CC BY
26
S*
_IL
'MiIAÏA.
№
Ш
С.А. КЛИМОВ, П.В. КРАСНОВ, С.М. СЕРГЕЕВ
S.A. KLIMOV, P.V. KRASNOV, S.M. SERGEYEV
С помощью
ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
WITH HELP OF VIRTUAL REALITY
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗА
APPLICATION OF COMPUTER TRAINING SYSTEMS IN EDUCATIONAL ACTIVITY OF MILITARY UNIVERSITY
Сведения об авторах: Климов Сергей Анатольевич - профессор кафедры радиолокационного вооружения Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, полковник, кандидат технических наук, доцент (г. Смоленск. E-mail: zuk_house@ rambler.ru);
Краснов Павел Валерьевич - доцент кафедры радиолокационного вооружения Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, подполковник, кандидат технических наук (г. Смоленск);
Сергеев Сергей Михайлович - начальник кафедры радиолокационного вооружения Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского, полковник, кандидат технических наук, доцент (г. Смоленск).
Аннотация. В статье на основе опыта подготовки обучающихся на кафедре радиолокационного вооружения Военной академии войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского рассматриваются различные аспекты применения компьютерных тренажеров в образовательной деятельности. Обсуждаются их достоинства и недостатки, перспективы развития в образовательной деятельности, а также ряд проблем их использования.
Ключевые слова: компьютерный тренажер, образовательная деятельность, зенитный ракетный комплекс, радиолокационная станция, обучающиеся.
Information about the authors: Sergey Klimov - Professor of the Radar Armaments Subdepartment of the Military Army Air Defence Academy of the RF Armed Forces named after Marshal of the Soviet Union A.M. Vasilevsky, Colonel, Cand. Sc. (Tech.), Associate Professor (Smolensk. E-mail: zuk_house@rambler.ru);
Pavel Krasnov -Associate Professor of the Radar Armaments Subdepartment of the Military Army Air Defence Academy of the RF Armed Forces named after Marshal of the Soviet Union A.M. Vasilevsky, Lieutenant-Colonel, Cand. Sc. (Tech.) (Smolensk);
Sergey Sergey ev - Chief of the Radar Armaments Subdepartment of the Military Army Air Defence Academy of the RF Armed Forces named after Marshal of the Soviet Union A.M. Vasilevsky, Colonel, Cand. Sc. (Tech.), Associate Professor (Smolensk).
Summary. Based on the experience of learners at the Subdepartment of Radar Armaments of the Military Army Air Defence Academy of the RF Armed Forces named after Marshal of the Soviet Union A.M. Vasilevsky, the article considers various aspects of the use of computer simulators in educational activities. Their advantages and disadvantages, prospects of development for educational activities, as well as a number of problems of their use are discussed.
Keywords: computer simulator, educational activities, anti-aircraft missile system, radar station, learners.
Военно-политическая обстановка в мире остается достаточно сложной и напряженной. Идеология создания однополярного мирового устройства и практика вмешательства во внутренние дела государств становятся обычными задачами США и стран НАТО. Это требует обеспечения национальной безопасности Российской Федерации целым комплексом мероприятий политического и военного характера вплоть до отражения внезапной военной агрессии потенциального противника. В последнем случае ключевую роль будут играть Вооруженные Силы Российской Федерации, а успех их эффективного применения во многом будет зависеть от профессиональной подготовленности ее военных кадров.
Как известно, в настоящее время основу боевого потенциала США и стран НАТО составляют силы и средства воздушного нападения (СВН). Основными отличительными чертами СВН являются: широкий диапазон высот и дальностей их боевого применения, высокая маневренность, низкая радиолокационная за-метность, наличие эффективных систем радиоэлектронного и огневого подавления средств противовоздушной обороны. Отмеченные черты СВН свидетельствуют об исключительной роли ПВО в вооруженном противоборстве и ее важнейшей составной части - войсковой ПВО.
Формирования войсковой ПВО выполняют задачи ведения разведки, отражения ударов СВН противника, защиты группировок войск от ударов с воздуха во всех видах боевых действий, а также при перегруппировках войск и расположении их на месте. Достичь превосходства над потенциальным противником возможно за счет проводимого в настоящее время масштабного перевооружения войсковой ПВО на новые образцы зенитных ракетных комплексов (ЗРК). Кроме того, необходима эффективная система военного образования, поскольку реализовать потенциально высокие боевые возможности новейших ЗРК возможно только под силу квалифицированным военным кадрам.
Подготовка офицеров-зенитчиков для войсковой ПВО осуществляется в Военной академии войсковой проти-
вовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза A.M. Василевского. Она представляет собой единый учебно-научный центр, осуществляющий многоуровневое обучение офицеров ПВО с высшей оперативно-тактической подготовкой и полной военно-специальной подготовкой для войск ПВО Сухопутных войск, Воздушно-десантных войск, береговых войск флотов, а также других министерств и ведомств Российской Федерации.
В целях реализации образовательных программ в вузе создана учебно-материальная база, одним из элементов которой является тренажерная база, включающая учебно-тренировочные комплексы и компьютерные тренажеры. Среди всей учебно-материальной базы тренажеры, в том числе и ком-
№
III
30 модель рабочего места оператора РЛС П-18
ми* ^^ # « £
Внешний вид тренажера РЛС П-18
• §
ааа щ «
® ¡в-2 ¿^и й & с^л ЭТО! Ст^л Г?;
Внешний вид тренажера РЛС9С19М2
пьютерные, занимают особое место. Связано это с тем, что для учебной деятельности они имеют ряд неоспоримых преимуществ, позволяющих эффективно совершенствовать формы, методы и организацию обучения.
Традиционные методы обучения не всегда позволяют добиться желаемого результата из-за высокой стоимости эксплуатации изучаемых
образцов военной техники, входящих в состав зенитных ракетных комплексов, а также опасности выполняемых работ. Как показала практика, компьютерные тренажеры, основанные на системе виртуальной реальности, могут дополнять традиционные практические занятия. Кроме формирования профессиональных умений и навыков, компьютерные
тренажеры успешно развивают творческие способности, профессиональную интуицию. Тренажеры позволяют сформировать навыки практических действий в нестандартных ситуациях, показать сущность процессов, протекающих в системах, их взаимную связь, выработать умения и навыки работы обучающихся на ЗРК, как сложной системе в целом. Стремительное развитие вычислительной техники весьма этому способствует. Все это позволяет существенно повысить качество подготовки военных специалистов.
Рассмотрим, что же вкладывается в понятие «компьютерный тренажер». По нашему мнению, компьютерный тренажер - это устройство для обучения, которое должно иметь три принципиально необходимые составляющие: конструктивную, модельную и контролирующую. Конструктивная составляющая предполагает имитацию рабочего места (блоков, пультов, индикаторов, аппаратуры, оборудования и т.д.), на котором обучающимся предстоит выполнять те или иные задачи в реальных условиях обстановки. Такая имитация рабочего места может быть реализована аппарат-но, виртуально или аппарат-но-виртуально. Модельная составляющая предполагает возможность гибкого и разнообразного формирования адекватных вариантов учебно-тренировочных заданий для тренажера. Причем модельная составляющая должна обеспечивать возможность оперативного вмешательства в процесс отработки заданий с целью выработки навыков действий обучающихся в нестандартных ситуациях. Контролирующая составляющая предполагает объективный контроль, оценивание,
® «-
еееее
^ - ■_~_~_
анализ и документирование результатов работы на тренажерах.
На кафедре радиолокационного вооружения академии широкое использование компьютерных тренажеров при подготовке военных специалистов началось еще в 90-х годах прошлого столетия. На первом этапе компьютерные тренажеры представляли собой комплексы инструктивного типа с жестким характером обучения. Программа требовала от обучаемого строго последовательного перечня шагов. Область применения ограничивалась визуализацией программ и зон обзора РЛС, внешним видом систем, устройств и блоков, а также контролем знаний обучающихся.
Второй этап был связан с созданием тренажеров-си-муляторов, основанных на применении имитационного и математического моделирования. Усложнение моделей и визуализация всех действий обучающегося, сложные сценарии, допускающие имитацию различных ситуаций эксплуатации и боевой работы РЛС, существенно расширили методические возможности тренажеров. Такое развитие тренажерной УМБ кафедры стало благодаря активному взаимодействию кафедры с Московским институтом электронной техники (сейчас - Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники») и 106 учебным центром (войск ПВО Сухопутных войск).
На фото представлены примеры отображения различной информации при использовании компьютерных тренажеров РЛС.
Используемые компьютерные тренажеры РЛС предназначены для формирования у обучающихся первоначаль-
30 модель места оператора 9С19М2
а а а а а а
Внешний вид тренажера РЛС 9С18М1
ФФФФФФ
еееее
е» —_-_-_
е е е е
I
консоль
о о
С2=? в
Внешний вид тренажера РЛС П-19
ных навыков ведения боевой работы на РЛС. В тренажерах реализована функциональность систем и блоков РЛС, которыми управляет начальник расчета (оператор) во время боевой работы, а графический интерфейс программы имитирует их внешний вид. Компьютерные тренажеры РЛС представляют собой полноэкранные приложения, работающие под управлением
операционной системы. Для взаимодействия с оператором используются стандартная клавиатура, мышь и программные кнопки, аналогичные реальным образцам РЛС. Органы управления блоков и систем РЛС задействуют-ся щелчком кнопки мыши на соответствующем элементе. На тренажерах имеется возможность проведения индивидуальных автономных
ч^ЭДТГиТи
тренировок. Это позволяет сформировать у обучающихся устойчивые умения и навыки ведения боевой работы на РЛС.
С учетом достаточно большого опыта применения компьютерных тренажеров на кафедре можно сформулировать ряд аспектов их использования при подготовке военных специалистов. К положительным сторонам использования компьютерных тренажеров можно отнести:
- возможность тренировки обучающихся в составе отдельного образца, группы образцов и ЗРК в целом;
- существенную экономию ресурса дорогостоящих образцов военной техники, входящих в состав ЗРК, которые имеются, как правило, в ограниченном количестве;
- комплексное воздействие на зрительную и двигательную виды памяти. При первой лучше запоминается увиденное обучающимся, а при второй эффективнее запоминаются движения в их взаимосвязи и определенной последовательности;
- возможность эффективного обучения достаточно большого количества обучающихся за ограниченное время;
- многократность повторения рутинных процедур,
без угрозы возникновения ошибок при работе со сложной аппаратурой, которые могут привести к дорогостоящему ремонту образцов военной техники, входящих в состав ЗРК;
- возможность обучения как навыкам правильной эксплуатации образцов военной техники, так и ведения боевой работы на них.
Как показала практика, именно использование компьютерных тренажеров является весьма приемлемым для подготовки военных специалистов как с высшей оперативно-тактической подготовкой, так и с полной военно-специальной подготовкой для войсковой ПВО. Обосновано это тем, что деятельность офицера-зенитчика определяется необходимостью принятия решений в нестандартных, стрессовых и лимитированных временем ситуациях.
Однако, при наличии большого количества положительных сторон, в использовании компьютерных тренажеров наметился ряд, в том числе и системных, недостатков:
- компьютерные тренажеры являются только промежуточным, а не окончательным этапом подготовки специалиста;
- отсутствует единый системный подход (стандарт) к
разработке компьютерных тренажеров не только РЛС, но и ЗРК в целом;
- при использовании компьютерных тренажеров не вырабатываются навыки психологической устойчивости, присущие особенностям военной службы;
- относительно высокая стоимость компьютерных тренажеров.
Следует отметить, что существующие в настоящее время на кафедре тренажеры РЛС являются автономными, которые создавались, в основном, в авторском варианте, с привлечением программистов-непрофессионалов, что накладывает ряд ограничений на их совершенствование.
Вместе с тем, постоянное повышение требований к уровню и качеству подготовки специалистов войсковой ПВО требует внедрения компьютерных тренажеров следующего поколения, который связан с использованием в них моделей и методов искусственного интеллекта. Тренажеры с этими элементами ориентированы на обучение решению сложных инженерных задач (проектирования, управления, принятия решений) и позволяют организовать проверку практически любого варианта решения задачи. Это особенно актуально для задач противоборства СВН и ПВО, которые имеют большое количество альтернативных решений. Тренажеры с элементами ИИ должны динамически отслеживать и анализировать решение на всех этапах работы, выполнять анализ ошибок, генерировать подсказки с подробным описанием ошибок и возможных путей их исправления.
Основные требования к комплексным компьютерным тренажерам в интересах совершенствования системы
подготовки высококвалифицированных специалистов войсковой ПВО заключаются в следующем:
- обеспечение опережающих поставок в вуз и учебные центры современных комплексных компьютерных тренажеров ЗРК (группировок войск ПВО) с открытой архитектурой;
- высокая степень адекватности имитируемой первичной и вторичной радиолокационной информации, формируемой в боевых образцах вооружения;
- возможность проведения всех видов тренировок от автономной, в составе боевых расчетов отдельных изделий, до комплексной, в составе ЗРК (группировок войск ПВО) в целом;
- внедрение в программное обеспечение комплексных компьютерных тренажеров опыта последних вооруженных конфликтов (особенно опыта Сирийской Арабской Республики) в плане имитации летно-технических характеристик новых типов воздушных целей, тактики их действий и способов боевого применения, а также сложности и динамики изменения помехово-целевой обстановки;
- возможность проведения тренировок боевых расчетов ЗРК (группировок войск ПВО) по единому замыслу;
- возможность оперативного вмешательства в процесс отработки задания путем изменения состава воздушных целей, маршрутов их полета, способов преодоления системы ПВО и создания нестандартных проблемных ситуаций;
- документирование результатов тренировки и оценка профессиональной подготовленности боевых расчетов.
Вариант комплексного компьютерного тренажера может представлять собой автоматизированное рабочее место руководителя обучени-
ем, инструкторов (помощников) и автоматизированных унифицированных рабочих мест обучающихся, соединенных между собой локальной вычислительной сетью. По функциональному признаку автоматизированные рабочие места должны включать следующие тренажеры: командных пунктов различных звеньев управления, РЛС различного назначения и огневых единиц. Необходимо, чтобы тренажеры имели возможность обучения не только навыкам боевой работы, но и правильной эксплуатации образцов вооружения.
В заключение следует отметить, что использование тренажеров необходимо рассматривать как один из этапов подготовки специалиста перед допуском его к самостоятельным практическим действиям на дорогостоящих изделиях, входящих в состав ЗРК. Кроме того, компьютерные тренажеры, какими бы совершенными они ни были, нельзя позиционировать как полную замену обучению на реальных образцах военной техники. Их использование является необходимым, но недостаточным условием эффективной подготовки офицеров-зенитчиков для войсковой ПВО.
Таким образом, с учетом главной цели военного образования, заключающейся в достижении уровня подготовки выпускников вузов, отвечающих как современным, так и перспективным требованиям, комплексные компьютерные тренажеры ЗРК (группировок войск ПВО) должны стать одним из основополагающих компонентов информационно-образовательной среды вуза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Приказ Министра обороны Российской Федерации № 670 от 15 сентября 2014 г. «О мерах по реализации отдельных положений статьи 81 Федерального закона от 29 декабря 2012 г. № 273-Ф3 „Об образовании в Российской Федерации"».
2. Филатова Н.Н. Мультимедиа тренажерные комплексы для технического образования / Н.Н. Филатова, Н.И. Вавилова, О.Л. Ахремчик // Educational Technology & Society, 2003. № 6 (3).
3. Арепин Ю.И. Тренажер для подразделений радиотехнических войск / Ю.И. Арепин, Н.Б. Момот, В.А. Долгий, А.И. Коваленко // Программные продукты и системы, 2013. № 1.
