Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ системы профессиональной подготовки летного состава, обоснование необходимости совершенствования методов подготовки пилота к действиям в особых ситуациях 12
1.1. Система подготовки членов экипажа ВС к полетам 12
1.1.1. Структура подготовки летного состава 12
1.1.2. Программы подготовки летного состава к полетам 20
1.2. Подготовка летного состава к действшЕм в особых ситуациях 23
1.2.1. Система подготовки членов экипажа ВС 23
1.2.2. Этапы теоретического и практического обучения 31
1.2.3. Роль оператора в повышении надежности системы управления «пилот -воздушное судно» 34
Глава 2. Специальная психологическая подготовка членов экипажа возщушного судна к действиям в особых ситуациях 42
2.1. Эмоциональный опыт и его структура 42
2.2. Влияние эмоционального опыта на поведение члена экипажа ВС в особой ситуации 47
2.3. Деформация эмоционального опыта с точки зрения теории катастроф 50
2.4. Пример расчета параметров аффинного преобразования субъективной оценки опасности в объективную 54
2.5. Функции и флаги катастроф 65
2.6. Катастрофа сборки как математическая модель деформации эмоционального опыта 74
2.7. Уточнение параметров линейного преобразования координат дия представления многообразия катастрофы сборки в каноническом виде 82
2.8. Спе1щальная псикологическая подготовка пшютов к действиям в особых ситуациях как неотъемлемая часть профессиональной подготовки пилота 97
Глава 3. Разработка стр5 ктуры и методов совершенствования профессиональной мыслительной способности пилота ... 1 0 2
3.1. Исследование возможностей определения качественных и количественных характеристик ПМС пилота 102
3.1.1. Разработка структуры ПМС пилота на этапе анализа ОС 1 0 2
3.1.2. Оценка влияния составляющих внимания на формирование концептуальной модели деятельности оператора 113
3.2. Совершенствование когнитивных процессов деятельности тшлота на этапе анализа информации 121
3.2.1. Исследование возможностей совершенствования ПМС пилота на этапе теоретической подготовки 121
3.2.2. Управление «щ)отиворечием» в задачах прогнозируемого возникновения особой ситуации полета 129
3.3. Определение составляюгцих процесса подготовки пилота к деятельности на этапе информационного анализа особой ситуации 137
3.3.1. Разработка стрзжтуры процесса подготовки 137
3.3.2. Подход к определению составляющих подготовки и критериев оценки деятельности пилота 1 4 5
Глава 4. Исследование разработанных форм и методов подготовки пилота к особым ситуациям полета на основе системного подхода 156
4.1. Ошимизация деятельности пилота по информационнозиу анализу особой ситуации полета н а В С Ан-24 156
4.1.1. Совершенствование форм гфедставления информации в инструкции «Заход на посадку и посадка с авторотируюпрш винтом отказавшего двигателя на ВС Ан-24» 156
4.1.2. Совершенствование форм представления информации в инструкции «Пожар внутри двигателя АИ-24» 165
4.2. Проведение эксперимента по вне/фению разработанных форм и методов подготовки пилота 174
4.2.1. Основные требования к экспериментальному исследованию деятельности 174
4.2.2. Оценка результатов эксперимента 182
4.2.3. Оценка влияния применяемых методов теоретической подготовки пилота на эффективность деятельности в условиях реального полета 193
Заключение 198
Список использованной литературы 199
Приложения 209
- Подготовка летного состава к действшЕм в особых ситуациях
- Влияние эмоционального опыта на поведение члена экипажа ВС в особой ситуации
- Совершенствование когнитивных процессов деятельности тшлота на этапе анализа информации
- Проведение эксперимента по вне/фению разработанных форм и методов подготовки пилота
Введение к работе
Постоянное совершенствование и усложнение оборудования современных самолетов выдвигает всё более высокие требования к профессиональной подготовке летного персонала. Анализ безопасности полетов в гражданской авиатщи Российской Федерации за период с 1997 по 2001 годы показывает, что 30-65 % авиационных происшествий (АП) и инцидентов связаны с ошибочными действиями членов экипажа воздушного судна (ВС) [4,5].
Данные «Отчета фирмы "Боинг" о безопасности полетов воздушных судов в период с 1959 по 1995 годы» [101] свидетельствуют, что 62,7 % аварий воздупшых судов в мире происходит на этапах снижения и захода на посад!^^. При этом 50,1 % аварийный ситуаций приходится на конечный участок захода на посадку и непосредственно посадки. В 357 из 459 случаев (77,8 %) основной причиной аварий на этом этапе являются действия экипажа ВС. В целом причинами 59,8 % всех аварий с коммерческими реактивными самолетами в мире за последние 10 лет явились действия экипажа ВС.
Таким образом, проблема совершенствования методов подготовки членов экипажа ВС к особым ситуациям (ОС) полета на современном этапе функционирования гражданской авиации является важной и актуальной. Это подтверждает и анализ подготовки летного состава к ОС в ГА Молдовы [6-9], который выявил существенные недостатки в путях достижения целей и решения постеленных профессиональной подготовкой задач. Даже такие основные задачи как взаимодействие в экипаже, принятие решений в условиях поступления информации по каналам различных модальностей при операционной напряженности оператора превышаюшей порог стресса [52] не решаются полностью существующими методами.
Оператор действует как регулятор, зависящий от большого числа переменных, т.е. свойств той кошфетной ситуации, в которой он находится.
Недостаточный учет их взаимного влияния не позволяет достигнуть целей профессиональной подготовки летного состава.
Огромные капиталовложения в создание новых технологий и совершенствование системы подготовки экипажей ВС в мире не привели к желаемым результатам и количество АН, связанньп^ с «человеческим фактором» практачески не изменяется на протяжении последних 30 лет [4-9, 45,63, 101]. Возможными причинами такого положения вещей являются: «Эскалация внедрения» новой техники, технологии, инструкций.
Несовершенство имеющихся форм обучения экипажей ВС к действиям в ОС полета.
Недостаточный учет «человеческого фактора» (ЧФ) на всех этапах конструирования ВС, планирования, организации и выполнения полетов.
Межгосударственный авиационный комитет (МАК) проанализировал материалы расследований 100 катастроф с самолетами 1 - 3 классов за период с 1990 по 1994 годы [45]. Установлено, что в 82 % из них «пусковым фактором» развития ОС явились собственно действия экипажа ВС и лишь в 18 % случаев -иные причины (таб. 1.2). Причем, 48,5 % АП по причинам, связанным с ЧФ составили осознанные нарушения членами экипажа ВС норм профессиональной деятельности, производственной и летной дисциплины.
Современная практика подготовки пилотов по вопросам ЧФ в зарубежных авиакомпаниях и центрах показывает, что наибольшее распространение получили две программы подготовки [78], которые эксперты считают в настоящее время основными: LOFT, ориентированная на расширенное применение технические средств обучения при создании условий, приближенных к реальным; CRM - управление ресурсами экипажа. Но и эти программы имеют свои недостатки. Так, к примеру, для программы LOFT характерны две основные проблемы. - первая (технологическая) - как обучить пилота способности решать все задачи, с которыми он может столкнуться. Необходимо разрабатывать
7 соответствующие сценарии, что достаточно сложно, а в полном объеме невозможно в принципе; - вторая (юридическая) - что делать с членом экипажа, который неудовлетворительно выполняет свои функциональные обязанности.
И, хотя эффективность программ C R M и LOFT в процессе подготовки с учетом «человеческого фактора» шщюко известна, до сих пор не существует общепризнанного инструмента оценки поведения обучаемых.
Таким образом, на основании вышеизложенного, можно сделать вывод об актуальности проводимых исследований и целесообразности совершенствования форм и методов подготовки летного состава к ОС.
Предметом исследования является система профессиональной подготовки летного состава к ОС полета.
Таким образом, актуальность проблемы повышения уровня профессиональной подготовки летного состава обоснована. С учетом вышеизложенного, целью исследования является повышение надежности деятельности пилота при возникновении ОС по критериям своевременности и безошибочности выполнения операций.
Методика исследования. В работе над диссертацией автор руководствовался задачами, изложенными в руководящих документах ИКАО, МАК, ГСГА МТ РФ, а также Государственной Администрации ГА Республики Молдова, направленными на дальнейшее повьппение эффективности подготовки летного состава к действиям в ОС полета. Для решения задач использовались системно-информационный анализ процессов управления, теория памяти, математический аппарат теории устойчивости и бифуркаций динамических систем, теории особенностей гладких отображений, теории катастроф, методы математической обработки данных эксперимента.
Эмпирические данные для диссертации были собраны в авиакомпаниях «Air Moldova», «Moldavian Airlines», «Air Moldova International», «Renam), «Volan». Также были использованы данные, предостгюленнью «Центром специальной подготовки авиационного персонала (ЦСПАП)» Академии ГА. В
8 сборе эмпирических данных для настоящего исследования применялись современные психодиагностические методики, а для их обработки использовались результаты последних достижений инженерной психологии.
Методической основой работы является математическое моделирование.
Результаты исследования базируются на данных экспериментов, проведенных в «Центре подготовки авиащюнного персонала ГА Республики Молдова» (г. Кишинев).
Научная новизна работы. Проведенные в диссертации исследования содержат следующие основные научные результаты:
1. Разработана и обоснована методика системного подхода к обучению летного состава действиям в особых ситуациях.
Разработана математическая модель деформации эмоционального опыта пилота в процессе особой ситуации.
Усовершенствован способ оценки потенциальной экстремальной работоспособности пилота.
Определена структура и разработаны методы совершенствования профессиональной мыслительной способности пилота.
5, Предложен подход к разработке алгоритмов разрешения противоречий при различных типах взаимодействия между целями и программами деятельности пилота, которые могут быть использованы при разработке экспертных систем информационной поддержки принятия решения пилотом при возникновении особых ситуахщй.
Практическая значимость. Полученные в работе результаты позволяют: применять стратегии обработки информации пилотом не только в процессе анализа сшуации, но и на других этапах летной деятельности; определять с высокой степенью достоверности причины ошибочных действий пилота с помощью вритериев оценки его деятельности на этапах теоретической и тренажерной подготовок;
3) применять разработанные уровни сложности задач деятельности и порядки сложности профессиональной мыслительной способности пилота при методической разработке составляющих профессиональной подготовки пилота;
4) определять потенциальную экстремальную работоспособность летного состава авиакомпании.
Основные положения, выносимые на защшу:
Структура подготовки пилота к деятельности на этапе информационного анализа особой ситуации полета на основе комплексного подхода.
Методика оценки потенциаланой экстремальной работоспособности на базе уточненной математической модели деформации эмоционального опыта пилота в процессе особой ситуации.
Методы и формы дотренажерного этапа подготовки летного состава к действиям в особых ситуациях полета.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: семинаре «Эргономика, дизайн, безопасность» (МАНЭБ, Санкт-Петербург, февраль 1996 г.); X X X Юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Академия ГА, Санкт-Петербург, май 1998 г.); XXXI Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Академия ГА, Санкт-Петербург, май 1999 г.); - межкафедральном научном семинаре (Академия ГА, Санкт-Петербург, июнь 1999 г.); научно-практическом семинаре, посвященном 10-летию государственной авиакомпании «Air Moldova» (ГАК «Air Moldova», Кишинев, август 2001 г.); семинаре кафедры «Летная эксплуатация и профессиональная подготовка летного состава» (Академия ГА, Санкт-Петербург, сентябрь 2001 г.); - межкафедральном научном семинаре (Академия ГА,Санкт-Петербург, февраль 2002 г.).
Реализа1щя ршультатов исследований. Полученные результаты внедрены в учебный процесс Академии ГА по предмету «Методика летного обучения», в учебный процесс Ульяновского высшего авиационного училища ГА, в процесс профессиональной подготовки летного состава «Центра профессиональной подготовки авиационного персонала ГА Республики Молдова». Имеются соответствующие акты о внедрении.
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 8 печатных работ, написанных как самостоятельно, так и с другими авторами.
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих печатных работах:
Концепция опорных фрагментов деятельности летного персонала // Тезисы докладов семинара «Эргономика, дизайн, безопасность» - С-Пб.: МАНЭБ, 1996. - С. 9.
Система индивидуализации проверок летного персонала // Тезисы докладов семинара «Эргономика, дизайн, безопасность» - С-Пб.: МАНЭБ,
1996. - С. 19 (соавт. Коваленко Г. В.).
3. Значение сенсорной информации в особых ситуациях полета на его ответственных этапах // Тезисы докладов XXIX Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - С-ПБ., Академия ГА,
1997. - С. 7 (соавт Черняев В. Ю.).
4. Роль многофакторного анализа процессов переработки информации пилотом в совершенствовании методов периодической подготовки членов экипажа воздушного судна к особым ситуациям полета на авиационных тренажерах // Тезисы докладов X X X Юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - С-ПБ., Академия ГА,
1998. - С. 5 (соавт. Коваленко Г.В.).
Исследование возможностей тренировки профессиональной мыслительной способности пилота методами профессиональной подготовки членов экипажа воздушного судна к особым ситуациям полета // Тезисы докладов X X X Юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых - С-ПБ., Академия ГА, 1998. - С. 6 (соавт. Коваленко Г. В.).
Проблема совершенствования методов профессиональной подготовки летного состава к действиям в особых ситуациях // Подготовка авиационного персонала в области человеческого фактора (выпуск 1): Межвузовский тематический сборник научных трудов / Под ред. Г. В. Коваленко. Академия ГА, С.-Петербург, 1998. - С. 13-15 (соавт. Коваленко Г. В., Прокопенко В. В.).
Управление <шротиворечием» в задачах прогнозируемого возникновения особой ситуации // Подготовка авиационного персонала в области человеческого фактора (выпуск 1): Межвузовский тематический сборник научных трудов / Под ред. Г. В. Коваленко. Академия ГА, С.Петербург, 1998. - С. 77-79.
Профессиональная мыслительная способность пилота и проблемы ее тренировки XXXI научно-техническая конференция студентов, асглярантов и молодых ученых - С-ПБ., Академия ГА, 1999.
Структура и объем. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы из 115 наименований и приложений. В основной части содержится 208 страниц машинописного текста. Текст содержит 43 рисунка, 25 таблиц.
Подготовка летного состава к действшЕм в особых ситуациях
Особая ситуация - это совокупность условий, связанных с потенциальным снижением уровня безопасности полета. ОС может возникнуть в результате неблагоприятного воздействия на систему «человек-машина» различных факторов: отказов и неисправностей авиационной техники; условий внешней среды; недостатков в наземном обеспечении полета; нарушений правил эксплуатации систем ВС и технологии работы членами экипажа.
В процессе анализа АП устанавливается причинно-следственная связь ошибок летного состава, несогласованности и несовместимости деятельности экипажа, условий полета и реагирования экипажа на поведение ВС. Только таким образом возможно с помощью существующей системы подготовки [44] летного состава к действиям в ОС (рис. 1 , 3 ) достичь конечной цели подготовки - обучить экипаж умению своевременно обнаружить, квалифицированно оценить создавшуюся обстановку, принять оптимальное решение и четко выполнить требуемые действия по локализации ОС.
Подготовка членов экипажа ВС к ОС имеет свои характерные особенности, к которым относятся: 1) отсутствие возможности совершенствовать навыки и умения в процессе производственной деятельности; 2) невозможность предвидеть возникновение в полете ОС, её характер, время и место; 3) сложность обучения тшлота деятельности в условиях высокого уровня психологической напряженности и операционных нагрузок.
Традиционная наземная подготовка пилотов, основу которой составляют многократные повторения учебных задач и во главу угла которой ставится результат деятельности, а не особенности самого процесса формирования навыков, уже не отвечает в полной мере требованиям к уровню профессионализма летного состава.
В диссертации теоретической основой разрабатываемой системы подготовки послужили исследования В. Д. Шадрикова [97], который связывает оптимальность обучения с глубиной учета внутренних закономерностей развития отдельных способностей обучаемого, как свойств его функциональных систем, участвуюпщх в реализации профессиональной деятельности на различных этапах ее освоения. Объектами подготовки были выбраны элементарные когнитивные функции пилота, которые могут проявляться в рамках целостной деятельности и эффективно интегрироваться в ней с другими функциями. Эти элементарные функции свойственны любой деятельности и могут проявляться как в штатных, так и в аварийных ситуациях. В процессе разработки методов подготовки летного состава возникло две проблемы: 1) сложность выделения объектов для избирательного формирования способностей, которая определяется выбором концепции анализа операторской деятельности, оценки механизмов ее регуляции, критериев интефированности и профессиональной специализированности выделенных элементов; 2) сложность создания учебных ситуаций для таких тренировок и проектирования всей системы подготовки в целом при включении в ее программу таких занятий.
Эти проблемы связаны с моделированием «функциональной» ситуации, обеспечением мотивации обучаемого, созданием процедур контроля и управления процессом тренировки, выбором (созданием) технических средств ее лро-ведения. Проблемы были решены с помощью всестороннего анализа навыков деятельности пилота, допускаемых им ошибок и причин их возникновения.
В диссертации формирование деятельности оператора в соответствии с методологией системного подхода рассматривалось, как многомерный процесс. Вначале, деятельность оператора выступает в форме установленной программы действий на основании законов функционирования данной системы управления с учетом опыта ее предшествующей эксплуатации. По мере совершенствования навыков оператор развивает свои способности и индивидуализирует деятельность для достижения конечной цели - полного освоения программы действий как целостного образования. Различные состтляюпще этого образования в разной степени трудны для освоения. Это связано с противоречием между требованиями к способностям оператора и его наличными способностям как субъекта.
В связи с большим числом вариантов управления, используемых в процессе эксплуатации систем воздушного судна, полная система навыков распадается на определенное количество частаых стереогапов деятельности. К примеру, стереотип управления объединяет в единое структурное целое не столько отдельные управляющие действия, сколько их циклы и совокупность этих циклов, реализуемых с высокой степенью автоматизма.
Навыки по восприятаю проявляются в развитии способности пилота к переключению и распределению внимания, увеличению объема внимания, его устойчивости. Навыки мышления формируются в результате повторения одно-тишшх задач (находить наиболее выгодные режимы эксплуатации двигателя и систем, принимать решения и т.д.). Закрепление в памяти целесообразных приемов решения типовых задач разгружает мышление пилота для решения в условшк полета более сложных логических задач. Двигательные навыки определяют точность выдерживания заданных параметров полета и условий эксплуатации систем воздушного судна. Процесс формирования навыков и умений можно условно разделить на три этапа: 1. В результате упражнений происходит образование условных связей -физиологические основы навыков. Этап характерен осознанным выполнением действий, 2. Условные связи образуют сложную систему, совершенствуется координация межау отдельными упражнениями и операциями, перестраиваются некоторые операции, не давшие положительных результатов по точности и времени их выполнения.
Влияние эмоционального опыта на поведение члена экипажа ВС в особой ситуации
На базе материала, собранного автором настоящей работы, а также предоставленного ЦСПАП Академии был проведен анализ описаний ОС, сделанных их участниками. Данный анализ позволяет восстановить последовательность деформации ЭО пилота. Каждому человеку свойственен свой неповторимый рисунок деформации ЭО под воздействием опасности. В то же время последовательность деформации ЭО, вероятно, является общей для всех людей.
В параграфе 2.1. было введено понятие «эмоционального опыта», но ЭО не есть запись на листе бумаги или ином неживом носителе. Как под влиянием нагрузок физических у человека формируются мьшщы, так под влиянием психических нагрузок в центральной нервной системе (ЦНС) формируются новые связи, очаги напряжения, т. е. происходит не просто запись информахщи, а «тренировка» ЦНС. Таким образом, изменяется не только запись, но и носитель. Цроисходят значительные и устойчивые изменения как в нейрохимических, так и в нейрофизиологических механизмах обеспечения высших функций мозга, т. е. имеет место формирование нового поведенческого гомеостаза. Сформированный гомеостаз по определению устойчив к внешним воздействиям, но работоспособность члена экипажа ВС определяется не средним, а мгновенным состоянием ЭО, представляюпщм собой совокупность информации (в первую очередь, страты 4 и 5) и состояние носителя информации (в первую очередь, страты 1-3). Мгноветшое состояние может деформироваться с огромной скоростью. Под влиянием стресса происходит залповый выброс большого числа гормонов. Нормализация обстановки приводит к восстановлению гомео-стаза, но не вполне первоначального - остается остаточная деформация [58].
В случае опасности, т. е. при наличии ОС, для упрощения картины происходящего, можно говорить о «разрушении» страт ЭО в том смысле, что соответствующие связи временно откшочаются, действия зачастую идут на уровне инстинктов. Страты на рис. 2.1. выделены в результате нескольких сотен проведенных опросов [58]. Это именно те страты, которые своими словами обрисовывали опрошенные пилоты. И, что очень важно для последующих рассуждений, «разрушение» страт под влиянием опасности в их субъективных ощущениях проходило дискретно. С точки зрения теории многоуровневых иерархических систем [64] это вполне объяснимо, так как подсистемы верхнего уровня не в состоянии действовать без правильного функционирования подсистем нижнего уровня. При разрушении же подсистем верхнего уровня приоритет переходит к следующей по иерархии страте, т. е. при отключении 5-й страты (рис. 2.1) верхним уровнем становится 4-я страта. Разумеется, ЦНС - крайне сложная система и процесс здесь представлен упрощенно. При детальном исследовании его можно было бы раздробить на подуровни иерархии. Не умаляя общности, можно ограничиться предложенной ранее вертикальной декомпозицией, а «разрушение» ЭО внутри каждого слоя рассматривать как непрерывную функцию, поскольку при этом субъективно испытуемые пилоты дискретаости процесса не ощущали и не фиксировали в показаниях.
Эмоциональный опыт влияет на адекватность восприятия ОС членом экйп а ВС. В ОС могут иметь место: нарушения целостности и константности восприятия пшюта; сдвиги в оценках временных интервалов, удаленности объектов; нарушения восприятия последовательности событий.
В ОС имеет место прямая связь между субъективной оценкой опасности (фй) ОС и временем принятия решения. Пилоты оценивают опасность в зависимости от многих факторов: состояния здоровья, возраста, уровня гфофессио-нальной подготовки, опыта работы. При анализе субъективных оценок опасности ситуаций разными людьми можно выделить некоторые устойчивые тенденции, выявленные из анализа опыта экипажа ВС по предотвращению АН [41]. По результатам исследований ОС, проводивишхся в ЦСПАП Академии ГА, удалось выявить следующее: 1. Процесс деформации ЭО сопровождается нарушением предметности, целостности и константности восприятия пилота, в первую очередь, возникновением десинхронизма. 2. Критерием оценки ЭО может служить соотношение между субъективной ( ( { ) и объективной (фоб) оценками опасности ОС членом экипажа ВС. Существует ряд особенностей принятия решений экипажем ВС в ОС: 1. Время принятия решения по сравнению с нормальными условиями сокращается или резко возрастает. Чаще имеет место увеличение времени принятия решения (до 15-45 %) объясняемое дополнительной проверкой исходных данных, контролем информации об опасности, повышенной ответственностью за результат. Наибольшая задержка в принятии решения имеет место тогда, когда требуется изменить план полета. Соотношение между точностью и надежностью решений в ОС сдвигается в сторону большей надежности. 2. По сравнению с нормальными условиями процесс принятия решения в ОС обладает большей инертщонностью, проявляющейся в трудностях изменения принятого решения. Для ориентахщи при изменении решения следует использовать правило: трудность изменения решения определяется его стандартностью. Под стандартностью решения понимается вероятность его использования в личной практике принимающего решение. Следовательно, для того, чтобы оценить время изменения решения, необходимо оценшь вероятность использования решения, от которого следует отказаться и которое следует принять. Например, если принятое ранее решение часто используется в гфакгике и является стандартным, а принимаемое новое решение в практике используется редко, изменение решения идет сложно и долго.
Совершенствование когнитивных процессов деятельности тшлота на этапе анализа информации
Теоретическая подготовка летного состава, являющаяся начальной стадией наземной подготовки, рассматривалась в диссертации с позиций когнитивного подхода, который во главу ставит развитие познавательной сферы человека. Акт теоретического обучения можно трактовать как формирование мыслительной модели изучаемого явления, процесса, объекта [3, 12, 13, 34]. Это формирование происходит из образов, представлений, понятий, уже имеющихся в памяти обучаемого и новой гфедъявляемой ему информации. Следовательно, такие процессы памяти как запоминание, сохранение, воспроизведение и забывание играют определяющую роль в достижении целей данного этапа подготовки,
В диссертации бьши сформулированы критерии эффективности процесса теоретической подготовки оператора как субъекта: 1. Овладение не только знаниями, но и метазнаниями, т. е. знаниями о знаниях. Например, приемами и средствами усвоетшя учебного материала. По казателями, соответствующими этому критерию, являются умения: - анализировать содержание и структуру инструктивного материала различного вида; - сопоставлять различные формы представления учебного материала, выбирать оптимальную форму собственного ответа или решения задачи; - ориентироваться в структуре учебного задания, взаимосвязях его компонентов: инструкции, образцов заданного материала, требуемого результата. 2. Умение самостоятельно разрабатывать способы учебной работы, в которых представлены усвоенные в процессе обучения приемы работы с мате риалом и результаты накопления собственного опыта. 3. Умение обучающегося строить целостный образ изучаемого объекта. Этому 1фитерию соответствуют следующие показатели: - наличие взаимосвязи значимых признаков объекта, обеспечивающей целостность образа; - владение обучающимся различными средствами, обеспечивающими выражение содержания образа не только в условиях самостоятельного выполнения задания, но и в ситуации совместной работы. Данный критерий позволяет контролировать содержание и качество об разных компонентов изучения материала и разных знаковых средств, исполь зуемых в познавательной деятельности. Рассмотрим процесс формирования мыслительной модели в акте теоретического обучения (рис. 3.9). Прогноз здесь представляет образ ожидаемых реакций объекта и ожидаемое течение изучаемых процессов при некоторых мыслимых условиях или испытаниях. Смысл прогноза и мыслительного эксперимента заключается в предсказании на основе текущей (адаптивной) мыслительной модели «поведения» объекта, процесса в тех или иных мыслимых условиях. После этого принимается решение о продолжении или окончании акта теоретического обучения. Но такая пропускная способность замкнутого контура «обучающий-обучаемый» находится в прямой зависимости от внимания, которое выступает как направленность восприятия на определенный объект, сосредоточенность на этапах восприятия, как концентрация в процессе мышления.
Переработка информации оператором является одной из наиболее трудных форм умственной деятельности. Это связано с тем, что по показаниям приборов пилот мысленно строит образ явлений и процессов, которые непосредственно не воспринимаются. Определяющую роль в достоверном формировании таких образов, адекватных решаемой задаче, играет функция целенаправленного мышления, контролирующая данный процесс. Эта функция особенно важна при возникновении нерасчетных нештатных ситуаций [1]. В диссертации такие ситуации определены как проблемные, т. е. имеющие разветвленную структуру возможных вариантов действий.
Такая когнитивная сложность задачи требует контроля целенаправленности последовательной цепочки сформированных навыков. В данном случае мы имеем дело с наглядно-образным мышлением, совершенствование которого возможно уже на этапе теоретического обучения. Разрабатываемые в диссертации формы и методы этого этапа подготовки пилота бьши основаны на теории поэтапного формирования умственных действий, которая была сформулирована и предложена П. Я. Гальпериным [28]. Эта теория включает следующие этапы обучения: 1. предварительное ознакомление с действием; 2. выполнение материализованного действия; 3. внешнеречевой этап; 4. действие с проговариванием; 5. отказ от речевого сопровождения.
При теоретическом обучении значительную долю информационного потока, поступающего к обучаемому занимает текстовая информация. Алгоритм восприятия смысловой партитуры фрагмента можно представить в виде пяти аспектов [11] (рис. 3.10).
Такой ажоритм предполагает осмысление процесса восприятия текста в виде его объемно-образного представления. При таком подходе, согласно закону пяш составляющих внимания, происходит совершенствование двух его основных свойств - устойчивости и концентрации. Благодаря этому происходит выработка рефлексов внутреннего и внешнего сосредоточения, описанных у В. М. Бехтерева, которые лежат в основе интеллектуальной деятельности человека и работы его памяти. Так как использование того или иного свойства внимания в течение продолжительного времени требует от оператора значительного напряжения, то для поддержки этого свойства без значительного утомления главную роль шрает использование алгоритмов умственной деятельности.
Проведение эксперимента по вне/фению разработанных форм и методов подготовки пилота
Эксперименты [1] позволяют получпйть оценку эффективности процесса обучения и выбрать методы и средства, повышающие его эффективность. В связи с этим необходимо определить, какой показатель выбрать в качестве критерия эффективности системы обучения. Под эффективностью понимают нормированный к затратам ресурсов результат действия какой-либо системы. Для формирования критерия эффективности необходимо определить качество системы и его показатели. Можно, например, выделить следуюпще показатели качества: 1. Уровень подготовки обученных операторов за заданное время. 2. Вероятность безотказной работы системы. 3. Время, затрачиваемое на подготовку операторов. Учитывая, что эргатические системы (ЭС) ВС относятся к системам [1, 40, 49], в которых должен гарантироваться благополучный исход какой-либо операции в любых ситуациях, качество функционирования системы обучения целесообразно оценивать вероятностью выполнения обученным оператором задач в составе ЭС ВС. Пусть в соответствии с программой полета пилот решает М независимых задач. Причем, что вероятность решения им 1-й задачи равна Рвзь а важность этой задачи равна Ьь Тогда качество решения задач может быть оценено выражением где Кн1 - коэффициент, учитывающий снижение базовой надежности пилота в реальных условиях работы. Обучение оператора требует затрат материальных ресурсов, которые можно определить как где С1 - часть ресурсов, затрачиваемых н а обучение оператора решению 1 - й задачи. Нормировка результата футощонирования системы обучения, определяемого выражением (4.1) к затратам с для нахождения критерия эффективности системы, наиболее удобна в виде отношения Критерием (4.3) удобно пользоваться при сравнении вариантов системы обучения особенно в тех случаях, когда с мало зависит от типа системы. В этом частном случае для сравнения эффективности может использоваться показатель Для того, чтобы определить зависимость критерия эффективности от параметров процесса обучения, необходимо раскрыть схему главных дидактических отношений обучаемого, преподавателя и содержания обучения. Основными параметрами схемы главных дидактических отношений являются: 1. X - текущие показатели обучаемого как объекта управления, имеющие место в данном акте процесса обучения. К ним можно отнести: уровень усвоения знаний, умений и навыков, который характеризует качество оперирования представлениями и их логическими связями; количество усваиваемой информации; мотивационные показатели. 2. и (Оь Пг, из) - управляющие воздействия или стимулы, вырабатываемые средствами системы обучегшя, преподавателем и самостоятельно отбираемые обучаемым с целью утфавления процессом обучения. К этим воздействиям относятся: - тип обучающей щютраммы; - показатели обучающей программы; - форма предъявления информации; - тип задания; - уровни сложности учебного материала; - темп предъявления учебного материала; - последовательность предъявления учебного материала; - методы обучения; - средства обучения (традиционные; с использованием средств АОС). 3.8- показатели процесса обучения: - обобщенные уровни обученности (вероятность успешного решения задачи, итоговая оценка); - объем знашш, усвоенных обучаемым; - скорость усвоения содержания обучения; - время, затрачиваемое на изучение темы, раздела, курса. 4. к (кь кг) - корректирующие воздействия (распределения содержания обучения, корректировка показателей обучающей программы). 5. Р - внешние возмущающие воздействия среды. Совокупность выделенных показателей образует множество информативных признаков, характеризующих процесс обучения. Требуемые значения \У и Е могут быть получены, исходя из заданных показателей надежности ЭС ВС ( 1.1) - ( 1.6).
