Software & Systems

В настоящее время в области разработок систем обучения существуют в основном два направления. Первое (традиционное) – обучающие системы (ОС), которые характеризуются низкими дидактическими свойствами, так как предназначены практически только для самообучения. Преподаватель в таких системах задает начальные входные данные для обучающих программ, а ученик самостоятельно работает с обучающей программой. По окончании работы преподавателем осуществляется словесный разбор результатов действий ученика, если в обучающей программе предусмотрена возможность регистраций действий обучаемого и создания протокола занятия.

Автоматизированные системы обучения (АСО) обладают значительно более высокими дидактическими свойствами. Это достигается за счет оборудования рабочего места преподавателя компьютером, подключенным к сети, и предоставлением преподавателю следующих возможностей:

– конфигурирования рабочих мест обучаемых (разделения класса на самостоятельную подготовку и проведения занятий под своим контролем);

– оперативного контроля хода занятия и оперативного вмешательства в процесс его проведения;

– использования не только электронной почты, но и электронной указки;

– приостановки хода занятия, возврата назад и скачка вперед;

– избирательной или широковещательной передачи своего экрана компьютера обучающим;

– получения экрана обучаемого;

– контроля хода опросной части занятия на своем рабочем месте;

– задания регистраций действий обучаемых и ведения протокола занятий;

– осуществления разбора занятий как с использованием средств отображения информации коллективного пользования (телевизоры, экраны), если таковые имеются, так и своего компьютера;

– использование компьютерного класса в режиме ОС.

Обучающие программы (ОП) как для ОС, так и для АСО с точки зрения их создания существуют двух типов.

Первый тип – это так называемые "авторские" программы, которые с помощью инструментальных средств разрабатываются преподавателями-непрограммистами.

ОП второго типа разрабатываются профессиональными программистами. В них преподавателю предоставляется только возможность ввода информации перед занятием и отсутствует возможность изменения хода занятия (если она не предусмотрена в ОП).

В настоящее время ОП "авторского типа" значительно более дешевы и популярны.

Инструментальные средства создания ОП "авторского типа" представляют собой диалоговый язык (как правило, имеющий графический интерфейс) взаимодействия преподавателя с компьютером в процессе создания ОП.

Современные инструментальные средства могут включать в себя:

· редакторы:

– сценария ОП;

– текстовой;

– графический;

– музыкальный и т.д.;

· средства создания анимационных фрагментов;

· средства создания процедур автоматизированной оценки знаний;

· средства, дающие возможность использовать мультимедийные фрагменты в ОП и т.д.

Интерпретаторы ОП позволяют обучаемому работать в дружественном диалоге с ОП, вводить ответы в практически произвольной форме и не требуют определенной подготовки обучаемых в работе с ОП.

АСО, разработанные в НИИ "Центрпрограммсистем", отвечают всем современным дидактическим требованиям к автоматизированному обучению. При этом программное обеспечение (ПО) этих систем, построенное по модульному принципу, позволяет использовать его и для ОС.

В 1993 году НИИ ЦПС представил Государственной комиссии опытный образец аналогичного изделия, который успешно прошел государственные испытания, принят на вооружение ВМФ, и сейчас осуществляется его серийное производство.

За период с 1993 года по настоящий момент ПО такого класса систем значительно обновилось, пополнилось новыми элементами, расширяющими возможности автоматизированного обучения. Так, например, инструментальные средства создания ОП пополнились редактором создания моделей пультов и устройств, что дает возможность создавать ОП не только по теоретическому обучению, но и по изучению правил использования и эксплуатации изделий, устройств узлов, что необходимо в практической деятельности человека.

Тренажеры, разрабатываемые НИИ ЦПС, предназначены прежде всего для подготовки специалистов (операторов), управляющих сложными системами. К ним относятся операторы анализа и оценки радиолокационной информации, управления воздушным движением, диспетчеры контроля за безопасностью движения на различных видах транспорта, управления технологическими процессами, управления энергетическими установками и т.д. – иначе говоря, для специалистов, эффективная деятельность которых прежде всего зависит от интеллектуальных навыков оценки обстановки и принятия решения.

 НИИ ЦПС разрабатывает тренажеры двух типов:

– на базе только сети ПК, предназначенные исключительно для интеллектуального тренажа операторов (понятийные тренажеры);

– на базе сети ПЭВМ с макетами реальных пультов и устройств сопряжения макета (УС) пульта(ов) с сетью ПК.

Тренажеры на базе сети ПК (понятийные тренажеры) характеризуются следующим. Рабочие места операторов оборудуются одним или несколькими ПК со следующей периферией: клавиатура, манипулятор типа "мышь", видеомонитор(ы). На видеомониторе(ах) изображается пульт оператора – измерительные, сигнальные приборы и органы управления системой. Пост руководства тренажем оборудуется одним или несколькими ПК и по необходимости системой отображения информации коллективного пользования (СОИКП). СОИКП предназначена, как правило, для постановки задачи перед тренажем и для проведения разбора тренажа, если в тренаже участвует группа взаимодействующих операторов. ПК поста руководства тренажем предназначен для ввода начальных условий тренажа в сеть рабочих мест операторов и оперативного изменения обстановки (создания экстремальных ситуаций) в ходе тренажа. ПО тренажеров обеспечивает тренаж как в режиме реального времени (РВ), так и позволяет регулировать скорость развития физических процессов и в замедленном, и в ускоренном темпе. Кроме того, обеспечивается возможность останова развития процесса, возврата и скачка вперед. Как правило, производится регистрация действий операторов, что в свою очередь на фоне развития физических процессов позволяет осуществлять разбор занятий. Системное программное обеспечение реализует не только взаимодействие оператор – руководитель обучения, но и оператор – оператор в режиме РВ, что позволяет разрабатывать тренажеры для групповой подготовки операторов сложных систем.

По мнению специалистов, осуществляющих подготовку операторов сложных систем, весь цикл обучения распределяется следующим образом: 80-90% – интеллектуальная подготовка, 10-20% – отработка моторных навыков. В то же время стоимость разработки тренажеров на базе реальных технических устройств или их макетов, как минимум, на порядок выше соответствующих компьютерных аналогов. Серийное же производство понятийных тренажеров соотносится на несколько порядков ниже тренажеров с макетами реальных пультов, так как затраты определяются в основном затратами на компьютерную технику и на выпуск эксплуатационной документации.

Тренажеры второго типа в отличие от первого позволяют отрабатывать не только "интеллектуальные", но и "моторные" навыки операторов. В таких тренажерах обязательно наличие макетов реальных пультов и устройств сопряжения пульта с ПК, обеспечивающих как ввод управляющих воздействий операторов в сеть ПК, так и преобразование информации, поступаемой из сети на сигнальные и измерительные приборы пульта. В настоящее время в НИИ ЦПС разработан макет устройства сопряжения, обеспечивающего распознавание и ввод до 1000 аналоговых и цифровых сигналов с пульта и вывод до 10000 сигналов на сиг- нальные и измерительные приборы пульта в режиме РВ.

Тренажеры, построенные на базе сети ПК и первого, и второго типов позволяют осуществлять весь цикл подготовки специалистов, начиная с теоретической и заканчивая подготовкой к практической деятельности человека. При этом программное обеспечение таких тренажеров позволяет создавать любые экстремальные ситуации, что в свою очередь позволяет отрабатывать не только навыки операторов, но и осуществлять профессиональный отбор специалистов.