и взаимодействия целей, содержания и методов образования. В свою очередь, педагогические технологии - это совокупность средств и методов воспроизведения процессов обучения
и воспитания. Педагогические технологии состоят из предписаний способов деятельности (дидактические процессы), условий, в которых эта деятельность должна осуществляться (организационные формы обучения), и средств ее выполнения (целенаправленная подготовка преподавателей и наличие технических средств обучения). Понятие «образование» шире понятия «педагогика» и включает в себя последнее.
Педагогические технологии являются исходными при создании УТС. Изначально необходимо ответить на вопросы: кого готовить? к чему готовить? как готовить? с помощью чего готовить? Ответы на первые два вопроса найдем в назначении системы подготовки образовательного учреждения. Цель подготовки определяют квалификационные требования, предъявляемые к соответствующему специалисту и включающие в себя совокупность: знать, уметь, иметь навыки. Ответы на последние два вопроса дают педагогические технологии, базирующие на двух первых постулатах.
В соответствии с этим при создании любых УТС необходимо определить состав обучающихся, цели, задачи и содержание обучения, формы и способы обучения, а также требования к составу и функциям средств обучения.
Состав обучающихся определяется высшими органами военного управления.
Цели и задачи обучения определяются квалификационными требованиями по каждой специальности подготовки, которые задают соответствующие органы военного управления.
Содержание обучения определяется учебными программами по каждой специальности, которые согласуются со всеми заинтересованными органами военного управления и утверждаются соответствующими начальниками.
Формы и способы обучения в общем случае определяются дидактическими принципами образовательного процесса.
УТС подразделяются на две основные группы:
- средства для теоретического обучения, предназначенные обеспечить требование «знать» и представляемые автоматизированными системами обучения;
- средства для практической подготовки, обеспечивающие реализацию требований «уметь» и «иметь навыки», - тренажерные средства.
Подготовка военных специалистов осуществляется в образовательных учреждениях и в системе боевой, тактической и оперативной подготовки.
Военное образование включает пять ступеней:
- начальное военное образование - подготовка солдат, матросов, сержантов и старшин;
- среднее военно-специальное - подготовка прапорщиков и мичманов;
- высшее военно-профессиональное - подготовка офицерского состава на первоначальные должности;
- дополнительное профессиональное - переподготовка и повышение квалификации офицерского состава;
- военная магистратура - подготовка старших офицеров для замещения командно-штабных и командно-инженерных должностей.
В системе боевой, тактической и оперативной подготовки осуществляются индивидуальная подготовка всех категорий личного состава, подготовка боевых расчетов систем вооружения, корабельных боевых расчетов - групп боевого управления командных пунктов, экипажей кораблей в целом, расчетов командных пунктов однородных и разнородных тактических групп, групп боевого управления командных пунктов группировок сил флота.
Подготовка командиров и специалистов индивидуально и в составе боевых расчетов осуществляется с использованием автоматизированных систем обучения, специализированных и комплексных тренажеров, специализированных, тактических и оперативно-тактических тренажерных комплексов (рис. 1).
Рис. 1. Система подготовки командиров и специалистов ВМФ Fig. 1. A training system for Navy commanding officers and specialists
Из перечисленных положений вытекают требования к составу и функциям средств обучения, которые являются основой разработки технического задания на создание соответствующих УТС.
Современные УТС на основе информационных технологий состоят из аппаратных средств и ПО.
Аппаратные средства автоматизированной системы обучения состоят из локальной вычислительной сети, комплекта автоматизированных рабочих мест обучающихся (АРМО) и АРМ руководства обучением (РО).
Аппаратные средства тренажерных средств (рис. 2) включают:
- локальную вычислительную сеть;
- вычислительно-моделирующий комплекс;
- комплект АРМО и АРМ РО;
- средства документирования, ввода информации и отображения информации коллективного пользования (при необходимости).
Аппаратные средства УТС, как правило, являются серийными изделиями с необходимыми доработками. Специализированные и комплексные тренажеры могут включать учебно-действующее оборудование и аппаратно-программные имитаторы реальных средств.
ПО УТС разделяют на общее ПО и специальное (СПО). Общее, или базовое, ПО, включающее операционную систему, СУБД, драйверы, средства защиты информации и некоторые другие программные продукты, обычно является стандартным и выбирается в зависимости от требований к проектируемому УТС. С помощью СПО реализуются требования к УТС, предъявляемые в техническом задании. Разработка СПО для УТС базируется на технологиях создания информационных систем.
СПО АСО представлено программными средствами создания компьютерных обучающих программ, средствами предъявления информации обучающимся и управления учебными занятиями.
Компьютерные обучающие программы, объединяемые в электронные учебные курсы, составляют электронный образовательный ресурс, или контент автоматизированнной системы обучения. Средства создания компьютерных обучающих про-
грамм и конструктор электронных учебных курсов предоставляют возможность создания и редактирования компьютерных обучающих программ путем формирования фрагментов кадров учебного занятия и наполнения их текстовой, графической, мультимедийной и другой учебной информацией, установления связей между фрагментами и организации автоматизированного контроля знаний обучающихся.
Средства предъявления информации обучающимся инсталлируются на АРМО и обеспечивают проведение учебного занятия под руководством преподавателя или самостоятельную работу обучающихся. При этом обеспечивается запуск компьютерных обучающих программ с АРМ преподавателя или самостоятельный их выбор обучающимися, исполнение компьютерных обучающих программ, контроль знаний.
Средства руководства учебными занятиями предназначаются для реализации преподавателем педагогических технологий и обеспечивают выбор соответствующих электронных учебных курсов и компьютерных обучающих программ, их запуск, предъявление учебной информации, контроль работы и знаний обучающихся.
Исходя из этого основными технологиями создания АСО являются технология разработки конструктора, технология разработки плеера, технология разработки средств руководства учебным занятием.
Особое значение имеют технологии разработки компьютерных обучающих программ и электронных учебных курсов. Здесь реализуется совместное творчество педагога, программиста и компьютерного дизайнера с привлечением в идеале научного, литературного и художественного редакторов. Разработка компьютерных обучающих программ и электронных учебных курсов включает написание сценария занятий и учебного курса, разработку текстовых, графических и мультимедийных фрагментов, установление связей между ними и кадрами информации и условий перехода, разработку вопросов тестов для оценки знаний и системы оценки.
СПО тренажерных средств (рис. 3) включает программные модели объектов, средств, среды, боевых действий, учебных информационных моделей АРМО, программные средства руководства обучением (ПС РО).
Модели объектов могут быть простыми или сложными, включающими модели средств. Моделями объектов и средств в зависимости от назначе-
Пост руководства обучением
АРМ РО арм РО
ВМК (Сервер)
Сканер Принтер
Маршру гизатор
CLfl
АРМО АРМО АРМО АРМО
АРМО АРМО АРМО АРМО
Рис. 2. Структурная схема типового УТС Fig. 2. A specified educational training equipment flow diagramm
Рис. 3. Структура моделей тактического тренажера Fig. 3. A tactical simulator model structure
ния и структуры тренажерных средств могут управлять обучающиеся или руководитель обучения. Модели объектов и средств представляют собой математическое и алгоритмическое описание их физических свойств и условий взаимодействия с моделями других средств, объектов, среды и учебных информационных моделей АРМО, реализованных программными средствами.
В соответствии с назначением тренажерных средств его СПО должно включать определенный комплект моделей внешней среды. Модели среды определяют характер моделирования действий объектов и средств и не могут изменяться обучающимся.
Моделирование боевых действий противника и взаимодействующих сил позволяет обеспечить адекватную реакцию тактической обстановки на действия обучаемых.
Учебно-информационные модели АРМО предназначены для предъявления необходимой информации обучающимся и обеспечения управления моделями объектов и средств обучающимися в соответствии с назначением и структурой тренажерных средств.
Программные средства руководства обучением обеспечивают подготовку учебных мероприятий, формирование исходной обстановки на конкретное учебное мероприятие, конфигурирование аппаратно-программных средств УТС, запуск процесса моделирования обстановки, изменение при необхо-
димости процесса моделирования обстановки, разбор проведенного учебного мероприятия и оценку действий обучающихся.
Таким образом, технологии создания тренажерных средств включают частные технологии разработки
- моделей средств и объектов;
- моделей внешних сред;
- учебно-информационных моделей АРМО;
- процессов моделирования обстановки;
- программных средств руководства обучением.
Разработка моделей и процессов включает их вербальное, математическое и алгоритмическое описание, программирование, тестирование и отладку. Вербальное, математическое и алгоритмическое описания по возможности должны выполнять будущие пользователи или специалисты в предметной области, а тестирование - совместно программисты и специалисты.
Созданное УТС включается в образовательный процесс или в процесс боевой, тактической или оперативной подготовки, обеспечивая дальнейшее развитие информационных образовательных технологий.
Литература
1. Военная дидактика: учебник; [под общ. ред. В.Г. Михайловского]. М.: Изд-во МО РФ, 2005. 536 с.
2. Ильин В.А. Моделирование боевых действий сил флота // Программные продукты и системы. 2006. № 1. С. 43-46.
3. Основы современных компьютерных технологий: учебник; [под ред. А.Д. Хомоненко]. СПб: КОРОНА принт, 1998. 672 с.
4. Трайнев В.А., Трайнев И.В. Информационные коммуникационные педагогические технологии: учеб. пособие. М.: Дашков и К°, 2004. 280 с.
5. Ралль В.Ю. и др. Тренажеры и имитаторы ВМФ. М.: Во-ениздат, 1969. 216 с.
6. Липаев В.В. Методы обеспечения качества крупномасштабных программных средств. М.: Синтег, 2003. 520 c.
7. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютер-
ных учебников и обучающих программ. М.: Филинъ, 2003. 616 с.
8. Римашевский А.А., Ильин В.А., Праводелов А.П. Компьютерная система обучения и тренажа (КСОТ) для военно-морского института // Морской сборник. 2006. № 5.
9. Андреев В.Ю., Базлов А.Ф., Пазюк В.А., Шорин А.Б. Тренажеры по тактичежой подготовке корабельных боевых расчетов кораблей и подводных лодок // Оборонный заказ. 2007. № 16. С. 33-35.
10. Стручков А.М. Противоречия развития компьютерных учебно-тренировочных средств, предназначенных для обеспечения теоретического обучения // Программные продукты и системы. 2013. № 2. С. 55-60.
DOI: 10.15827/0236-235X.113.032-036 Received 27.12.15
SOME TECHNOLOGICAL ASPECTS OF CREATING EDUCATIONAL TRAINING EQUIPMENT FOR NAVY COMMANDING OFFICERS AND SPECIALISTS Andreev V.Yu., Head of Department;
Bazlov A.F., Branch Manager (R&D Institute Centerprogramsystem, 50 let Oktyabrya Ave. 3a, Tver, 170024, Russian Federation); Ilin V.A., Dr.Sc. (Military), Professor, Director, komandor.99@mail.ru (St. Petersburg Branch of the R&D Institute Centerprogramsystem, Oktyabrskaya Quay 6b, St. Petersburg, 193091, Russian Federation);
Shuvanov AD., Rear Admiral, Head of Institute (Military Institute of Continuing Professional Education of the VUNTS Navy "Naval Academy", Malookhtinsky Ave. 80/2, St. Petersburg, 195112, Russian Federation)
Abstract. The article discusses the connection between teaching and information technologies, as well as technologies for creating educational training equipment for naval specialists. The authors analyze the system for educating and training ship commanding officers and naval experts. They consider the concepts of education and teaching technologies that serve as a base for training. The education and training system analysis defines the nomenclature of necessary training facilities. The paper includes a list of tasks that should be defined for development of educational and training systems. There is an overview of a hardware structure of modern automated systems for education and training, which tend to be serial products with necessary modifications. Part-task and complex simulators can include training and operating equipment, as well as hardware and software simulators of real equipment.
The article considers the division of software on general and special. There is also a possible list of software products included in general and in special software. Special software in educational training equipment includes software models of objects, resources, environment, combat actions, educational information models, guidelines software.
Model and process development includes their verbal, mathematical and algorithmic description, programming, testing and debugging. Verbal, mathematical and algorithmic description, if possible, should be carried out by future users or experts in the subject area, and testing should be carried out by both programmers and specialists.
The paper presents a list of private technologies for creating training facilities. It also determines the structure and content of development technologies for basic software components of modern automated education and training systems.
Keywords: technologies, educational training equipment information, education, training, simulator, pedagogics, trainee, local network, automated workplace, model, software, system, knowledge, skills, object, environment, development, design.
References
1. Voennaya didaktika [Military Didactics]. V.G. Mikhaylovsky (Ed.). Textbook, Moscow, Ministry of Defence of the Russian Federation Publ., 2005, 536 p.
2. Ilin V.A. Naval combat actions modeling. Programmnye produkty i sistemy [Software & Systems]. 2006, no. 1, pp. 43-46 (in Russ.).
3. Osnovy sovremennykh kompyuternykh tekhnology [The Basics of Modern Computer Technologies]. Textbook, A.D. Khomonenko (Ed.). St. Petersburg, KORONA print Publ., 1998, 672 p.
4. Traynev V.A., Traynev I.V. Informatsionnye kommunikatsionnyepedagogicheskie tekhnologii [Information Communicative Educational Technologies]. Study guide, Moscow, Dashkov i K° Publ., 2004, 280 p.
5. Rall V.Yu. Trenazhery i imitatory VMF [The Navy Simulators]. Moscow, Voenizdat, 1969, 216 p.
6. Lipaev V.V. Metody obespecheniya kachestva krupnomasshtabnykh programmnykh sredstv [Quality Assurance Methods for Large-Scale Software Tools]. Moscow, Sinteg Publ., 2003, 520 p.
7. Bashmakov A.I., Bashmakov I.A. Razrabotka kompyuternykh uchebnikov i obuchayushchikh program [Development of Computer Textbooks and Training Programs]. Moscow, Filin Publ., 2003, 616 p.
8. Rimashevsky A.A., Ilin V.A., Pravodelov A.P. Compyuter training system (KSOT) for a naval institute. Morskoy sbornik. 2006, no. 5 (in Russ.).
9. Andreev V.Yu., Bazlov A.F., Pazyuk V.A., Shorin A.B. Simulators for tactical training of ship and submarine combat units. Oboronny zakaz [Defence Order]. 2007, no. 16, pp. 33-35 (in Russ.).
10. Struchkov A.M. The development contradictions of computer training facilities for classroom training. Programmnye produkty i sistemy [Software & Systems]. 2013, no. 2, pp. 55-60 (in Russ.).
