CC BY
55
УДК 629.735.017
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОННОГО ТРЕНАЖЕРА УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В.А. НАЙДА, А.С. ПОЗОЛОТИН
Статья представлена доктором технических наук, профессором Ицковичем А.А.
В статье излагается технология разработки программного обеспечения тренажера и создание автоматизированной базы учебных материалов.
Ключевые слова: электронный тренажер, запуск, опробование, авиадвигатель.
На сегодняшний день компьютеры и компьютерные технологии являются наиболее динамично развивающимися отраслями науки и техники. За последнее десятилетие производительность компьютеров возросла в несколько раз. Сегодня невозможно представить развитие и накопление научных знаний без применения компьютеров. ПК заняли прочное место практически во всех отраслях хозяйства и в социальной области.
В последнее время в сфере образования все большее внимание уделяется компьютерным формам учебного процесса. Постоянно растущий и совершенствующийся парк вычислительных машин и аппаратной поддержки, широкие возможности операционных и программных систем, обеспечивающие включение в образовательный процесс современных методов организации информационного обмена, включая мультимедиа-приложения, системы электронных коммуникаций, требуют более обстоятельного и регулярного подхода к созданию образовательного пространства и внедрению новых образовательных технологий. Использование компьютерных тренажеров позволяет не только повысить качество обучения, но и сократить множество расходов, связанных с эксплуатацией реальной техники. Однако виртуальные системы, к которым относятся компьютерные тренажеры, развивающие игры и т. п. с точки зрения безопасности и возможности "повторения пройденного пути" содержат качественный недостаток, который может быть оценен как "снижение реальной ответственности за неправильно совершенное действие или принятое решение", несмотря на оригинальность и внешнюю привлекательность.
Роль тренажерных технологий в обучении и подготовке авиационного персонала достаточно высока. Их применение позволяет повысить уровень профессиональной подготовки летного и инженерно-технического персонала и снизить число авиационных происшествий по вине человеческого фактора.
В данной статье излагаются технологические аспекты разработки электронного тренажера учебного назначения для запуска и опробования двигателя и создание автоматизированной базы учебных материалов.
Прикладное программное обеспечение тренажера разработано с использованием программной среды Adobe Flash.
Технология разработки Flash-документа включает в себя несколько этапов. Находясь в среде разработки, инженер-дизайнер создает так называемый авторский файл (документ). В ходе этого процесса разрабатываются визуальные элементы и цветовая схема проекта. На данном этапе, если есть необходимость, осуществляется импорт графики (векторной или растровой) из внешних редакторов, её оптимизация и интеграция в рабочий проект.
Далее используется инженер-аниматор. При помощи временной шкалы он "оживляет" подвижные элементы. Формируется совокупность документов и структура встроенной библиотеки объектов. При необходимости импортируются видеофайлы, созданные во внешних приложениях.
После проведения необходимых предварительных работ к проекту подключается инженер-программист. Он создает базовую программу приложения, которая представляет собой коды на языке программирования ActionScript. Формализованный сценарий, выполненный в программных кодах - это базовая программа функционирования тренажера, которая позволяет представить в обобщенном виде структуру и логику работы программы.
Программное обеспечение тренажера имеет трехуровневую структуру. Первый уровень представляется сценарием взаимодействия обучаемого с тренажером, выполненным на смысловом уровне, и состоит из описания: управляющих воздействия, органов управления, органов контроля и значений контролируемых параметров (рис. 1).
Управляющее воздействие Органы управления Органы контроля Значения контролируемых параметров
1. Включить насос подкачки (Топливная панель)
1. Нажать кнопку табло «ОТКАЗ- 1. Кнопка-табло «ОТКАЗ ОТКЛ» 1.Кнопка-табло «Отказ Откл» 1. Гаснет нижнее поле кнопки - табло
откл» НННЖ|| ■■иЬш ■Шн
и Щ н
II. Открыть пожарный кран (Панель пожарной защиты)
1. Открыть крышку пожарного 1. Крышка пожарного крана. 1.
крана. 8 ЕЭ
ж
Рис. 1. Сценарий взаимодействия обучаемого с тренажером
Второй уровень программы представляет собой формализованный алгоритм, выраженный в виде блок-схемы. Такой алгоритм необходим для написания программы на третьем уровне.
Рис. 2. Пример алгоритма программы
Третий уровень программы создается на основе базовой программы, в которой учитывается структура программного обеспечения тренажера, представленная на рис. 3.
Уровень Содержание уровня
1 Сценарий на смысловом уровне
2 Формализованный алгоритм
3 Сценарий в виде программных кодов
Рис. 3. Структура программного обеспечения тренажера
Наличие большого количества интерактивных элементов, а также нелинейность выполнения документа вызывает необходимость написания большого количества программного кода.
На примере шага "Выбор режима работы ВСУ" рассмотрим в общем виде технологию разработки ЭТ: так как данный шаг является промежуточным, все элементы уже прорисованы, слои распределены. Открываем панель Actions шкалы TimeLine и пишем код "stop();" для остановки воспроизведения и ожидания управляющего воздействия от пользователя. Кнопке выбора режима ВСУ (тумблер_3) приписываем код перехода на следующий кадр: "GotoAndPlay (15);". При этом необходимо остановить все ранее запущенные звуки "stopAllSounds();". Создаем новый ключевой кадр и заменяем в нем кнопку выбора режима на “малый газ” (тумблер_3_п2). А также кнопку табло "5" на "5_active". В поле Actions нового кадра пишем код остановки воспроизведения: "stop();". Нажимаем Ctrl+F12, компилируем и тестируем готовый файл.
Учитывая учебное назначение тренажера, должна быть создана автоматизированная база учебных материалов (БУМ). Она состоит из двух блоков: графический и текстовый. Текстовый блок состоит из учебных материалов, представленных в учебниках и учебных пособиях.
Учебные пособия введены в базу учебных материалов путем сканирования соответствующих разделов и представлены в БУМ в виде файла в формате html, который с помощью языка разметки отформатирован и разбит на главы для облегчения навигации. Структура учебного модуля представлена на рис. 4.
Сценарий предъявления информации
Внешний модуль
Рис. 4. Структура учебного модуля
Графический блок БУМ состоит из графических рисунков, представленных в учебных пособиях. Все рисунки представлены в динамическом виде. Наиболее простым видом динамического рисунка является пошаговое представление графика функции y=f(x). Вначале появляются оси координат, затем график функции, выполненный с помощью анимации движения.
Графическая часть базы учебных материалов дополнена звуковым сопровождением, где голосом преподавателя озвучиваются моменты, требующие дополнительных комментариев. Также можно добавлять разные звуковые эффекты, например, шум двигателя.
Текстовый и графический блоки БУМ связаны с тренажером системой гиперссылок. Гиперссылка (англ. hyperreference) - часть электронного документа, ссылающегося на другой элемент (команда, заголовок, изображение). На системе гиперссылок основана возможность включения в html документ ссылок на медиа файлы (рисунки, звуковые файлы, swf-анимации и пр.)
Модуль контроля
Текстовый блок
Графический блок
.html
*
ЛИТЕРАТУРА
1. Online-учебник по языку разметки HTML http://htmlbook.ru/.
2. Кузнецов С.В., Комаров В.Ю., Перегудов Г.Е., Кузнецов Г.Э. Концептуальные положения создания электронных тренажеров пилотажно-навигационного оборудования на базе персональных ЭВМ // Наука и техника гражданской авиации на современном этапе: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - М: МГТУ ГА, 1994.
3. Руководство по летной эксплуатации Ил-96. - М: ОКБ им. С.В. Илюшина, 1994.
4. Роберт Рейнхард, Сноу Дауд. Macromedia Flash MX. Библия пользователя. - М.: ИД "Вильямс", 2005.
5. Гурский Д., ActionScript 2.0. Программирование во Flash MX. - СПб.: ИД "Питер", 2004.
TECHNOLOGICAL ASPECTS OF THE EDUCATIONAL TRAINER DEVELOPMENT
Naida V.A., Pozolotin A.S.
The technology of creation an electronic trainer and automatic basis of teaching materials are disclosed in the article. Key words: electronic trainer, start, assay, jet engine
Сведения об авторах
Найда Владимир Акимович, 1938 г.р., окончил КИИГА (1961), кандидат технических наук, доцент кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор более 20 научных работ, область научных интересов - техническая эксплуатация ЛА.
Позолотин Антон Сергеевич, 1987 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), аспирант кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиадвигателей МГТУ ГА, автор 3 научных работ, область научных интересов - техническая эксплуатация ЛА.
