Применение теории трансформационного обучения для разработки автоматизированных обучающих систем подготовки летного состава

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Народное образование. Педагогика
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

2007
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность
№ 111
УДК 656.7. 071:658. 386:681. 3
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ТРАНСФОРМАЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО СОСТАВА
(краткое сообщение)
С.Г. КОСАЧЕВСКИЙ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Ципенко В. Г.
Рассматриваются возможности теории трансформационного обучения как теоретической основы для разработки и применения автоматизированных обучающих систем для подготовки летного состава гражданской авиации.
Безопасность полетов в гражданской авиации во многом определяется качеством профессиональной подготовки авиационных специалистов, что подтверждается статистическими данными, согласно которым около 75% от общего количества авиационных происшествий связаны с проявлением человеческого фактора. Из них около половины составляют происшествия, причинами которых признаны недостатки в профессиональной подготовке авиационных специалистов [1].
В этих условиях учебными заведениями и авиационными учебными центрами большое внимание уделяется совершенствованию процесса профессиональной подготовки летного состава (ЛС) на основе внедрения автоматизированных обучающих систем (АОС), использующих возможности современных информационных технологий обучения. На сегодняшний день разработано большое количество АОС для подготовки ЛС, охватывающих практически все виды и этапы подготовки [2].
Анализируя особенности обучения с использованием компьютеров, необходимо отметить, как одно из основных преимуществ, технологичность процесса обучения. Появление в педагогике термина & quot-технология"- выражает стремление добиться в педагогической деятельности гарантированных результатов обучения. Технология в педагогике, как и в промышленности, занимает промежуточное положение между научной теорией и соответствующим производством. Поэтому для организации эффективного и технологичного процесса обучения кроме новых методов и средств обучения необходима педагогическая теория, учитывающая их возможности. По мнению специалистов, передача части обучающих функций техническому устройству и анализ проблем обучения с учетом возможностей компьютера не просто выдвигает новые психологические проблемы, но и требует критического пересмотра фундаментальных положений педагогической и психологических теорий обучения.
Однако разработчики АОС, большинство из которых имеют педагогический опыт, стремятся создавать АОС на основе как можно более полного моделирования деятельности реального педагога в традиционной системе обучения. Такой подход нельзя считать плодотворным, т.к. традиционная система обучения не предполагает моделирования учебного процесса и использования всего арсенала возможностей компьютерной техники. Именно отставание в разработке методологических проблем, & quot-нетехнологичность"- имеющихся педагогических методик являются основными причинами разрыва между потенциальными и реальными возможностями применения новых информационных технологий в учебном процессе [3, 4].
В качестве теоретической основы профессиональной подготовки ЛС может быть рассмотрена теория трансформационного обучения (ТТО). В соответствии с основными положениями этой теории реальный процесс обучения сложным видам профессиональной деятельности не может быть описан монотонной асимптотической моделью, а должен быть рассмотрен как нелинейный процесс трансформации взаимосвязанных и взаимообусловленных стратегий обучения. Эксперименты, проведенные при исследовании процессов обучения различным видам профессиональной деятельности, свидетельствуют о том, что процесс обучения в большинстве случаев носит явно немонотонный характер, включает в себя участки замедления роста — & quot-плато"- и даже участки ухудшения показателей обучения. Это в полной мере относится и к формированию навыков в процессе летного обучения, что подтверждается экспериментальными данными (рис. 1). Одной из основных причин периодических задержек и даже спадов в формировании летных навыков является изменение структуры навыка при появлении новых приемов его выполнения [5], что полностью соответствует основным положениям ТТО.
х
о ?
100
80
60
40
20
& amp- '-Л
7 •Ч о*' '-иСУ
7 '- р' У Лу, А — Пр ямая
// / / / «У о ,. Ю"-С — Разворот -- Взлет Посадка 1 1
с/

10 20 30 40 50 60
70
12 16 20 24
Рис. 1. Зависимость времени считывания показаний приборов АГИ и АГК и относительного количества успешного выполнения заданий в зависимости от количества тренировок
ТТО основывается на законах взаимной адаптации и эволюции систем [6]. При возникновении изменений внешней среды, когда изменяются процессы взаимной адаптации человека с машиной и средой, человек формирует прогноз и на его основе осуществляет опережающий процесс взаимной многоуровневой адаптации между собственными компонентами. Опережающий характер взаимной
адаптации проявляется в том, что если живая система, имеющая структуру Si и стратегию Si, прогнозирует изменение фактора F ее взаимной адаптации со средой от F1 до F2 так, что в ожидаемых условиях эффективность стратегии ^ функционирования исходной структуры Si станет ниже допустимой QІ(F2) & lt- Q, то система создает прогноз такой своей новой структуры Si+1 и процесса трансформации Si и ^ в Si+1 и ^+1, что при F = F2 в изменившихся условиях даст приемлемый уровень эффективности.
В соответствии с этим законом обучение можно рассматривать как процесс взаимной опережающей многоуровневой адаптации обучаемого к учебной среде. Человек в ходе обучения формирует некий прогноз изучения учебной дисциплины и на его основе осуществляет опережающий процесс взаимной многоуровневой адаптации учебного материала.
Закон дискретных рядов структур — стратегий сложных систем определяет, что любая сложная система может быть реализована посредством одной из дискретного ряда ее возможных структур. Применительно к человеку этот закон может быть сформулирован следующим образом: человек в процессе взаимной адаптации с машиной и средой реализует структуру — стратегию из набора возможных для него структур — стратегий. Аналогичный подход можно применить и к процессу обучения, когда рассматривается адаптация обучаемого к учебной среде.
Каждая структура — стратегия Si имеет свои особые характеристические кривые Qi (Fj), где Qi -эффективность системы при ьй структуре — стратегии- Fj — j-й фактор процесса взаимной адаптации человека с машиной и средой.
Экспериментальные характеристические кривые трех стратегий восприятия оператором текста на экране приведены на рис. 2 [6].
Таким образом, эффективность процесса обучения описывается не единственной кривой, а набором из числа имеющихся у обучаемого структур — стратегий деятельности (Si) и факторов ^).
Универсальность стратегии определяется интервалом значений AFj, в котором она реализуется. Чем больше интервал, тем больше универсальность стратегии. Специализированность стратегии определяется уровнем ее эффективности в основном интервале значений AFj.
На основе закона структур — стратегий формулируется правило инвариантности интегральной эффективности системы: при постоянном составе компонентов и их активности интегральная эффективность системы при всех ее возможных структурах — стратегиях постоянна или
| QidFj = ео^,
F
F
где ш-п и Fji тах — минимальное и максимальное значение ]-го фактора для ьй стратегии- тах -Fji т-п =
ДР^ - индекс универсальности ьй стратегии по фактору — эффективность 1-й стратегии.
Рис. 2. Характеристические кривые трех стратегий оператора [6]
На основе закона дискретных рядов структур-стратегий может быть также сформулировано правило инвариантности интегральной эффективности специалиста, в соответствии с которым при фиксированной продолжительности обучения и прочих равных условиях (способностях обучаемого, средствах обучения) интегральная эффективность специалиста при всех возможных структурах-стратегиях постоянна. Необходимо отметить, что характеристические кривые можно применить для оценки эффективности новых технологий обучения, которые позволяют при меньшей продолжительности подготовки добиться более высокого уровня подготовки специалиста.
В соответствии с ТТО трансформация одной структуры-стратегии в другую может происходить только через общее для обеих структур состояние системы, отображаемое пересечением их характеристических кривых. Новая структура не может быть порождена как таковая, а возникает только на базе предыдущей структуры путем частичной дезадаптации прежней структуры. Эта дезадаптация должна обеспечить получение дополнительных, необходимых для постройки новой структуры степеней свободы компонентов системы. При этом сохраняется достигнутая при старой структуре взаимная адаптация части компонентов, которая соответствует новой структуре. Скорость трансформации зависит от степени достоверности, определенности и полноты прогноза формирования новой структуры и доли ее готовых блоков, содержащихся в прежней структуре. Это положение ТТО очень важно с точки зрения планирования учебного процесса и определения момента его завершения.
Цель применения ТТО при создании АОС для подготовки ЛС заключается в исследовании немонотонных нелинейных процессов обучения сложным видам деятельности и создании такого метода обучения, который позволил бы, исходя из результатов взаимодействия АОС с обучаемым, оценивать эффективность принятой стратегии обучения и вносить в нее коррективы. При создании АОС данная теория позволяет прогнозировать усвоения учебного материала каждым обучаемым и на этой основе индивидуально адаптировать процесс обучения.
Для расчета и оптимизации индивидуальных процессов обучения ТТО предлагает применение универсальных номограмм адаптационной динамики, именуемых квадриграммами [6]. Квадриграмма дает возможность рассчитать изменение учебной информации во времени Е (Т) для получения требуемой траектории обучения Q (T) с учетом осваиваемых стратегий и индивидуальных способностей обучаемого. Возможно решение и обратной задачи, когда по траектории обучения Q (Т) определяется информационная модель учебной среды АОС.
Разработка методики автоматизированного обучения на основе ТТО включает следующие этапы:
— формулировка конечной цели обучения, включая перечень знаний, умений и навыков, которые должен освоить обучаемый-
— идентификация модели обучаемого, для проведения которой используется адаптивное тестирование-
— формирование сценария обучения на основе ТТО-
— реализация процесса обучения-
— адаптация процесса обучения.
Для разработки данной методики необходима модель функционирования АОС, под которой понимается детальное описание технологической последовательности процедур по переработке обучающей и управляющей информации, включая описание информационных, учебных и расчетных задач.
Реализация данной технологии предполагает решение проблемы текущего контроля уровня знаний обучаемых, для чего в составе АОС предусмотрена система тестового контроля, которая включает в себя базу контрольных тестов и алгоритмическое обеспечение адаптивного тестирования обучаемых.
ЛИТЕРАТУРА
1. Овчаров В. Е. Человеческий фактор в авиационных происшествиях. — М.: МАК, 2005.
2. Косачевский С. Г. Возможности применения новых информационно-образовательных технологий для совершенствования профессиональной подготовки летного состава // Научный Вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность, № 97, 2006. С. 118 — 123.
3. Машбиц Е. И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. — М.: Педагогика, 1988.
4. Краснова Г. А., Беляев М. И., Соловов А. В. Технологии создания электронных обучающих средств. — М.: МГИУ,
2002.
5. Картамышев П. В., Тарасов А. К. Методика летного обучения. — М.: Транспорт, 1974.
6. Венда В. Ф. Системы гибридного интеллекта: Эволюция, психология, информатика. — М.: Машиностроение, 1990.
IMPLEMENTATION OF TRANSFORMATION EDUCATION THEORY IN FLIGHT PERSONNEL COMPUTER BASED TRAINING COURSE DESIGN
Kosachevskiy S.G.
The opportunities of transformation education theory as theoretical base of flight personal computer based training course design and application are shown hereto.
Сведения об авторе
Косачевский Сергей Григорьевич, 1951 г. р., окончил КИИ ГА (1975), кандидат технических наук, доцент, проректор по научной работе Ульяновского высшего авиационного училища гражданской авиации, автор более 50 научных работ, область научных интересов — теоретическая подготовка летного состава гражданской авиации, применение в учебном процессе новых технологий обучения и методов математического моделирования.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой