Особенности подхода к разработке структуры виртуальных учебных сред подготовки авиационных специалистов
Authors: Маклаков Геннадій Юрійович , Гешев Діан Ненов 
Published: March 2022

Одним из путей совершенствования качества обучения является создание информационно-коммуникационных образовательных пространств. При подготовке авиационных специалистов существуют существенные отличия от подготовки специалистов по другим специальностям, поэтому создание информационно-коммуникационных образовательных пространств, ориентированных на поднотовку авиационных специалистов имеют свои особенности. В связи с этим целесообразно из всего множества информационно-коммуникационных образовательных пространств выделить подмножество – подкласс виртуальных учебных сред (ВУС) подготовки авиационных специалистов. Анализ особенностей подготовки авиационных специалистов позволил сформулировать требования, которые необходимо учитывать при проектировании ВУС: жесткая регламентация требований к системе тестирования (обучения) со стороны ICAO(International Civil Aviation Organization);высокая мотивация обучаемых;разграничение теоретической и практической подготовки;активное использование тренажерных комплексов;использование сложных моделирующих систем;сочетание «традиционной» подготовки с психосоциальным тренингом (подготовка в области «человеческого фактора»);акцент на тестирование умений и навыков;активное использование в учебном процессе современных научно-технических и педагогических достижений;непрерывный контроль качества подготовки.Одной из главных задач ВУС является обеспечение ключевой роли эффективной коммуникации для получения необходимых навыков в своей профессиональной деятельности, а также обеспечение результативной коммуникации между участниками учебного процесса на основе использования современных информационных технологий. ВУС также должна способствовать формированию положительного отношения к использованию современных компьютерных технологий в своей профессиональной деятельности. Таким образом, ВУС должна способствовать формированию информационно-коммуникативной компетентности в своей профессиональной деятельности.На основании сформулированных требований к подготовке авиационных специалистов и анализа прогрессивных педагогических информационных технологий были предложены принципы построения ВУС: организация ВУС на основе децентрализованных распределенных систем дистанционного обучения (ДРСДО);использование интеллектуальных обучающих и контролирующих систем;создание виртуальных лабораторий для работы на тренажерах;использование технологии «облачных вычислений» («Cloud computing»);создание компьютерных систем оценки качества ВУС.Проведенные исследования [1–3] показали, что для создания эффективной виртуальной среды обучения, целесообразно использовать информационно-коммуникационную среду, технически реализованную путем децентрализации информационных ресурсов. Суть такого подхода состоит в том, что структура сети, поддерживающая систему ДО, динамически изменяется в зависимости от количества запросов пользователей и наличия свободных преподавателей, с учетом обеспечения необходимого качества ДО [1]. Для обеспечения необходимого качества дистанционной подготовки авиационных специалистов особое внимание следует уделить организации виртуальной лаборатории. В структуру виртуальной лаборатории должны быть включены тренажеры, предназначенные для формирования интеллектуальных умений, развития интуиции и творческих способностей в сфере профессиональной деятельности и тренажеры для развития операторских навыков. Существенной частью тренажеров является дидактический интерфейс, позволяющий проводить интерактивное решение учебных задач в режиме детерминированного исследования. Предлагается особое внимание уделить процедурным тренажерам. Такие тренажеры обеспечивает отработку действий экипажа в нормальных (штатных), сложных и аварийных ситуациях полета в реальном масштабе времени на всех этапах выполнения. Процедурные тренажеры целесообразно использовать и для отработки навыков авиационных диспетчеров. В виртуальной лаборатории предлагается применять технологию «облачных вычислений» – технология распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис [4]. Благодаря современным информационным технологиям появилась возможность объединения многочисленных Интернет-серверов в единые кластеры с практически неограниченной производительностью. Помимо высокой надежности, такие кластеры позволяют оптимизировать нагрузку на каждый сервер, а, следовательно, значительно снизить стоимость компьютерных ресурсов.Одним из важнейших моментов обеспечения качества подготовки специалистов является разработка адекватного критерия оценки качества подготовки. В подготовке авиационных специалистов можно выделить три этапа: теоретическое обучение, тренажерную подготовку и подготовку на учебном летательном аппарате. Это соответствует иерархической структуре модели деятельности человека, где на верхнем уровне находятся знания, на среднем – умения, на нижнем – навыки. Причем об эффективности тренажерной подготовки говорят повышение качества подготовки летных экипажей и безопасности полетов. В качестве первого приближения для организации комплексного процесса профессиональной подготовки авиационных специалистов будем оценивать эффективность 6 видов подготовки [5]:– теоретической, формирующей научный эвристический уровень знаний, навыков и умений;– физической, формирующей физическую выносливость, устойчивость к гиподинамическому режиму, работоспособность;– психологической, формирующей психологическую готовность к профессиональной деятельности в целом;– тренажерной, моделирующей профессиональную деятельность в отдельном ее фрагменте в обычных и экстремальных условиях;– реальной профессиональной деятельности в различных условиях;– психофизиологической, формирующей устойчивость психического и физического уровня человеческого фактора к экстремальным условиям.К вышеназванным уровням подготовки целесообразно добавить весьма значимый вид подготовки – лингвистической, формирующей соответствующий уровень знаний, навыков, умений общения на английском языке (проведение радиообмена) на уровне, определяемом требованиями Международной организации гражданской авиации (ИКАО).Целесообразно установить численный критерий [6], оценивающий уровень профессиональной подготовки авиационного специалиста как среднее геометрическое взвешенное набора частных показателей качества x1, x2, x3, …, xn, определяющих необходимый уровень подготовки с вещественными весами, отражающими значимость частных показателей W1, W2, W3, …, Wn (n – количество значимых показателей):Выражение (1) является наиболее общим выражением, определяющим качество профессиональной подготовки специалиста. С учетом вышеприведенных видов подготовки авиационного специалиста (n=7) и принимая в качестве допущения равенство весов (Wi) получим критерий уровня подготовки (Кпод):где: Кпод – уровень теоретической подготовки; Кфиз – уровень физической подготовки; Кпсих – уровень психологической подготовки; Ктр – уровень тренажерной подготовки; Крпд – уровень подготовки к реальной профессиональной деятельности; Кпсфиз – уровень психофизиологической подготовки; Клинг – уровень лингвистической подготовки.Следует отметить, что проверка итоговых знаний и уровень приобретенных навыков для авиационных специалистов производится по специальным тестам, разработанным ИКАО. Структура этих тестов жестко регламентирована, как и порядок проведения тестирования четко пределен. Однако для проведения текущего контроля желательно иметь более гибкую систему тестирования, позволяющую всесторонне оценить не только глубину приобретенных знаний, но и выявить недостаточно усвоенные разделы курса.Для реализации такой системы диагностики знаний предлагается задачу тестирования знаний обучаемого сформулировать следующим образом: процесс тестирования рассматривать как эксперимент, который необходимо спланировать таким образом, чтобы при минимальном числе тестовых заданий получить максимально достоверную информацию о знаниях студента. В такой постановке задача может быть успешно решена методами математической теории эксперимента [7]. Детальное рассмотрение комбинаторных планов позволило выбрать для оптимизации процесса тестирования метод планирования на основе ортогональных латинских квадратов, который показал высокую эффективность при исследовании технических систем [8–9].Отдельные компоненты виртуальной учебной среды для подготовки авиационных специалистов прошли апробацию в лаборатории технологий дистанционной профессиональной подготовки авиационных специалистов Кировоградской летной академии Национального авиационного университета Украины, и используются на кафедре «Воздушный транспорт» технического университета Софии (Болгария) при организации виртуальной высшей школы «Авиация». Организация виртуального центра, на основе предложенных рекомендаций, не имеет принципиальных ограничений ни на расширение контента новыми информационно-вычислительными комплексами, ни на совершенствование пользовательских сервисов, ни на расширение функциональных возможностей этого Web-ресурса.