Обучение и тренировка операторов

Опыт эксплуатации автоматизированных систем показывает, что около трети всех отказов системы происходит вследствие недостаточной подготовленности обслуживающего персонала. В ряде случаев снижение надежности системы за счет этого фактора бывает настолько велико, что практически сводит к нулю высокий исходный коэффициент надежности технической системы. Несмотря на специальную подготовку, оператор иногда допускает ошибки, применяя алгоритм, годный только при наличии условий, отсутствующих в данный момент; иногда пропускает очень важные операции или совершает лишние, выполняет их в иной последовательности; в ряде случаев причиной ошибочных действий является неполное или неправильное предвидение их последствий и т. п.

Причины таких ошибок многообразны, но специальный психологический анализ показывает, что многие из них являются следствием недостатков организации обучения. При изменении методов обучения можно добиться принципиального сдвига в качестве выполнения действий, формируя необходимые умения с заданными характеристиками [80].

Например, в процессе наблюдения за стажировкой будущих дежурных по станции были выявлены весьма серьезные недостатки в их подготовке. Дежурный на современном железнодорожном узле — это организатор движения, обладающий не только запасом конкретных знаний о станционной работе, но и сложными формами оперативного мышления, сообразительностью, умением решать неожиданно возникающие ответственные задачи в условиях ограниченного времени и высокого нервного напряжения. Однако многие студенты и инженеры, окончившие вуз, несмотря на хорошее знание технических правил и владение техникой работы на пульте управления, долгое время не могут приступить к самостоятельной оперативной работе. Наблюдая за деятельностью опытного дежурного по станции, они за внешней стороной его деятельности — управлением с пульта движением поездов — не видят основного: тех процессов планирования, расчета, анализа конкретной ситуации, которые и составляют основу мастерства оператора.

Вместе с тем обнаружилось, что при определенных условиях можно за значительно более короткое время, чем при обычной стажировке, приобрести необходимые умения, понять все, что происходит на станции, и спланировать станционную работу. Такая возможность была выявлена при следующей организации обучения. На начальном этапе учащиеся знакомились с основными правилами управления движения и анализировали принципиальную зависимость показателей движения от деятельности дежурного по станции. Затем они переходили к стажировке. Но обычное наблюдение за деятельностью опытного дежурного сопровождалось параллельными попытками самостоятельно решить задачу. Для обеспечения такой возможности обучаемому давались бланки со схемой станционных путей. Время от времени они наносили на эти бланки сложившееся в данный момент на станции движение поездов. Сопоставляя его с характеристиками вновь прибывающих поездов, учащиеся пытались спланировать работу станции по их приему. Принятое решение соотносилось с тем, которое принимал дежурный по станции. При несовпадении решений выяснилось, какие моменты станционной динамики не были учтены стажерами. Такое обучение с определенными ограничениями доступно даже человеку без серьезной специальной подготовки, а при ее наличии оно позволяет молодому специалисту в короткое время достигнуть уровня наиболее опытных операторов.

В чем различие этих методов обучения? При обучении студентов транспортных вузов основное внимание уделяется овладению ими определенными, устоявшимися алгоритмами и отдельными операциями планирования станционного движения. Но в действительности в работе дежурного по станции всегда имеется много индивидуального, не учитываемого общими правилами, и студент не может сразу приступить к решению конкретных оперативных задач. В связи с этим стажеру не доверяют управлять движением и активность его обычно очень невелика. В этих условиях многие ситуации выпадают из поля его внимания, он не замечает их своеобразия или не узнает в них хорошо известных ему типичных ситуаций. Бланковый метод решения задач не только повышает активность, но и обладает очень важной особенностью: он позволяет объективизировать умственную деятельности стажера, «вынести ее вовне».

Установлено, что основным недостатком существовавших ранее и еще существующих на практике методов обучения является неуправляемость процесса обучения. В подавляющем большинстве случаев обучение операторов построено так, что обучающий, сообщая определенные знания или организуя тренировку, судит об уровне усвоения только по результатам экзаменов, не организуя и не контролируя внутренней деятельности обучаемого, тех способов или качеств, с помощью которых он овладевает знаниями и которые обеспечивают выполнение тех или иных действий. Каждому известно, например, что процесс приобретения знаний зависит от внимательности обучаемого, и к этому качеству всегда предъявляются высокие требования. Но внимательность не означает только отсутствие отвлечения на другие объекты. Обучаемый, занятый только выполнением тех действий, которые от него требуются, все-таки может быть невнимательным, допускать ошибки и не замечать их, несмотря на наличие соответствующих знаний. И обучающий далеко не всегда знает, как научить быть внимательным. Точно так же хорошо известно, что успешность обучения зависит от понимания материала, но не всегда удается обеспечить понимание материала каждым из обучающихся. Расхождения, возникающие между качеством соответствующих умений и требований к ним, зачастую рассматриваются как следствие свойств человека. В практике обучения нередко бывает трудно добиваться высокой эффективности тренировки при овладении навыками. Обычно считают, что улучшение качественных и количественных характеристик действий зависит от числа тренировочных упражнений, и причину недостатков в приобретении навыков чаще всего видят в малом числе занятий, отведенных на тренировку.

Согласно современным отечественным теориям в наше время возможна такая организация обучения, при которой все его основные стороны будут находиться под контролем обучающего. Иными словами, процесс усвоения может быть управляемым, когда заранее известны цель обучения, необходимая степень качества усвоения и какими методическими средствами это может быть достигнуто.

И, возвращаясь к приведенным примерам, можно сказать, что внимательность — не прирожденное, а формируемое в процессе обучения качество. Внимательность вырабатывается тогда, когда в число специально формируемых операций включены и операции систематического контроля действий, осуществляемого не после завершения действия, а в процессе его выполнения, причем даже с некоторым опережением. Понимание является результатом специально организованной познавательной деятельности. Улучшение результатов действия в процессе тренировки обусловлено изменением способов действия, их приспособления к условиям задачи. Эффективность тренировки зависит от того, четко ли выделены эти условия, определены ли наиболее адекватные способы выполнения и контроля действия и в какой степени обеспечено их усвоение [83, 89].

Прежде чем перейти к рассмотрению основных особенностей организации управляемого процесса обучения операторов, остановимся на некоторых параметрах действий.

Как уже говорилось, деятельность оператора, как и любая другая деятельность, имеет сложную структуру, ее основу составляет мотивационная часть со всей ее разветвленностью в виде конкретных целей — ступенек на пути реализации мотивов — и исполнительная часть, представляющая собой иерархическую систему действий и операций, которые обеспечивают достижение целей и в конечном итоге реализацию мотивов.

В системе действий и операций выделяется собственно исполнительная сторона, т. е. система операций по непосредственному изменению объекта действия, обеспечивающая достижение результата, и познавательная, представляющая собой систему операций по отражению условий действия. Последняя получила название ориентировочной основы действия. В процессе обучения ориентировочная часть становится знанием, действие в целом — умением, а при достижении автоматизма, когда предельно ослабляется сознательный контроль за ходом выполнения,— навыком.

Многочисленные исследования показывают, что качество ориентировочной основы действия определяет и ход формирования действия в целом, и его конечный результат — качество сформированных знаний, умений и навыков, и самоконтроль правильности процесса выполнения действия в различных условиях. Поэтому основные управляющие воздействия в процессе обучения должны быть направлены на обеспечение условий для формирования полной ориентировочной основы действия. В круг этих условий входят:

1) четкое определение цели действия, т.е. выделение всех показателей, которые должны способствовать выполнению поставленной задачи;

2) подробная характеристика объекта действия, выделение его параметров, необходимых для обеспечения возможности решения данной задачи;

3) описание технологических стадий преобразования объекта — их содержание, последовательность, показатели, которым они должны отвечать;

4) выявление необходимых орудий действия, их характеристика и определение их функций;

5) подробная характеристика состава исполнительных операций, которыми реализуется технологический процесс, способ их выполнения и последовательность;

6) выделение способов осуществления контроля за ходом выполнения действия;

7) схематическое представление общего плана выполнения задания.

При этом весьма существенное значение имеет метод организации обучения на самом начальном его этапе, когда обучаемый знакомится с этими условиями. Принципиально возможны два основных пути. Первый: все необходимые сведения по каждому из перечисленных компонентов ориентировочной основы действия даются в готовом виде как инструкция, с которой оператор должен ознакомиться и которую должен запомнить. Инструкцию дополняют готовыми образцами действия (в виде описаний, схем, показа). Этот метод условно назовем методом «образца». Второй путь: деятельность обучаемых строится таким образом, что в виде готовых сведений вводят только некоторые принципиальные положения, известные из прежнего опыта. Опираясь на них, учащийся под руководством обучающего сам строит всю необходимую систему операций, выделяет требуемые характеристики действия и способы их контроля, опираясь на логику технологического процесса. При этом анализируют возможные исходы и правильных, и неправильных действий, рассматривают различные отклонения и определяют их допустимые границы. Задача обучающего состоит в том, чтобы вовремя поставить новую проблему и направить учащегося по правильному пути поиска ее решения. Этот метод можно назвать проблемно-теоретическим.

Конечный результат при обоих методах один — знание инструкции, но качество этого знания принципиально разное: при проблемно-теоретическом методе обеспечивается глубокое понимание происходящих событий, появляется возможность правильных действий не только в широком круге типичных ситуаций, но и в любых маловероятных ситуациях. Метод «образца» такого усвоения гарантировать не может — оно обеспечивается лишь у незначительного числа учащихся. Основная же масса людей, прошедших такое обучение, знает «букву» инструкции, т. е. умеет решать типичные задачи. Более того, реальный алгоритм действий, который сложился у оператора, в этом случае нередко отклоняется от допустимых пределов в силу недостаточного его понимания.

Причина недостатков обучения не только в том, что метод «образца», т. е. обучение через введение готовых инструкций, чаще всего использовался монопольно. Более существенно то, что лишь в некоторых случаях инструкции содержат полную ориентировочную основу действия. Этим и объясняется, почему так труден переход для большинства операторов от обучения к выполнению своих реальных обязанностей.

Секрет успеха проблемно-теоретического метода в том, что он соответствует основной психологической закономерности, которая специально рассматривалась ранее, например, в гл. V: полноценное усвоение обеспечивается только в том случае, если твердые знания являются непосредственной целью действий человека и для достижения этих целей применяются наиболее содержательные, активные способы.

Для полного усвоения при любом методе обучения необходимо соблюдение принципа поэтапного формирования действия. Принцип этот состоит в следующем: любое действие в процессе его формирования сначала должно быть сформировано как внешне развернутое действие, имеющее материальную форму (движения рук, перемещения взгляда и т. п.), а затем как умственное действие, когда появляется возможность совершать его в плане представлений, в «уме».

Этим определяются основные этапы в формировании действия. Первый этап — предварительное знакомство с содержанием формируемого действия, его целью, характером, условиями выполнения, выявление того круга знаний, которые были получены ранее и необходимы для новых умений как исходные.

Второй этап — развернутое материальное действие. На этом этапе ориентировочная основа действия осуществляется с помощью реальных предметов, их физических моделей, схем и т.п. Они позволяют сделать доступными для непосредственного наблюдения и внешнего контроля любые свойства и результаты действия, которые являются существенными для правильного его выполнения.

Для того чтобы действие с самого начала строилось правильно, нельзя полагаться на память человека. Все основные положения инструкции даются оператору в удобной для обозрения форме (специальная карта), и он, переходя от одной операции к другой, должен работать с этой картой. Учебная карта — это удобный для целей обучения способ представления усваиваемого материала в виде развернутой программы действия. В основу комплектования таких карт положены следующие принципы:

Каждая порция материала дается для решения задачи, имеющей относительно самостоятельное значение. Для этого у обучаемого должны быть необходимые исходные знания и умения.

Последовательность предъявления для усвоения новых карт определяется последовательностью решения задач, необходимых для выполнения полного объема работ.

Алгоритм действия, предлагаемый картой, должен иметь четкое текстовое выражение (лучше всего, если он имеет форму таблицы, где отдельно представлены операции, учитываемые технологические параметры, названия исполнительных действий, способы контроля). После знакомства со всей последовательностью операций дается условное схематическое выражение алгоритма, позволяющее легко обозревать все операции данного цикла.

В случае проблемно-теоретического обучения такая карта сначала строится самим обучаемым по мере выявления состава операций, определяющих их условий и характера результатов.

По мере овладевания действием в развернутой форме согласно инструкции обучающийся запоминает основную последовательность операций и может обходиться без инструкции. Тогда карту убирают, и оператор переходит к третьему этапу — речевому. Каждую последующую операцию (и необходимые для ее выполнения условия) сначала называют, а потом (если нет ошибки в названии) выполняют. Если возникают какие-то неточности, обучаемый должен снова на короткое время вернуться к карте. Полное осознание и понимание действия прямо отражается в точности формулировок, свободном назывании любой последующей и предыдущей операции, в описании их общей схемы. На этом этапе реальное выполнение действия целесообразно время от времени заменять подробным рассказом о ходе и условиях его выполнения. Любые недостатки этого этапа свидетельствуют о недостаточном овладении действием на предыдущем этапе. В таком случае следует возвратиться на этап развернутого выполнения действия с помощью карты — инструкции.

В случае свободного и точного выполнения действия в речевой форме можно переходить к четвертому этапу — Действию в умственном плане, когда по заданию обучающего какие-то промежуточные операции выполняются в уме, и оператор называет только их результат. Этот этап обязателен для любых действий, даже таких, которые всегда представлены во внешней форме (двигательные операции). На этом этапе обеспечивается и возможность предвидения очередных операций, и четкий контроль за ходом их выполнения.

На умственном этапе формирования действия содержание последнего претерпевает существенные изменения. Оно сокращается, т.е. на смену развернутым формулировкам приходят краткие условные обозначения. Кроме того, действие быстро автоматизируется, т. е. приобретает форму единого акта, без выраженного расчленения на отдельные операции, и может выполняться без контроля сознания на промежуточных этапах. Такое действие называют навыком.

Отработка действия на каждом из этапов до уровня навыка требует определенного количества упражнений, т. е. тренировки. Конкретный объем тренировки определяется точностью формируемых операций, методом обучения, уровнем предварительной подготовки обучаемого и другими факторами. Показателем натренированности служит достижение некоторого устойчивого минимума числа ошибок при устойчивом среднем значении времени выполнения действия (или системы действий). Конкретные требования к абсолютным значениям точности и скорости действий оператора определяют, исходя из особенностей объектов управления.

Многие навыки могут быть сформированы лишь в том случае, если при обучении используются модели реальных устройств отображения информации или пультов управления.

Такие устройства получили название тренажеров. Для того чтобы обеспечить наиболее эффективное формирование навыков, они должны отвечать определенным требованиям [70]:

1.Навыки, развиваемые на тренажере, должны по своей структуре соответствовать навыкам трудовой деятельности. Это не означает, что они должны быть их копией. Более того, во многих случаях даже полезны некоторое упрощение и схематизация. Далеко не всегда требуется формирование с помощью тренажера целостного навыка, иногда достаточно отработать только некоторые операции.

2.Тренажер не должен формировать навыки, дающие отрицательный эффект при переходе в реальные условия. Но при окончательной оценке тренажера с этой точки зрения надо учитывать, насколько отрицательные навыки, если они все-таки возникают, существенны, насколько трудно устранимы и какова доля положительных навыков и качество последних.

3. Тренажер должен предусматривать возможность варьировать условия выполнения действия.

4. Тренажер должен обеспечивать возможность воспринимать результаты производимых на нем действий. Желательно обеспечить и объективную регистрацию этих результатов для последующего анализа.

5. Успешность применения тренажера определяется и такими очевидными факторами, как методическая целенаправленность и обеспечение необходимого числа упражнений. В зависимости от психофизиологической структуры формируемых навыков тренажеры делят на четыре группы.

1. Тренажеры для формирования сенсорных навыков, т. е. навыков восприятия сигналов и их первичной оценки.

На этих тренажерах обеспечивается максимальное соответствие между сенсорными модальностями сигнала на тренажере и теми, которые имеются в реальной обстановке. Так, на тренажерах для подготовки операторов зрительного профиля обеспечивается точная имитация внешнего вида индикаторов, а также

сигналов и помех по форме, яркости, контрасту, размерам, вероятности появления и т. д.

Тренажеры этого типа применяют при подготовке радистов, операторов гидроакустических и радиолокаторных станций и др.

2. Тренажеры дл.я формирования сенсомоторных навыков. Тренажеры этого типа копируют компоновку сенсорного и

моторного поля реальных пультов управления в тех их звеньях, которые используются для основных операций управления системой. С помощью этих тренажеров формируются и доводятся до автоматизма основные сенсомоторные умения и навыки, необходимые в реальной деятельности. Применяются при подготовке пилотов, танкистов, шоферов, операторов, работающих в режиме слежения.

3. Тренажеры для формирования умственных навыков.

Они обеспечивают максимальное соответствие смыслового содержания подаваемых оператору сигналов (а также их последовательности и вероятности появления) реально протекающим процессам и событиям. В тренажерах этого типа не придается существенного значения копированию оборудования реального рабочего места. Используются для выработки способов решения алгоритмизированных задач и проблемных ситуаций в тех видах деятельности, где оператор имеет дело с динамическими объектами. С их помощью готовят диспетчеров в авиации и железнодорожном транспорте, операторов некоторых технологических объектов, командиров кораблей и др.

4. Тренажеры смешанного типа.

К этой группе относят тренажеры, которые обеспечивают одновременное формирование умственных, сенсорных и сенсомоторных навыков. В них воспроизводятся наиболее существенные особенности устройств индикации, ввода информации и состава задач. Наиболее типичными среди этой группы являются тренажеры для подготовки операторов сложных дистанционных систем управления энергетическими и технологическими блоками.

Но, безусловно, и данная классификация не исчерпывает всех видов тренажеров. В основу классификации могут быть положены и другие принципы, как например, в классификации тренажеров военно-морского флота (рис. 38) [82].

Формирование многих навыков, особенно в тех случаях, когда не требуется особой четкости движений или жесткой последовательности действий, возможно и без специально сконструированных тренажеров. Об одном из возможных способов — бланковом методе — уже говорилось выше. Он представляет собой разнообразные формы. Особое внимание этому методу отводится при обучении операторов динамичных процессов, где велика вероятность возникновения непредвиденных ситуаций. Суть метода в том, что составляют стандартную схему, отражающую какие-то статические особенности управляемого объекта (схема железно дорожных путей, технологического контура, функциональных связей оператора и т. п.). Затем на

нее наносят переменные параметры управляемого объекта, характеризующие его состояние на определенный момент. На основе их учета принимают решение о характере необходимых управляющих воздействий и прогнозируют характер полученного результата.

Успешное обучение операторов может быть гарантировано только при выполнении всех названных условий формирования ориентировочной и исполнительной части действия и доведения необходимого состава операций до уровня навыка. Правильно поставленное обучение обеспечивает создание положительных эмоций и мотивов, накопление необходимого объема знаний, выработку навыков с требуемыми характеристиками устойчивости и легкости перестройки, общее развитие способностей, устойчивость к влиянию внешних факторов, возможность постоянного обеспечения должного уровня работоспособности.