Материалы международных конференций в области современных средств обучения, таких как ITEC, SCS, SigGraph, International Conference on Artificial Reality and Tele-existence свидетельствуют о том, «компьютерные средства обучения» находят все большее применение в авиации, судовождении, энергетике, вооруженных силах, медицине, космонавтике и тех областях, где проведение физического обучения сопряжено с указанными трудностями, особенно, при обучении персонала, занятого на опасных и ответственных участках производства, и тех областях, где их применение строго регламентируется законодательством (тренажеры). При этом, на данный момент имеется очень малое количество серьезных исследований, касающихся определения и обоснования понятия эффективности, ключевых показателей эффективности имитаторов в производстве и образовательном процессе.
Переходя к оценке эффективности имитаторов, можно отметить следующее:
В свою очередь, отсутствие доказательства эффективности имитаторов закономерно порождает ситуацию, существенно замедляющую распространение имитаторов, как в инженерно-техническом образовании, так и на производстве, в силу ряда причин:
Несмотря на такую ситуацию, многочисленные данные указывают на рост рынка имитаторов, например рост мирового рынка тренажеров составляет примерно 8-9% в год. Это говорит о росте популярности и востребованности имитаторов. Тем не менее, в России этот процесс выражен намного слабее, что может быть связано с вышеуказанными причинами.
В любом случае для ускорения распространение имитаторов в инженерно-техническом образовании и на производстве необходимо обоснование целесообразности использования имитаторов. Рассмотрим следующие факторы эффективности имитаторов:
Я постараюсь выразить свое личное мнение относительно того, так-ли это на самом деле.
1. Использование имитаторов может значительно снизить стоимость обучения в целом, за счет снижения стоимости проведения тренинга, сертификации и аттестации и т. д. Изучение стоимости покупки и установки учебного оборудования, а также изучение затрат при его эксплуатации, позволило установить следующие факторы:
Не стоит забывать и про дополнительные затраты, связанные с вводом оборудования в эксплуатацию, например, проведение лабораторного практикума с целью изучения методик испытаний компрессорной техники характеризуются дополнительными экономическими затратами, такими как:
Также в расчетах учитываются и сопоставляются эксплуатационные затраты. В случае приведенного выше примера (компрессор) можно отметить значительную разницу между затратами при эксплуатации реального оборудования и имитаторов. Например, потребление энергии компрессором — 33 кВт, ПК с имитатором — 300 Вт. Если рассмотреть более масштабный объект, например, буровую установку, то разница будет еще значительнее, т.к. в среднем стоимость бурения составляет более 20-40 тысяч рублей на 1 метр, из чего можно сделать выводы о стоимости эксплуатации.
Снижение потенциальных потерь
Традиционный подход часто характеризуется значительной опасностью использования промышленного оборудования в образовательных учреждениях. Примерами источников опасности могут являться высокое давление жидкости (например, испытания поршневых насосов), газа (компрессоры), взрывоопасные вещества (например, определение температуры вспышки бензина), кислоты (химические опыты), движущееся оборудование (например, стропы, работа на сверлильном или фрезерном станках), возможность получения травм при падении и т. д.
Также стоит отметить опасность не только для участвующих в учебном процессе людей, но и опасность повреждения или поломки оборудования. Количественное обоснование по данному фактору не приводится по причине отсутствия у автора достоверных данных о несчастных случаях и поломках оборудования при обучении персонала или студентов. Тем не менее можно отметить, что экономические потери при повреждении учебного оборудования при использовании имитаторов крайне малы.
Факт: На буровой платформе AD22, принадлежащей Arabian Drilling Company, бурящей для Saudi Aramco 9 Июня 2009 произошёл серьезный несчастный случай со смертельным исходом во время проведения тренировочного занятия по эвакуации с буровой установки.
Повышение эффективности охраны труда и промышленная безопасность
По данным технадзора в 2007 (сейчас данные не публикуются) году в поднадзорных организациях, эксплуатирующих опасные производственные объекты при осуществлении производственной деятельности погибло 489 человек.
Наиболее частыми причинами рассматриваемых происшествий, согласно заключениям комиссий, являются:
Исследование опубликованных отчетов Ростехнадзора, а, именно, информации о произошедших авариях в различных секторах промышленности позволяет сделать выводы относительно количества аварий, а также организационных и технических причин происшествий (на основе отчетов комиссий Ростехнадзора). В целом, изучение данных показало тенденцию превышения человеческого фактора над иными.
Наибольшее количество аварий зафиксировано на объектах следующих отраслей промышленности (на примере данных 2007 года, более «свежие» данные не публикуются):
Наиболее частыми причинами рассматриваемых аварий, согласно заключениям комиссий, являются:
Сходные данные о роли «человеческого фактора» и рекомендации по применению тренинга персонала указаны во множестве отчетов о расследованиях CSB (отчеты свободно доступны на сайте CSB www.csb.gov)
Вопрос снижения потенциальных потерь и человеческий фактор я обещаю опубликовать в следующей статье.
Ускорение обучения
Возможность ускорения «длительных» процессов.
Возможность имитаторов «ускорять время» позволяет выполнять задание быстрее, например, разогрев лампы, происходящий в реальности за 20 минут может быть ускорен, и займет не 20 минут, а 1 или 2 минуты. Кроме того, данная возможность позволяет проведение работ, временные затраты которых не позволяют в полной мере проведения в рамках учебного процесса. Эта возможность имитаторов позволяет проводить работы, требующие в реальности так много времени, что в учебных заведениях, даже при наличии необходимого оборудования, такие работы не проводятся. Возможность имитаторов изменять «масштаб времени» позволяет с их помощью производить такие работы, например, за 1 час.
Результатом указанных возможностей является то, что участники дискуссии по эффективности компьютерного тренинга отмечали следующие конкретные преимущества компьютерных тренажеров в плане эффективности подготовки персонала: четыре дня компьютерного тренинга превосходят занятия в учебном классе любой длительности; шесть (по другим оценкам — восемь) недель компьютерного тренинга эквивалентны одному году обучения на реальном объекте. Такая возможность не только сокращает время обучение, но и значительно увеличивает качество подготовки специалистов.
«Потоковое» обучение — снижение временных затрат
При использовании реального оборудования, как правило, сложно обеспечить качественное обучение множества специалистов в сжатые сроки. Если количество образцов учебного оборудование невелико, возникает ситуация, когда один обучаемый (или сам преподаватель/инструктор) выполняет работу, остальные вынуждены ожидать своей очереди. Фактически это приводит, или к «растягиванию» времени обучения (при образовании очереди) или к уменьшению качества обучения (один выполняет действия — остальные наблюдают).
Возможность копирования (тиражирования) имитаторов на множество компьютеров позволяет вести обучение целой группы специалистов одновременно, при этом каждый специалист выполняет работу индивидуально.
Возможность обучения специалистов еще до постройки нового технологического объекта
В случае строительства нового производственного объекта или целого комплекса, в большинстве случаев необходимо обучение персонала (особенно, в случае применения новых типов конструкций, технологий и т.д.). Обучение специалистов после постройки объекта (т. е. на готовом объекте) влечет за собой «затягивание» сроков запуска объекта в эксплуатацию, а также является возможной причиной возникновения аварий (в силу «малоизученности» объекта). Данную способность имитаторов достаточно трудно переоценить. Количественная оценка эффективности использования имитаторов с учетом возможности обучения специалистов еще до постройки нового технологического объекта может быть определена как экономический доход предприятия за счет сокращения времени пуска конкретного объекта в эксплуатацию. Это является очень ценным качеством имитаторов, особенно для учебных центров развивающихся предприятий.
Повышение качества обучения
Повышение качества обучения при использовании имитаторов складывается из наличия следующего комплекса факторов:
Проведение большего количества работ. Возможность имитаторов «ускорять время» позволяет выполнять обучение быстрее, т.е. использование имитаторов позволяет выполнение большего количества лабораторных, практических работ, тренинга и т.д. В результате удается более эффективно использовать время.
Увеличение доли индивидуальной работы обучаемых. Проблема характерна в большей степени для ВПО/СПО. Индивидуальная работа в значительной степени отличается восприятием и запоминанием информации. По мнению Haskett consulting inc. (HCI): «Люди запоминают 20 % того, что они видят, 40 % того, что они видят и слышат и 70 % того, что они видят, слышат и делают». Другими словами повышение качества обучения при использовании имитаторов возникает за счет увеличения эффективности восприятия информации (увеличение % запоминания информации). При использовании реального оборудования для проведения обучения достаточно сложно обеспечить индивидуальную работу с оборудованием каждого обучаемого. Как правило, один человек выполняет работу (управляет оборудованием), остальные записывают, например, показания приборов, не всегда понимая суть процесса. Причины такой ситуации понятны — невозможность предоставления оборудования каждому студенту, нехватка времени для выполнения работы каждым студентом индивидуально. В свою очередь, использование имитаторов позволяет, в большинстве случаев, индивидуальное выполнение работы каждым студентом при наличии соответствующего количества компьютеров.
Возможность визуального наблюдения внутренней структуры изучаемого оборудования, микро- и макрообъектов и процессов, быстрых или медленных технологических и природных процессов или явлений. При использовании имитаторов имеется возможность проведения работ с демонстрацией явлений и процессов, не наблюдаемых на реальном оборудовании в силу высокой опасности или значительной технической трудности.
Возможность визуального наблюдения абстрактных понятий или концепций (например, визуализация накопления усталостных повреждений) и т.д. Эта возможность имитаторов предоставляет принципиально новые возможности при обучении и может значительно содействует в понимании информации, что также существенно влияет на качество обучения.
Возможность изменения конфигурации оборудования и параметров среды. Например, проведение лабораторного практикума по исследованию влияния различных факторов на кпд редуктора, с использованием имитатора позволяет изучать влияние на кпд вязкости масла, типа подшипников, степени точности изготовления, передаточного числа и т. д. Как правило, реализация таких возможностей при помощи реального оборудования, несмотря на большой познавательный интерес, затруднена значительными трудностями технического плана. Изменение параметров среды, таких как барометрическое давление, температура, относительная влажность атмосферного воздуха и т.д. также является сложной задачей, которая может быть решена с помощью имитатора. Повышение качества обучения с учетом данного фактора достигается за счет лучшей систематизации знаний и понимания большего количества зависимостей.
Оценка возможных последствий альтернативных действий и альтернативных методов при решении поставленных задач. При использовании имитаторов обучаемые могут, в случае необходимости, экспериментировать, что вызывает дополнительный интерес и стимул к обучению. Это косвенно увеличивает эффективность обучения. Также этому способствует изначальный интерес специалистов к имитаторам, отсутствие ответственности и опасности. Это объясняется элементарным «любопытством», желанием экспериментировать и стремлением к исследованиям. Даже для опытного персонала ответ на вопрос «что будет, если» часто представляет большой интерес. В целом, указанные факторы увеличивают мотивацию к обучению, что, как известно, существенно влияет на качество обучения.
Использование имитаторов при самостоятельной работе студентов также предоставляет дополнительные преимущества и возможности улучшения качества обучения. Использование имитаторов как элементов курсов в LMS — системах (системах дистанционного обучения) позволяет производить запуск имитаторов из дома, работы, общежития, и их любого места, где есть выход в сеть интернет. Такая возможность использования имитаторов в «самостоятельном» обучении сотрудников и студентов представляет значительные преимущества в решении вопроса повышения качества обучения.
Возможность объективного контроля качества обучения. Использование имитаторов дает возможность объективного определения и точной оценки объема знаний, умений и навыков, как в комплексе, так и по отдельности (только знаний или только навыков). Кроме объективного контроля обучения, использование имитаторов позволяет выявлять изменения в ходе обучения, вопросы, требующие дополнительного изучения и т.д.
Несмотря на априорное понимание эффективности рассмотренного комплекса факторов, количественное обоснование оценки эффективности использования имитаторов с точки зрения повышения качества обучения, вызывает значительные затруднения. Большинство существующих исследований связывает эффективность электронных образовательных ресурсов (к которым относятся и имитаторы) с тем, сколько запоминает обучаемый (это можно легко измерить). В исследованиях приведенных в книге Новикова Д.А. (Закономерности итеративного научения. М.: Институт проблем управления РАН, 1998. – 77 с.) также выделеются следующие характеристики:
Отмечаются и другие факторы, такие как развитие творческих способностей, профессиональной интуиции и т.д., но единое мнение об оценке этих факторов отсутствует, что и является причиной затруднений при определении количественной оценки. В вопросе эффективности восприятия и запоминания информации наблюдается большая схожесть взглядов. При увеличении популярности имитаторов можно ожидать появления исследований в области педагогики.
Переходя к оценке эффективности имитаторов, можно отметить следующее:
- Применение имитаторов (за исключением тренажеров) не регламентировано, т.е. в различных учебных заведениях имитаторы используются «по своему» или вообще не используются.
- В отличие от промышленности, в учебных заведениях наблюдается значительно большая противоречивость взглядов профессорско-преподавательского состава относительно необходимости использования и эффективности имитаторов.
- В результате, достаточно обоснованный анализ эффективности всех описанных в данной работе видов имитаторов не производился вообще.
В свою очередь, отсутствие доказательства эффективности имитаторов закономерно порождает ситуацию, существенно замедляющую распространение имитаторов, как в инженерно-техническом образовании, так и на производстве, в силу ряда причин:
- Достаточно часто имитаторы сравниваются с компьютерными играми, необязательными элементами «серьезного» обучения.
- Руководители учебных заведений и учебных подразделений предприятий часто не имеют опыта использования имитаторов и относятся к внедрению имитаторов с большой осторожностью.
- Относительно небольшое распространение имитаторов в России, и связанное с этим малое количество отчетов и публикаций, доказывающих и подтверждающих их эффективность, также не способствуют росту популярности имитаторов.
- Имитаторы могут снизить риск аварий и происшествий, как на предприятиях, так и в учебных заведениях. Несмотря на то, что стоимость имитаторов обычно значительно ниже возможных потерь, у руководителей нет уверенности в том, что аварии вообще могут произойти и в том, что имитаторы помогут избежать их появления.
- Достаточно трудно представить достаточно точную зависимость между квалификацией персонала и эффективностью производства в целом, т.е. необходимость дополнительной подготовки персонала не всегда очевидна.
Несмотря на такую ситуацию, многочисленные данные указывают на рост рынка имитаторов, например рост мирового рынка тренажеров составляет примерно 8-9% в год. Это говорит о росте популярности и востребованности имитаторов. Тем не менее, в России этот процесс выражен намного слабее, что может быть связано с вышеуказанными причинами.
В любом случае для ускорения распространение имитаторов в инженерно-техническом образовании и на производстве необходимо обоснование целесообразности использования имитаторов. Рассмотрим следующие факторы эффективности имитаторов:
- снижение стоимости образовательных услуг;
- снижение потенциальных потерь;
- ускорение обучения;
- повышение качества обучения;
- проведение исследований с помощью имитаторов;
- увеличение эффективности управления персоналом предприятия;
Я постараюсь выразить свое личное мнение относительно того, так-ли это на самом деле.
1. Использование имитаторов может значительно снизить стоимость обучения в целом, за счет снижения стоимости проведения тренинга, сертификации и аттестации и т. д. Изучение стоимости покупки и установки учебного оборудования, а также изучение затрат при его эксплуатации, позволило установить следующие факторы:
- Экономия за счет уменьшения затрат на закупку оборудования, монтажа и настройки (первоначальные затраты). Это не только покупка нового оборудования, но и регулярное обновление морально-устаревшего оборудования, расширение спектра оборудования и т.д.
- Экономия за счет снижения расходов на эксплуатацию оборудования (потребления электроэнергия, ГСМ, расходные материалы, ремонт и обслуживание оборудования и т. д.).
- Экономия за счет возможности тиражирования (копирования) имитаторов на несколько рабочих мест (лабораторий, учебных центров и т. д.).
Не стоит забывать и про дополнительные затраты, связанные с вводом оборудования в эксплуатацию, например, проведение лабораторного практикума с целью изучения методик испытаний компрессорной техники характеризуются дополнительными экономическими затратами, такими как:
- компрессор должен быть установлен в отдельном здании;
- работы, связанные с большим давлением газа, представляют собой значительную опасность, что требует установки специальных средств защиты;
- при ошибочных действиях возможна поломка оборудования;
- монтаж и настройка компрессора должны проводится высококвалифицированным персоналом и т. д.
Также в расчетах учитываются и сопоставляются эксплуатационные затраты. В случае приведенного выше примера (компрессор) можно отметить значительную разницу между затратами при эксплуатации реального оборудования и имитаторов. Например, потребление энергии компрессором — 33 кВт, ПК с имитатором — 300 Вт. Если рассмотреть более масштабный объект, например, буровую установку, то разница будет еще значительнее, т.к. в среднем стоимость бурения составляет более 20-40 тысяч рублей на 1 метр, из чего можно сделать выводы о стоимости эксплуатации.
Снижение потенциальных потерь
- Использование имитаторов может значительно снизить потенциальные потери. В данном разделе делается попытка количественного обоснования эффективности использования имитаторов, а именно, исследование следующих факторов снижения потенциальных экономических потерь:
- Снижение опасности при обучении.
- Повышение эффективности охраны труда.
- Повышение промышленной безопасности (в т.ч. пожарная безопасность, электробезопасность и т.д.), снижение других видов потерь по причине неправильных действий персонала.
- Повышение экологической безопасности.
Традиционный подход часто характеризуется значительной опасностью использования промышленного оборудования в образовательных учреждениях. Примерами источников опасности могут являться высокое давление жидкости (например, испытания поршневых насосов), газа (компрессоры), взрывоопасные вещества (например, определение температуры вспышки бензина), кислоты (химические опыты), движущееся оборудование (например, стропы, работа на сверлильном или фрезерном станках), возможность получения травм при падении и т. д.
Также стоит отметить опасность не только для участвующих в учебном процессе людей, но и опасность повреждения или поломки оборудования. Количественное обоснование по данному фактору не приводится по причине отсутствия у автора достоверных данных о несчастных случаях и поломках оборудования при обучении персонала или студентов. Тем не менее можно отметить, что экономические потери при повреждении учебного оборудования при использовании имитаторов крайне малы.
Факт: На буровой платформе AD22, принадлежащей Arabian Drilling Company, бурящей для Saudi Aramco 9 Июня 2009 произошёл серьезный несчастный случай со смертельным исходом во время проведения тренировочного занятия по эвакуации с буровой установки.
Повышение эффективности охраны труда и промышленная безопасность
По данным технадзора в 2007 (сейчас данные не публикуются) году в поднадзорных организациях, эксплуатирующих опасные производственные объекты при осуществлении производственной деятельности погибло 489 человек.
Наиболее частыми причинами рассматриваемых происшествий, согласно заключениям комиссий, являются:
- старение основных фондов предприятий;
- низкая технологическая дисциплина;
- неосторожные или несанкционированные действия при выполнении работ;
- слабые знания персонала относительно требований безопасности ведения работ, недостаточная подготовленность (психологическая и квалификационная) персонала;
- недостаточная эффективность обучения и инструктажа персонала по вопросам безопасности;
- слабый контроль за техническим состоянием и организацией эксплуатации оборудования вследствие недостаточной квалификации работников служб охраны труда предприятий и отсутствия у них допусков к контролю оборудования;
- слабая мотивация персонала к точному выполнению регламента, из-за отсутствие контроля безопасного выполнения работ;
- отсутствие навыков оказания первой помощи.
Исследование опубликованных отчетов Ростехнадзора, а, именно, информации о произошедших авариях в различных секторах промышленности позволяет сделать выводы относительно количества аварий, а также организационных и технических причин происшествий (на основе отчетов комиссий Ростехнадзора). В целом, изучение данных показало тенденцию превышения человеческого фактора над иными.
Наибольшее количество аварий зафиксировано на объектах следующих отраслей промышленности (на примере данных 2007 года, более «свежие» данные не публикуются):
- объекты нефтегазодобычи и магистрального трубопроводного транспорта — 50 аварий;
- объекты газораспределения и газопотребления — 43 аварии;
- объекты, на которых используются подъемные сооружения — 42 аварии;
- объекты нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности — 22 аварии.
Наиболее частыми причинами рассматриваемых аварий, согласно заключениям комиссий, являются:
- Несогласованные и ошибочные действия персонала в условиях чрезвычайной ситуации.
- Неправильные действия обслуживающего персонала по ведению технологического процесса.
- Ошибки персонала при проведении необходимых измерений.
- Несвоевременное обнаружение предаварийной ситуации при наличии характерных признаков.
- Несвоевременное принятие мер по устранению аварии.
- Нарушение технологии и регламента выполнения работ.
- Не предусмотрены мероприятия для ликвидации возможных аварий.
- Ненадлежащее проведение инструктажа по безопасному проведению работ.
- Несоответствие используемых материалов, отсутствие входного контроля.
- отсутствие должного руководства и контроля со стороны сменного инженера и инженерно-технических работников цеха за ведением технологического процесса.
Сходные данные о роли «человеческого фактора» и рекомендации по применению тренинга персонала указаны во множестве отчетов о расследованиях CSB (отчеты свободно доступны на сайте CSB www.csb.gov)
Вопрос снижения потенциальных потерь и человеческий фактор я обещаю опубликовать в следующей статье.
Ускорение обучения
Возможность ускорения «длительных» процессов.
Возможность имитаторов «ускорять время» позволяет выполнять задание быстрее, например, разогрев лампы, происходящий в реальности за 20 минут может быть ускорен, и займет не 20 минут, а 1 или 2 минуты. Кроме того, данная возможность позволяет проведение работ, временные затраты которых не позволяют в полной мере проведения в рамках учебного процесса. Эта возможность имитаторов позволяет проводить работы, требующие в реальности так много времени, что в учебных заведениях, даже при наличии необходимого оборудования, такие работы не проводятся. Возможность имитаторов изменять «масштаб времени» позволяет с их помощью производить такие работы, например, за 1 час.
Результатом указанных возможностей является то, что участники дискуссии по эффективности компьютерного тренинга отмечали следующие конкретные преимущества компьютерных тренажеров в плане эффективности подготовки персонала: четыре дня компьютерного тренинга превосходят занятия в учебном классе любой длительности; шесть (по другим оценкам — восемь) недель компьютерного тренинга эквивалентны одному году обучения на реальном объекте. Такая возможность не только сокращает время обучение, но и значительно увеличивает качество подготовки специалистов.
«Потоковое» обучение — снижение временных затрат
При использовании реального оборудования, как правило, сложно обеспечить качественное обучение множества специалистов в сжатые сроки. Если количество образцов учебного оборудование невелико, возникает ситуация, когда один обучаемый (или сам преподаватель/инструктор) выполняет работу, остальные вынуждены ожидать своей очереди. Фактически это приводит, или к «растягиванию» времени обучения (при образовании очереди) или к уменьшению качества обучения (один выполняет действия — остальные наблюдают).
Возможность копирования (тиражирования) имитаторов на множество компьютеров позволяет вести обучение целой группы специалистов одновременно, при этом каждый специалист выполняет работу индивидуально.
Возможность обучения специалистов еще до постройки нового технологического объекта
В случае строительства нового производственного объекта или целого комплекса, в большинстве случаев необходимо обучение персонала (особенно, в случае применения новых типов конструкций, технологий и т.д.). Обучение специалистов после постройки объекта (т. е. на готовом объекте) влечет за собой «затягивание» сроков запуска объекта в эксплуатацию, а также является возможной причиной возникновения аварий (в силу «малоизученности» объекта). Данную способность имитаторов достаточно трудно переоценить. Количественная оценка эффективности использования имитаторов с учетом возможности обучения специалистов еще до постройки нового технологического объекта может быть определена как экономический доход предприятия за счет сокращения времени пуска конкретного объекта в эксплуатацию. Это является очень ценным качеством имитаторов, особенно для учебных центров развивающихся предприятий.
Повышение качества обучения
Повышение качества обучения при использовании имитаторов складывается из наличия следующего комплекса факторов:
- Проведение большего количества работ за тоже время.
- Обеспечение индивидуальной работы студентов.
- Возможность визуального наблюдения внутренней структуры изучаемого оборудования, микро- и макрообъектов и процессов, быстрых или медленных технологических и природных процессов или явлений.
- Возможность визуального наблюдения абстрактных понятий или концепций (например, визуализация накопления усталостных повреждений) и т. д.
- Возможность изменения конфигурации оборудования и параметров среды.
- Оценка возможных последствий альтернативных условий и направлений деятельности.
- Интерес к имитаторам, отсутствие ответственности и опасности, наличие возможности «экспериментировать».
- Возможность использования имитаторов при самостоятельной работе студентов.
- Возможность объективного контроля качества обучения.
Проведение большего количества работ. Возможность имитаторов «ускорять время» позволяет выполнять обучение быстрее, т.е. использование имитаторов позволяет выполнение большего количества лабораторных, практических работ, тренинга и т.д. В результате удается более эффективно использовать время.
Увеличение доли индивидуальной работы обучаемых. Проблема характерна в большей степени для ВПО/СПО. Индивидуальная работа в значительной степени отличается восприятием и запоминанием информации. По мнению Haskett consulting inc. (HCI): «Люди запоминают 20 % того, что они видят, 40 % того, что они видят и слышат и 70 % того, что они видят, слышат и делают». Другими словами повышение качества обучения при использовании имитаторов возникает за счет увеличения эффективности восприятия информации (увеличение % запоминания информации). При использовании реального оборудования для проведения обучения достаточно сложно обеспечить индивидуальную работу с оборудованием каждого обучаемого. Как правило, один человек выполняет работу (управляет оборудованием), остальные записывают, например, показания приборов, не всегда понимая суть процесса. Причины такой ситуации понятны — невозможность предоставления оборудования каждому студенту, нехватка времени для выполнения работы каждым студентом индивидуально. В свою очередь, использование имитаторов позволяет, в большинстве случаев, индивидуальное выполнение работы каждым студентом при наличии соответствующего количества компьютеров.
Возможность визуального наблюдения внутренней структуры изучаемого оборудования, микро- и макрообъектов и процессов, быстрых или медленных технологических и природных процессов или явлений. При использовании имитаторов имеется возможность проведения работ с демонстрацией явлений и процессов, не наблюдаемых на реальном оборудовании в силу высокой опасности или значительной технической трудности.
Возможность визуального наблюдения абстрактных понятий или концепций (например, визуализация накопления усталостных повреждений) и т.д. Эта возможность имитаторов предоставляет принципиально новые возможности при обучении и может значительно содействует в понимании информации, что также существенно влияет на качество обучения.
Возможность изменения конфигурации оборудования и параметров среды. Например, проведение лабораторного практикума по исследованию влияния различных факторов на кпд редуктора, с использованием имитатора позволяет изучать влияние на кпд вязкости масла, типа подшипников, степени точности изготовления, передаточного числа и т. д. Как правило, реализация таких возможностей при помощи реального оборудования, несмотря на большой познавательный интерес, затруднена значительными трудностями технического плана. Изменение параметров среды, таких как барометрическое давление, температура, относительная влажность атмосферного воздуха и т.д. также является сложной задачей, которая может быть решена с помощью имитатора. Повышение качества обучения с учетом данного фактора достигается за счет лучшей систематизации знаний и понимания большего количества зависимостей.
Оценка возможных последствий альтернативных действий и альтернативных методов при решении поставленных задач. При использовании имитаторов обучаемые могут, в случае необходимости, экспериментировать, что вызывает дополнительный интерес и стимул к обучению. Это косвенно увеличивает эффективность обучения. Также этому способствует изначальный интерес специалистов к имитаторам, отсутствие ответственности и опасности. Это объясняется элементарным «любопытством», желанием экспериментировать и стремлением к исследованиям. Даже для опытного персонала ответ на вопрос «что будет, если» часто представляет большой интерес. В целом, указанные факторы увеличивают мотивацию к обучению, что, как известно, существенно влияет на качество обучения.
Использование имитаторов при самостоятельной работе студентов также предоставляет дополнительные преимущества и возможности улучшения качества обучения. Использование имитаторов как элементов курсов в LMS — системах (системах дистанционного обучения) позволяет производить запуск имитаторов из дома, работы, общежития, и их любого места, где есть выход в сеть интернет. Такая возможность использования имитаторов в «самостоятельном» обучении сотрудников и студентов представляет значительные преимущества в решении вопроса повышения качества обучения.
Возможность объективного контроля качества обучения. Использование имитаторов дает возможность объективного определения и точной оценки объема знаний, умений и навыков, как в комплексе, так и по отдельности (только знаний или только навыков). Кроме объективного контроля обучения, использование имитаторов позволяет выявлять изменения в ходе обучения, вопросы, требующие дополнительного изучения и т.д.
Вывод
Несмотря на априорное понимание эффективности рассмотренного комплекса факторов, количественное обоснование оценки эффективности использования имитаторов с точки зрения повышения качества обучения, вызывает значительные затруднения. Большинство существующих исследований связывает эффективность электронных образовательных ресурсов (к которым относятся и имитаторы) с тем, сколько запоминает обучаемый (это можно легко измерить). В исследованиях приведенных в книге Новикова Д.А. (Закономерности итеративного научения. М.: Институт проблем управления РАН, 1998. – 77 с.) также выделеются следующие характеристики:
- временные (время выполнения действия, операции, время реакции, время, затрачиваемое на исправление ошибки, и т.д.);
- скоростные (производительность труда, скорость реакции, движения и т.д. – величины, обратные времени);
- точностные (величина ошибки в мерах физических величин (миллиметрах, углах и т.п.), количество ошибок, вероятность ошибки, вероятность точной реакции, действия и т.д.);
- информационные (объем заучиваемого материала, перерабатываемой информации, объем восприятия и т.д.).
Отмечаются и другие факторы, такие как развитие творческих способностей, профессиональной интуиции и т.д., но единое мнение об оценке этих факторов отсутствует, что и является причиной затруднений при определении количественной оценки. В вопросе эффективности восприятия и запоминания информации наблюдается большая схожесть взглядов. При увеличении популярности имитаторов можно ожидать появления исследований в области педагогики.
