Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования 11
1.1. Квалификационные требования к операторам и критерии их выполнения 11
Типы задач, решаемых в процессе операторской деятельности 13
1.2. Анализ показателей операторской деятельности 18
1.3. Анализ существующих методов оценки качества операторской деятельности 24
1.4. Анализ методов описания операторской деятельности 33
1.5. Формулировка гипотезы и постановка задач диссертационного исследования 42
Глава 2. Модели изменения функциональной структуры и оценки уровня операторской деятельности в процессе освоения 46
2.1. Концептуальная модель изменений функциональной структуры операторской деятельности в процессе ее освоения 46
2.2. Математические модели представления рабочей операции деятельности на различных этапах подготовки оператора 62
Результаты и выводы 71
Глава 3. Методики оценки уровня операторской деятельности 75
3.1. Методика построения номограмм для оценки уровня операторской деятельности -. 75
3.2. Методика оценки уровня операторской деятельности 97
Результаты и выводы 101
Глава 4. Экспериментальная проверка адекватности моделей и алгоритмов оценки уровня операторской деятельности 103
4.1. Описание эксперимента 103
4.2. Проведение эксперимента 124
4.3. Анализ результатов эксперимента 126
Результаты и выводы 138
Заключение 139
Список использованной литературы 142
Список публикаций по теме диссертационного исследования: 146
Приложение 148
- Квалификационные требования к операторам и критерии их выполнения
- Концептуальная модель изменений функциональной структуры операторской деятельности в процессе ее освоения
- Методика построения номограмм для оценки уровня операторской деятельности
- Методика оценки уровня операторской деятельности
Введение к работе
Деятельность большинства специалистов, работающих в современных условиях, занимающихся, в той или иной мере управлением (техникой, технологиями, системами и др.), более приобретает характер операторской деятельности. Многообразие различных систем и технологий (в т.ч. систем вооружения и военной техники) порождает многообразие видов деятельности операторов соответствующих человеко-машинных систем (ЧМС), причем, вне зависимости от характера деятельности к качеству подготовки операторов предъявляется единое требование — наличие профессиональных умений и навыков в выполнении функциональных обязанностей, т.е. вполне определенного набора нормативных алгоритмов деятельности.
Для оценки степени выполнения этого требования необходима разработка единой технологии оценки качества операторской деятельности.
Под уровнем усвоения деятельности (уровнем деятельности) в педагогике понимается определенная форма осуществления деятельности, описываемая характеристиками осознанности, разумности, абстрактности, обобщенности, развернутости, контроля выполнения и освоенности. Характеристика результативности деятельности для описания уровня деятельности ранее не использовалась.
Различают следующие уровни деятельности: 1) деятельность в материализованном виде (по инструкции); 2) внешнеречевая деятельность; 3) деятельность во внешней речи про себя (умение); 4) деятельность во внутренней речи (навык). Формирование уровня деятельности производится путем решения ряда учебных задач.
В педагогике выделяют две категории действий и задач: учебные и критериальные. К первой категории относятся действия, составляющие учебную деятельность (учебные действия), и задачи, направленные на формирование учебных действий (учебные задачи). Вторую категорию образуют действия, которые субъект как профессионал в определенной области деятельности должен научиться осуществлять (критериальные действия), и задачи, которые он должен научиться решать (критериальные задачи).
В сфере подготовки различных видов операторов (в том числе операторов ВМФ) имеет место ситуация, когда задача, являющаяся критериальной, используется как учебная задача, предназначенная для обучения решению этой критериальной задачи (например, чтобы научиться идентифицировать цель средствами гидроакустического комплекса, упражняются в идентификации целей с использованием именно этого гидроакустического комплекса). Однако одни и те же действия обучаемого с позиций решения учебной и критериальной задач должны оцениваться по-разному: с позиций критериальной задачи — по степени достижения цели, указанной в формулировке задачи; с позиций учебной задачи — по степени освоения рационального способа действий, т.е. достигнутому уровню деятельности. При этом эти оценки могут не совпадать. Так быстро исправленная ошибка оператора может оказывать негативное влияние на оценку результативности его действий (решение критериальной задачи), но не оказывает влияния на оценку уровня его деятельности (решение учебной задачи).
Существующие методы оценки качества решения задач операторской подготовки и квалиметрии деятельности оператора основаны на измерении выходных контролируемых параметров (ВКП) деятельности и их сравнении с определенной заданной системой нормативных показателей. Они обеспечивают формирование как частных оценок (по правильности, точности, быстродействию), так и интегральной оценки качества решения критериальных задач.
Ни один из существующих методов оценки качества и эффективности деятельности не предназначен для оценки качества решения учебных задач и не способен обеспечить квалиметрию уровня деятельности.
Таким образом, в настоящее время, существует противоречие между формулировкой требований к уровню подготовки операторов, определяющих необходимый уровень деятельности (умение, навык), и отсутствием методов оценки качества (уровня) операторской деятельности.
Наличие этого противоречия определяет существование актуальной научно-технической задачи разработки моделей и алгоритмов оценки уровня операторской деятельности.
Решение данной задачи возможно на основе методологии эргономического проектирования и методологии психолого-педагогического проектирования автоматизированных обучающих систем (АОС). Оно требует формализации данных педагогики и психологии в отношении процессов формирования деятельности и представления этих результатов средствами эргономических методов описания деятельности.
Проблема подготовки операторов, создания и обеспечения эффективности соответствующих тренажеров всегда находилась в поле зрения ведущих российских ученых.
Данное диссертационное исследование, посвященное решению научно-технической задачи разработки моделей и методик для оценки уровня операторской деятельности, непосредственно базируется на результатах исследований Ю.Ф. Волынца, А.И. Губинского, Г.М. Зараковского, В.Г. Евграфова, В.В. Кобзева, В.Н. Наумова, П.И. Падерно, А.Н. Печникова, О.М. Туровского, П.Я.Шлаена, В.Ф. Шпака и др.
Подход к решению выше указанной научно-технической задачи определило постулируемое в работах В.Г. Евграфова [21] и А.Н. Печникова [35,36] положение о том, что процесс освоения операторской деятельности определяется динамикой двух взаимосвязанных параллельных процессов:
процесса собственного роста безошибочности и быстродействия выполнения отдельных операций предписанного алгоритма деятельности;
процесса динамического изменения функциональной структуры деятельности оператора.
На основе синтеза этого положения с данными психологической теории поэтапного формирования умственных действий (теории интериоризации) была сформулирована следующая гипотеза диссертационного исследования:
Если динамика изменения функциональной структуры деятельности оператора в процессе его подготовки имеет место, то она должна проявляться в изменении соотношения взаимно соответствующих значений показателей безошибочности и своевременности действий, а само соотношение этих показателей должно определять уровень операторской деятельности.
Для подтверждения справедливости этой гипотезы было необходимо:
1. Определить этапы изменений рабочей операции нормативного алгоритма деятельности, типы таких изменений и их характеристики.
Разработать математические модели типовых функциональных единиц (ТФЕ), описывающих каждую рабочую операцию на различных этапах их динамического изменения.
Обосновать правило идентификации типа реализованной операции на основе экспериментальных данных о безошибочности и своевременности действия оператора.
Разработать модели и алгоритмы оценки уровня операторской деятельности.
Произвести экспериментальную проверку адекватности разработанных моделей и процедур.
Решение этих задач и составило суть диссертационного исследования. Актуальность исследования определяется существованием:
общегосударственной проблемы обеспечения необходимого качества профессиональной подготовки операторов (в том числе специалистов ВМФ);
общетехнической проблемы разработки компьютерных технологий обучения;
общеэргономической проблемы описания операторской деятельности на этапе ее формирования;
общепедагогической проблемы технологизации обучения;
противоречия между формулировкой требований к качеству подготовки операторов и отсутствием методов оценки качества (уровня) операторской деятельности.
Целью исследования является обеспечение адекватности оценки уровня подготовки операторов ВМФ.
Теоретическим базисом исследования являются концепции современной инженерной и педагогической психологии и эргономики, а методологическими средствами — методология эргономического проектирования и методология психолого-педагогического проектирования АОС.
Объектом исследования является динамика уровня операторской подготовки в процессе освоения нового вида деятельности, а предметом — функциональная структура деятельности оператора и ее характеристики.
Для решения задач исследования в диссертационной работе использовались следующие методы: 1) обобщенный структурный метод описания и оценки алгоритмов деятельности [19,20,25, 38]; 2) методы линейного программирования [29]; 3) методы имитационного моделирования [54], 4) методы математической статистики [3,12,51], а также современные концепции дидактики [6,7,8,36,50], инженерной и педагогической психологии [14,22,23,42,43,44]. На защиту выносятся:
1. Теоретические положения, имеющие значимость для современной эргономики и инженерной психологии:
На этапе освоения нового вида деятельности функциональная структура деятельности (ФСД) оператора вариативна. Динамическое изменение ФСД оператора в процессе его подготовки есть акт первоначального ввода в любую рабочую операцию нормативного алгоритма деятельности ряда операций (избыточные операции), которые обеспечивают выполнение соответствующей рабочей операции в условиях низкой безошибочности действий оператора, и последующий процесс поэтапного исключения этих избыточных операций по мере роста безошибочности выполнения рабочих операций.
Различия уровней деятельности проявляются в содержании ориентировочной и контрольной частей любого действия. При этом содержание исполнительной части действий остается неизменным на всех этапах и соответствует нормативному алгоритму деятельности. Наличие в ФСД оператора тех ориентировочных и контрольных действий, которые являются избыточными по отношению к нормативному алгоритму деятельности и отражают степень соответствия операторской деятельности умению и навыку, может быть установлено на основе измерения параметров исполнительной части соответствующих действий (рабочей операции).
2. Научные результаты, представляющие определенную ценность для подготовки операторов и тренажеростроения:
2.1. Концептуальная модель оценки уровня операторской деятельности, включающая концептуальную модель динамики изменения ФСД оператора в процессе освоения деятельности, принципиальные структуры представления рабочей операции нормативного алгоритма на различных этапах освоения деятельности и схему оценки этих структур на основе показателей результативности действий оператора.
Функциональные структуры и математические модели рабочей операции деятельности на различных этапах ее освоения, сформулированные в терминах ОСМ.
Методика построения номограмм квалиметрии уровня операторской деятельности, включающая математические модели оценки прогнозируемых границ ОДЗ различных типов ФСД оператора и процедуру построения номограммы.
Методика оценки уровня операторской деятельности, включающая математические модели оценки фактических границ областей допустимых значений различных типов ФСД, а также процедуру определения уровня деятельности и количественной оценки степени его сформированности.
Новизна первого научного результата состоит в синтезе данных педагогической психологии, инженерной психологии и эргономики в отношении описания характера операторской деятельности на различных этапах подготовки оператора и определении на этой основе:
состава рабочей операции нормативного алгоритма на различных уровнях деятельности оператора;
обобщенной модели идентификации уровня деятельности оператора на основе анализа показателей безошибочности и своевременности его действий.
Новизна второго научного результата состоит в обосновании и разработке функциональных структур рабочей операции на различных уровнях деятельности оператора и математических моделей оценки этих структур.
Новизна третьего научного результата состоит в определении границ областей соотношений показателей безошибочности и своевременности действий, соответствующих каждому из уровней операторской деятельности, и разработке процедуры построения этих областей.
Новизна четвертого научного результата состоит в разработке: 1) математических моделей и формальной процедуры качественной идентификации уровня операторской деятельности на основе измерения безошибочности и своевременности единственной реализации рассматриваемого нормативного алгоритма деятельности; 2) показателя уровня деятельности, обеспечивающего количественную оценку степени сформированности идентифицированного уровня деятельности и профессионального навыка как конечной цели подготовки операторов.
Достоверность обоснованных в диссертации положений и полученных научных результатов обеспечена:
1) их базированием на апробированных теориях и концепциях эргономики, педагогической и инженерной психологии;
2) применением апробированных методов исследования и подтверждена:
1) результатами экспериментов по оценке адекватности разработанных моделей и алгоритмов;
2) достаточной апробацией и публикацией полученных результатов. Теоретическая значимость работы состоит в обосновании ряда новых для предметной области эргономики положений о динамическом изменении функциональной структуры операторской деятельности в процессе освоения нового вида (нормативного алгоритма) деятельности и возможности квалимет-рии уровня деятельности на основе определения соотношений показателей ее безошибочности и своевременности.
Практическая ценность работы заключается в разработке математических моделей и процедур квалиметрии уровня операторской деятельности.
Результаты внедрены в НИР "Эрго" (ФГУП "Волна"), НИР "Авангард-2" (БГТУ "Военмех"), ОКР "Лира-77" (ЗАО "Пассат", ФГУП "Волна").
По материалам работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе - 5 статей, тезисы к 5-ти докладам в сборниках трудов Всероссийских и Региональных научно-технических конференций, 1 патент на полезную модель.
Структура и объем диссертационной работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем - 157 с, из которых: оглавление - 1 с, список сокращений - 1 с, основного текста - 138 с. (таблиц - 28, рисунков - 56), библиография -5 с. (55 наименований), приложение - 12с.
Квалификационные требования к операторам и критерии их выполнения
Многообразие современных сложных систем и технологий, в т.ч. систем вооружения и военной техники ВМФ, необходимо порождает многообразие видов деятельности операторов соответствующих ЧМС. Поэтому квалификационные требования к ним целесообразно формулировать вне зависимости от конкретной области операторской деятельности и использовать классификацию квалификационных требований, разработанную в [45]. Данная классификация базируется на принятой в педагогике [7, 8] классификации ступеней абстракции (Р) и уровней усвоения (а) осваиваемого вида деятельности (см табл. 1.1 и 1.2) и выделяет три представленных ниже классификационных признака .
Результаты анализа приведенной выше классификации позволяет сформулировать следующие обобщенные характеристики деятельности операторов и квалификационные требования к ним:
1. Вне зависимости от места в организационной структуре системы опе раторы непосредственно участвуют в выработке и реализации управленческих решений более высокого уровня иерархии. Качество1 деятельности всех без исключения операторов оказывает прямое влияние на качество выполнения стоящих перед системой (подсистемой) задач.
2. В зависимости от участия в выработке и корректуре управленческого решения более высокого уровня иерархии операторов целесообразно разделить на две квалификационных группы: группа 1 —операторы, участвующие в вы работке и корректуре управленческого решения своего начальника; группа 2 — операторы, не участвующие в выработке и корректуре этого решения.
3. Деятельность 1 группы операторов характеризуется: а) по психологическому характеру деятельности — гностическая, сенсорно-гностическая; б) по стереотипу деятельности — алгоритмическая с элементами эвристик; в) по участию в выработке и реализации управленческого решения начальника — формирование замысла, разработка вариантов решения и их корректуры, анализ выполнения, оперативное управление, выполнение решения; г) по типу задач, решаемых в процессе выполнения функциональных обязанностей — задачи конструирования, обратная, анализа, прямая.
4. Квалификационными требованиями к операторам группы 1 являются: знание целей, задач, возможностей и алгоритмов функционирования вышестоящих и взаимодействующих организаций на уровне умения (а=3, (3=3); знание целей, задач, возможностей и алгоритмов функционирования собственного подразделения (организации) на уровне навыка (а=3, Р=3); знание обслуживаемой технической системы и практическое освоение способов ее использования на уровне трансформации (а=4, (3=3).
5. Деятельность 2 группы операторов характеризуется а) по психологиче скому характеру деятельности — сенсомоторная, сенсорно-гностическая; б) по стереотипу деятельности — алгоритмическая; в) по участию в выработке управленческого решения — выполнение решения; г) по типу задач, решаемых в процессе выполнения функциональных обязанностей — прямая задача.
6. Квалификационными требованиями к операторам группы 2 являются: знание обслуживаемой системы на уровне умения (а=3, Р 2); практическое освоение приемов и способов использования средств автоматизации на уровне навыка (а=3, Р=3).
7. Непосредственное влияние на качество функционирования ЧМС ока зывает качество решения операторами прямой задачи. Квалификационным тре бованием, обеспечивающим необходимое качество решения прямой задачи, яв ляется формирование у операторов профессиональных навыков (а=3) в выпол нении функциональных обязанностей. Таким образом, квалификация операторов оценивается сформированно-стъю их профессиональных умений и навыков. Для безошибочной идентифика ции достижения такого уровня подготовки необходимо определить характеристики умения и навыка как динамических стереотипов деятельности.
В педагогической психологии образ действия и образ среды действия объединяются в единый структурный элемент, называемый "ориентировочной основой действия (ООД)" и определяемый "как динамический синтез воспринимаемой информации о среде деятельности и информации об образе действий в данных условиях среды, извлекаемой из памяти" [52, С. 55]. Если совокупность операций, составляющих ООД, не разрабатывается специально, а извлекается из памяти в готовом виде, то говорят о продуктивной деятельности алгоритмического типа (ос=3) и о существовании динамического стереотипа этой деятельности. Степень сформированности соответствующего стереотипа деятельности и определяется понятиями "умение " и "навык" (см. табл. 1.7).
Концептуальная модель изменений функциональной структуры операторской деятельности в процессе ее освоения
В современной психологии существует несколько концепций усвоения. К наиболее распространенным, теоретически обоснованным и практически апробированным относят: ассоциативно-рефлекторную теорию [43, 44], бихевиористскую теорию [50], гештальт теорию [55] и теорию поэтапного формирования умственных действий (теорию интериоризации) [14, 52].
Все эти теории вполне корректно рассматривают отдельные аспекты обучения. В связи с этим каждая из них более эффективна на одних и менее эффективна на других этапах процесса обучения. Поэтому представляется вполне естественным использовать на каждом из этапов обучения положения наиболее эффективной теории, например, на этапе теоретического обучения — гештальт теорию, а на этапе практического обучения — теорию поэтапного формирования умственных действий или бихевиористскую теорию.
Наиболее полно целям подготовки операторов различных современных ЧМС отвечает теория поэтапного формирования умственных действий (теория интериоризации).
Теория интериоризации рассматривает процесс подготовки оператора как систему определённых видов деятельности. Каждый вид деятельности состоит из системы действий, объединенных единым мотивом. Образ действия и среда действия объединяются в единый структурный элемент, на основе которого происходит управление действием. Такой структурный элемент носит название ориентировочной основы действия (ООД). ООД — это та система условий, на которую опирается человек при выполнении деятельности. ООД выступает как динамичный синтез воспринимаемой информации о среде действий и информации об образе действий в данных условиях среды, извлекаемой из памяти.
Существует 32 типа ООД, различающихся степенью обобщения входящих в неё знаний (ориентиров) и полнотой отражения в них условий, опреде ляющих успешность действия. Основные 4 типа, соответствующие целям практического обучения, представлены в табл. 2.1.
Первый тип характеризуется неполным составом ООД, знания (ориентиры) представлены в частном виде, ООД формируется самим обучаемым на конкретной учебной задаче методом слепых проб. Процесс формирования умений и навыков на такой основе идёт медленно, с большим количеством ошибок.
Второй тип характеризуется наличием всех условий, необходимых для правильного выполнения действия. Формирование ООД идёт на частном примере по схеме, представленной преподавателем, быстро и безошибочно. Однако сфера переноса действия на другие задачи ограничена из-за конкретных условий их выполнения.
Третий тип имеет полный состав, ориентиры представлены в обобщённом виде, характерном для целого ряда условий. ООД составляется обучаемым самостоятельно с помощью общего метода, который ему даётся. Действиям, сформированным на основе этого типа ООД, присущи быстрота и безошибочность, а также большая устойчивость и широта переноса. Однако формирование ООД данного типа требует усвоения исходных понятий на ступени абстракции Р 3 (см. табл. 1.2) и высоких индивидуальных способностей обучаемых.
Четвёртый тип характеризуется тем, что знания даются в обобщённом виде, система ориентиров полная, ООД даётся в готовом виде. Такой тип ООД обычно реализуется при формировании логических действий по решению определённого класса типовых задач. Данный тип ООД наиболее характерен для подготовки операторов любых современных ЧМС и человеке - ориентированных технологий, к числу которых относятся практически все сложные системы (в том числе корабельные системы вооружения и военной техники).
Любая деятельность есть определённая совокупность действий, выполняемых по определённым правилам и в определенном порядке. Если данная совокупность действий для ее выполнения не разрабатывается специально, а извлекается из памяти в готовом виде, то говорят о репродуктивной деятельности и о существовании динамического стереотипа деятельности. Это и есть третий уровень усвоения (а=3) — знания-умения, навыки (см. табл. 1.7).
Любое действие включает ориентировочную, исполнительную и контрольную часть.
Ориентировочная часть действия включает: 1) восприятие (актуализацию) цели последующего действия, образа среды и средств деятельности; 2) выбор из алгоритма выполнения деятельности следующего выполняемого действия и условий (правил) его выполнения. Ориентировочная часть действия формируется на основе ООД, направлена на правильное построение исполнительной части действия, полностью протекает в сознании обучаемого (оператора ЧМС) и внешне проявляется только в исполнительной части действия.
Исполнительная часть действия включает в себя процедуру выполнения действия. Контрольная часть действия включает: 1) процедуру оценки соответствия результата выполненного действия его цели (ожидаемому результату); 2) принятие решения об исправлении ошибок в выполненном действии или переходе к выполнению следующего действия.
Контрольная часть действия, также как и ориентировочная, полностью протекает в сознании обучаемого оператора и внешне проявляется только в исполнительной части следующего действия.
Таким образом, только исполнительная часть действия непосредственно проявляется в деятельности, а ориентировочная и контрольная части прямых проявлений не имеют. Они проявляются в деятельности путем изменения характеристик исполнительной части действия.
Теория интериоризации выделяет 5 этапов усвоения новой деятельности: 1) ознакомление с деятельностью и условиями ее выполнения; 2) формирование деятельности в материализованном виде; 3) формирование деятельности как внешнеречевой; 4) формирование деятельности во внешней речи про себя; 5) формирование деятельности во внутренней речи.
Ознакомление с деятельностью и условиями ее выполнения.
На этом этапе перед обучаемыми раскрывается цель и содержание деятельности, состав и последовательность операций. Преподаватель раскрывает новые действия перед обучаемыми во внешней (материальной, материализованной) форме. "Под материальной (материализованной) формой представления деятельности понимается ее представление в виде "белого (прозрачного) ящика", т.е. в виде, обеспечивающем наглядность представления структуры и логики действия" [52, С.62]. Обучаемый же использует имеемые знания в целях усвоения логики нового для него вида деятельности.
Цель первого этапа — формирование у операторов ЧМС ООД, соответствующей объективной логике, структуре, средствам и целям деятельности.
Методика построения номограмм для оценки уровня операторской деятельности
Пусть выполнение некоторого /-ого действия, характеризуется нормативными (эталонными, рекордными) показателями, приведенными в табл. 3.1.
Уровень деятельности определяется той ее функциональной структурой, в ОДЗ которой попадает точка D(TF,pp) с координатами равными значениям времени TF и безошибочности рр, определенными в результате контроля фактической деятельности оператора: 1) кривая TF.=T.{PP) (TOKPKi =ТРР), TPKi=Tt{PP), TPCK. =7)( )), лежа щая выше точки 0(Тф,РР) определяет достигнутый уровень деятельности; 2) кривая ТР=ТХРР) (T0KPKi=TXPPi), TPKI=T,(J3PI), Г =7 )), ле жащая ниже точки 0(Тф,рр) определяет формируемый уровень деятельности. Основные характеристики классифицируемых уровней деятельности приведены в табл. 3.2.
Уровень деятельности определяется не абсолютными значениями времени TF и безошибочности Рр действий оператора, а их соотношением, при этом одним и тем же одиночным значениям Тф и рр может соответствовать любой из уровней деятельности, ОДЗ которых пересекает соответствующая прямая. Последнее положение наглядно демонстрируется на рис. 3.6.
На рис. 3.6 точки D\\, D]2, Аз, Du характеризуются одной и той же безошибочностью {РР = р\), а точки Д4, 24, і іЗ) н — одним и тем же временем (Г=Г4) действий оператора. При этом все точки на прямых /Зр = Д и Г=Г4 соответствуют различным уровням деятельности. Это препятствует практическому использованию номограмм, приведенных на рис. 3.5 и рис. 3.6, поскольку однозначные оценки безошибочности (Зр выполнения рабочей операции в результате непосредственного измерения действий оператора получены быть не могут.
Последнее утверждение требует определенного комментария. В результате непосредственного измерения действий оператора могут быть получены только следующие оценки: 1) время 7] выполнения рассматриваемого/-ого действия; 2) число ji(i = l,n;j = 1,т) попыток выполнения /-ого действия.
Число j.(i = \,n;j = \,т) попыток выполнения каждого из рассматриваемых z-ых действий в соответствии с (2.3, 2.7) позволяет получить однозначные апостериорные оценки фактической безошибочности деятельности где рф — апостериорная оценка безошибочности выполнения z -ого действия, которое имеет неизвестную ФСД, входящую в набор F = {ОКРК; РК; РСК; Р) возможных ФСД; РФ — апостериорная оценка безошибочности выполнения всего нормативного алгоритма деятельности.
Из возможных оценок (3.3-3.5) для определения уровня деятельности оператора по номограмме, приведенной на рис. 3.5 и рис. 3.6, должна быть использована только одна оценка — та, которая соответствует фактически достигнутому уровню деятельности.
Таким образом, однозначная оценка рхр может быть получена только при наличии данных о типе F = (ОКРК; РК; РСК; Р} фактически реализованной структуры деятельности, но определение этого типа деятельности и является целью однозначной оценки РР.
Данное противоречие может быть разрешено, если для построения ОДЗ F = (ОКРК; РК; РСК; Р) будут использоваться не оценки /Зр безошибочности выполнения рабочей операции, а однозначно определяемые оценки РФ безошибочности выполнения действия в целом. В этом случае для построения номограмм квалиметрии уровня операторской деятельности, должна быть осуществлена следующая последовательность действий: 1) для определяющих точек шкалы РФ по формулам (3.3 - 3.5) рассчитываются соответствующие им значения р\ для всех ФСД, входящих в набор F = (ОКРК; РК; РСК; Р); 2) полученные значения РР подставляются в формулы (2.10), (2.12) и (2.13), по которым рассчитываются и строятся кривые TF = ТІ(РФ) (W =7X/U тРКі =Tt(p0j), тРСКі =ЧРФ)У, 3) определяются ОДЗ для всех ФСД, входящих в набор F = (ОКРК; РК; РСК; Р). Первое из указанных действий может быть исключено, если для расчета и построения кривых TF =ТІ(РФ) использовать не формулы (2.10), (2.12) и (2.13), а производные от них формулы, в которых вместо параметра рр используется параметр РФ.
Методика оценки уровня операторской деятельности
Планирование, организация и проведение эксперимента по проверке адекватности моделей и алгоритмов оценки уровня операторской деятельности осуществлялось в рамках НИР "Эрго" [34], выполненной во ВМИРЭ.
Разработанные выше модели и алгоритмы, хотя и базируются на твердом фундаменте психологии, математики и эргономики, но являются теоретическими умозаключениями. Их истинность должна быть подтверждена практикой — результатами эксперимента.
"Эксперимент вовсе не является принадлежностью только эмпирического исследования: он включается и в состав исследований, проводимых на теоретическом уровне для проверки истинности абстрактно-теоретических построений" [49, С. 106]. "Для обоснованного подтверждения истинности любых абстрактно-теоретических построений в соответствующем эксперименте должно быть искусственно воспроизведено изучаемое явление в тех благоприятных условиях, которые наиболее полно отвечают уровню абстракции проверяемых теоретических положений" [49, С.179-180].
В соответствии с выше приведенными положениями целью эксперимента являлась проверка справедливости гипотезы о возможности квалиметрии уровня операторской деятельности на основе показателей безошибочности и своевременности действий оператора, а также оценка адекватности разработанных моделей и алгоритмов этой оценки.
Критерий адекватности разработанных моделей и алгоритмов. Как отмечалось в главе 1, существующие методы квалиметрии операторской деятельности обеспечивают только оценку ее результативности и не способны обеспечить квалиметрию уровня деятельности. Отсутствие аналогов определило невозможность проверки адекватности отдельных оценок результатов деятельности операторов и обусловило сложность достижения целей эксперимента. В [34, С. 21-29] было обосновано, что "ввиду отсутствия альтернативных, в том числе и экспертных, методов проверку адекватности разработанных моделей и алгоритмов оценки уровня деятельности целесообразно производить по критерию соответствия траектории оценок уровня деятельности1 данным теории интериоризации" [34, С.29].
Теория интериоризации (более подробно см. раздел 2.1) определяет следующие закономерности формирования деятельности в процессе ее регулярного освоения2: 1. Генезис уровня нового вида деятельности необходимо предполагает последовательное прохождение следующих уровней (см. табл. 2.2, 3.2): 1) деятельность по инструкции (материализованная) — 1 уровень (/ = 1); 2) деятельность без инструкции (внешне речевая) — 2 уровень (/ = 2); 3) умение (деятельность во внешней речи про себя) — 3 уровень (/ = 3); 4) навык (деятельность во внутренней речи) — 4 уровень (/ = 4). 2. Деятельность не может быть сформирована на одном уровне. Дости жение любого более высокого уровня не возможно без формирования деятель ности на всех предыдущих, более низких уровнях.
Данные положения определяют, что если разработанные модели представления рабочей операции деятельности на различных этапах подготовки оператора и методика (модели и алгоритмы) оценки уровня операторской деятельности адекватно отображают деятельность оператора, то траектория оценок уровня вновь осваиваемой деятельности должна последовательно пересекать сверху вниз области допустимых значений (ОДЗ) всех возможных типов F = (ОКРК; РК; РСК , Pj функциональных структур деятельности и не может лежать в границах только одной из них.
1 Под термином "траектория оценок уровня деятельности" понимается нанесенная на но мограмму квалиметрии уровня деятельности линия, которая соединяет точки 0(Тф,Рф), отображающие результаты (индивидуальные или осредненные) последовательных попыток выполнения алгоритма деятельности. Эта линия является проекцией трехмерной траектории точек й(Тф,0ф,і), где /(/ = 1, л) — номер попытки выполнения деятельности, на плоскость Тф0/3ф, в которой строятся номограммы квалиметрии уровня деятельности. Внешний вид двух и трехмерной траекторий показан ниже при анализе результатов эксперимента.
2 Процесс регулярного освоения деятельности — процесс освоения нового вида деятель ности, который исключает возникновение забывания, т.е. не допускает длительных переры вов и связанных с ними снижений результативности осваиваемой деятельности.
3 Генезис [нем. Genesis, греч. genesis] — происхождение, возникновение; процесс образо вания и становления развивающегося явления [10].
Данное условие представляет собой формулировку качественного критерия адекватности разработанных моделей и алгоритмов.
Выбор вариантов нормативных алгоритмов деятельности оператора. Адекватность оценок уровня операторской деятельности по приведенным выше методике и номограммам определяется двумя факторами:
1. Адекватностью моделей и алгоритмов оценки уровня деятельности.
2. Надежностью оценок нормативных показателей быстродействия для всех операций осваиваемых алгоритмов операторской деятельности.
В целях исключения ошибок идентификации уровня операторской деятельности вследствие неадекватности нормативных показателей отдельных действий к нормативным алгоритмам вновь осваиваемой деятельности было предъявлено требование наличия надежных оценок показателей (Тр) своевременности выполнения всех входящих в них операций деятельности.
Исходя из данного требования в качестве нормативных алгоритмов вновь осваиваемой деятельности в эксперименте использовались приведенные в [20, С. 186-195] алгоритмы управления различными вариантами пультов коммутации судовых радиоэлектронных средств (РЭС). Нормативные значения показателей безошибочности и своевременности для всех операций этих алгоритмов прошли неоднократную экспериментальную проверку, а сами алгоритмы приводятся в [20] для демонстрации адекватности использования ОСМ в целях эргономического проектирования аппаратуры судовых систем управления.
Варианты аппаратурной реализации пульта оператора.
Экспериментальная проверка адекватности разработанных моделей и алгоритмов производилась на пультах коммутации судовых радиоэлектронных средств (РЭС), которые моделировались компьютерной системы обучения и интеллектуального тренажа (КСОИТ), разработанной в ФГУП "Волна".
