姜　鵬　劉劍超　田杰榮

(海軍航空兵學(xué)院　葫蘆島　125001)

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基于ISD/SAT實現(xiàn)飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)*

姜鵬劉劍超田杰榮

(海軍航空兵學(xué)院葫蘆島125001)

摘要通過對ISD/SAT方法的分析研究，提出基于ISD/SAT方法的飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)。針對我軍飛行訓(xùn)練教學(xué)特點(diǎn)，盡早確定飛行訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容，并從系統(tǒng)工程的角度對飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估，以期用最小的費(fèi)用耗損來達(dá)成飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)的有效性和適用性。

關(guān)鍵詞飛行訓(xùn)練; ISD/SAT; 任務(wù)分析

Class NumberTP391

1　引言

隨著我國航空母艦的入列，對艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員呈現(xiàn)出井噴式的的需求，而艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的培養(yǎng)，飛行訓(xùn)練教學(xué)是必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是主要的費(fèi)用耗損點(diǎn)之一。ISD/SAT是Instructional Systems Development/Systems Approach to Training and Education的縮寫，可譯為教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)/訓(xùn)練的系統(tǒng)方法；包括分析訓(xùn)練要求、設(shè)計訓(xùn)練項目、開發(fā)結(jié)果、進(jìn)行訓(xùn)練、評估訓(xùn)練項目、過程和結(jié)果。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)ISD/SAT規(guī)劃過程已經(jīng)成為美國空軍進(jìn)行新型戰(zhàn)機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)的主要管理方法。因此，運(yùn)用ISD/SAT方法實現(xiàn)適合艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)，滿足航母艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員培養(yǎng)需求，任務(wù)迫在眉睫。

目前，我軍在裝備訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)方面發(fā)展緩慢，系統(tǒng)建設(shè)尚處于樸素的、粗放的、零散的自發(fā)狀態(tài)，飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)基本上是小單位各自為政，很少從系統(tǒng)工程的角度全面規(guī)劃、設(shè)計、實施和評估裝備訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)，往往導(dǎo)致飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)建成以后，教學(xué)媒介、訓(xùn)練產(chǎn)品種類單一、功能不全，不能多層次地滿足全部飛行訓(xùn)練任務(wù)和教學(xué)需求，并且由于整個建設(shè)過程缺乏評估與反饋環(huán)節(jié)，使得飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)不具有良好的可改進(jìn)性。因此，如何能盡早地確定飛行訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容，并從系統(tǒng)工程的角度對飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估，以期用最小的費(fèi)用耗損來達(dá)成飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)的有效性和適用性。當(dāng)前，世界發(fā)達(dá)國家的武器裝備訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)，已經(jīng)越來越成為主流和趨勢。

2　ISD/SAT基本概念

ISD/SAT是用于開發(fā)裝備教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)的一種特定的系統(tǒng)工程方法，可以將ISD/SAT與運(yùn)用過程中分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評估等子過程有機(jī)結(jié)合起來。它的最終目標(biāo)是以最少的費(fèi)用耗損提高教學(xué)與訓(xùn)練的針對性和有效性。通過對裝備如“教九改”進(jìn)行ISD/SAT分析，就可以確定在給定的條件下是否需要教學(xué)/訓(xùn)練系統(tǒng)，需要什么樣的訓(xùn)練系統(tǒng)以及應(yīng)開發(fā)哪些教學(xué)資源才能滿足訓(xùn)練系統(tǒng)的要求。

ISD/SAT過程包括需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、資源及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)、實施以及對規(guī)劃過程和教學(xué)/訓(xùn)練效果進(jìn)行評估。在ISD/SAT的整個過程中始終貫穿規(guī)劃和品質(zhì)增長兩項內(nèi)容。

ISD/SAT主要用知識、技能和態(tài)度(Knowledge Skill and Attitude，KSA)來衡量受訓(xùn)對象的素質(zhì)，通過訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計人員分析，比較受訓(xùn)對象已有的KSA和新裝備對使用人員在KSA方面的要求，兩者的差距就是教學(xué)/訓(xùn)練的主要目標(biāo)。并以此為根據(jù)來確定教學(xué)需求以及為滿足他所需的資源，從而使教學(xué)具有很強(qiáng)的針對性。

3　ISD/SAT的工作模型

ISD/SAT工作模型如圖1所示，模型主要由系統(tǒng)功能、過程階段和質(zhì)量改進(jìn)三部分組成，三者之間既相互獨(dú)立、又具有內(nèi)在聯(lián)系。

圖1　ISD/SAT工作模型

ISD/SAT的系統(tǒng)功能主要包括教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的管理、保障、支持、傳遞和評估五部分。管理是指控制和指導(dǎo)開發(fā)與運(yùn)作，計劃、分配和管理教學(xué)資源，確定具體項目的目標(biāo)和約束；保障是指對系統(tǒng)各部分進(jìn)行維護(hù)和保障；支持是指日常事務(wù)的處理以及數(shù)據(jù)的記錄保存；交付是指把開發(fā)結(jié)果(教學(xué)系統(tǒng)或教學(xué)方法)合理地提供給用戶；評估是指通過教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成要素，對系統(tǒng)的總體影響進(jìn)行評估，以及教學(xué)系統(tǒng)運(yùn)作過程進(jìn)行評估，收集反饋信息或數(shù)據(jù)，貫穿系統(tǒng)開發(fā)全過程，是整個系統(tǒng)的核心功能。

ISD/SAT通常依次可劃分為分析階段、設(shè)計階段、開發(fā)階段、實施階段和評估階段。首先分析ISD/SAT的目標(biāo)、任務(wù)，以確定需要開發(fā)的教學(xué)系統(tǒng)；然后設(shè)計滿足需求的教學(xué)系統(tǒng)，包括選擇教學(xué)方法與方式、確定教學(xué)的策略，評估現(xiàn)有教學(xué)器材的適用性，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)和測試項目，制定教學(xué)實施計劃，設(shè)計教學(xué)信息的管理系統(tǒng)；進(jìn)而開發(fā)教學(xué)資源，包括課程學(xué)習(xí)資料，課程學(xué)習(xí)支持軟件和工具，滿足教學(xué)方法的教學(xué)手段；最后實施教學(xué)工作，整個ISD/SAT階段需要不間斷地進(jìn)行系統(tǒng)評估，采用系統(tǒng)方法鑒別教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題原因，對教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新或改進(jìn)，使輸出結(jié)果的質(zhì)量產(chǎn)生有益的變化。

4　飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)

根據(jù)ISD/SAT過程模型，對飛行仿真訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行ISD/SAT分析，根據(jù)分析結(jié)果按照步驟進(jìn)行實施，整個過程包括了系統(tǒng)規(guī)劃階段、任務(wù)分析階段、作業(yè)設(shè)計階段和系統(tǒng)開發(fā)階段。而評估改進(jìn)過程始終貫穿于上述幾個過程之中。飛行仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的ISD/SAT流程如圖2所示。

圖2　飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)規(guī)劃流程圖

4.1系統(tǒng)規(guī)劃階段

在對飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真分析后，為了準(zhǔn)確充分滿足受訓(xùn)人員對飛行訓(xùn)練的要求，需要對受訓(xùn)人員KSA情況進(jìn)行量化并加權(quán)，分析訓(xùn)練范圍任務(wù)后，對飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。

飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)，在飛行員訓(xùn)練方面發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，是對真實飛行訓(xùn)練的重要補(bǔ)充。根據(jù)以往的經(jīng)驗和資料分析，大部分受訓(xùn)的飛行員缺乏必要的飛行小時數(shù)，如果采用實裝訓(xùn)練，不經(jīng)濟(jì)，代價高昂，而且又急需盡快掌握飛行/戰(zhàn)斗技能。

4.2分析階段

分析階段在ISD/SAT規(guī)劃完成后，教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)方案已經(jīng)確定的條件下展開。在分析過程中，收集搜集包括設(shè)計、開發(fā)、實施和培訓(xùn)評估的所有數(shù)據(jù)，最終需要完成一份培訓(xùn)任務(wù)明細(xì)表，用于規(guī)定培訓(xùn)目標(biāo)、培訓(xùn)內(nèi)容、進(jìn)度安排、所需的資源保障以及領(lǐng)導(dǎo)和管理方面的技巧等。分析階段主要包括以下幾個步驟：

1) 培訓(xùn)對象分析。通過分析受訓(xùn)者的知識、技能、能力和態(tài)度，了解飛行人員結(jié)構(gòu)、技能等級、訓(xùn)練狀況、淘汰率、教育水平等，針對不同訓(xùn)練對象的KSA值確定不同的訓(xùn)練計劃。

2) 目標(biāo)分析。編制總體目標(biāo)、單元目標(biāo)及相關(guān)任務(wù)，同時注明各單元目標(biāo)與相關(guān)任務(wù)的層次關(guān)系。本系統(tǒng)總體目標(biāo)應(yīng)滿足艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員培養(yǎng)的任務(wù)需求，實現(xiàn)包括訓(xùn)練計劃、教學(xué)培訓(xùn)、考核、成績評價全過程的信息一體化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

3) 培訓(xùn)任務(wù)分析。細(xì)化各單元所需完成的任務(wù)，并對其分類。車船器材倉庫業(yè)務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)的任務(wù)分析包括知識培訓(xùn)單元、模擬訓(xùn)練單元、能力測評單元、知識查詢單元等任務(wù)分析。知識培訓(xùn)單元任務(wù)是實現(xiàn)理論知識培訓(xùn)的桌面教學(xué)，提供有關(guān)飛行理論知識的各種教學(xué)資料，包括飛機(jī)知識、飛行知識、軍事知識等課件與多媒體教學(xué)資料，通過靈活生動、形象的教學(xué)方法，為受訓(xùn)人員提供快捷、方便、高質(zhì)量的理論教學(xué)內(nèi)容。模擬訓(xùn)練單元任務(wù)是實現(xiàn)飛行環(huán)境的模擬，設(shè)計多種飛行任務(wù)及作戰(zhàn)任務(wù)的訓(xùn)練。能力測評單元任務(wù)是實現(xiàn)自主的和集中的統(tǒng)一測評，本單元能進(jìn)行飛行理論知識、飛行模擬訓(xùn)練的考核，同時對受訓(xùn)者訓(xùn)練成績進(jìn)行管理，對個人訓(xùn)練科目做出綜合評定和分析。知識查詢單元任務(wù)是實現(xiàn)知識庫信息的充分利用，提供不同類型的各種培訓(xùn)資源的查詢，包括課程資料、業(yè)務(wù)資料、專業(yè)術(shù)語，以及培訓(xùn)記錄等信息查詢。

4.3設(shè)計作業(yè)

設(shè)計作業(yè)是設(shè)計階段的主要工作，ISD/SAT設(shè)計作業(yè)在培訓(xùn)任務(wù)明細(xì)表的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計階段最終的成果是形成訓(xùn)練工作的整體框架，即訓(xùn)練系統(tǒng)模型，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容分類及其先后關(guān)系、與各類學(xué)習(xí)目標(biāo)相對應(yīng)的教學(xué)及考核項目以及培訓(xùn)系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境等。設(shè)計作業(yè)的具體步驟主要包括： 1) 對學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行分類，并確定不同學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的關(guān)系及其培訓(xùn)的先后順序； 2) 選擇教學(xué)材料、教學(xué)方法和教學(xué)媒體。根據(jù)新大綱要求以及部隊實際需求，對教學(xué)材料進(jìn)行了有機(jī)整合，采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法，增強(qiáng)教學(xué)活動的靈活性，使各種教學(xué)手段優(yōu)勢互補(bǔ)； 3) 進(jìn)行知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)界面的設(shè)計。為保證系統(tǒng)操作方便，使培訓(xùn)者從初始界面經(jīng)最少選擇步驟到達(dá)目標(biāo)模塊，本系統(tǒng)設(shè)計注重減小信息距離，優(yōu)化知識鏈接路徑，以提高系統(tǒng)使用效率； 4) 擬定考核內(nèi)容，根據(jù)確定的學(xué)習(xí)目標(biāo)擬定適當(dāng)?shù)目己酥R點(diǎn)，用于評估學(xué)習(xí)者是否達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4.4開發(fā)實現(xiàn)

系統(tǒng)實現(xiàn)是在設(shè)計的基礎(chǔ)上，按照規(guī)劃階段的管理計劃進(jìn)行，即是系統(tǒng)的開發(fā)階段。開發(fā)實現(xiàn)的具體步驟為： 1) 素材準(zhǔn)備，從文字、圖形、動畫、視音頻等方面開發(fā)知識培訓(xùn)所需的素材； 2) 開發(fā)學(xué)習(xí)輔助軟件和工具，如文檔瀏覽器、學(xué)習(xí)資源管理器，為培訓(xùn)者學(xué)習(xí)提供支持和保障，輔助培訓(xùn)人員完成學(xué)習(xí)任務(wù)，減少或取代現(xiàn)場訓(xùn)練； 3) 采用計算機(jī)編程語言和數(shù)據(jù)庫等開發(fā)工具，根據(jù)培訓(xùn)需求開發(fā)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)、模擬操作、評估測試等模塊，整合各種學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)培訓(xùn)內(nèi)容各種資源的合成； 4) 制訂考核方案，根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)確定知識考核內(nèi)容，裝載試題庫并自動組卷，卷面包括單選題、多選題、判斷題，問答題等題型，試題結(jié)構(gòu)合理，難度系數(shù)適中； 5) 系統(tǒng)測試，先由開發(fā)者進(jìn)行內(nèi)部評估測試，然后由不同的用戶進(jìn)行試驗性測試，并反饋測試結(jié)果； 6) 系統(tǒng)改進(jìn)，根據(jù)測試結(jié)果，對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和修正，直到產(chǎn)生滿意的效果。

5　結(jié)語

飛行訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)集知識培訓(xùn)、模擬訓(xùn)練、能力測評于一體，采用信息化訓(xùn)練手段進(jìn)行飛行模擬訓(xùn)練。從總體上說，各種軍事訓(xùn)練和教學(xué)系統(tǒng)雖各有其特殊性，但在教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計、開發(fā)方法和系統(tǒng)評估等方面具有諸多相似之處。ISD/SAT是美軍用于規(guī)范和指導(dǎo)軍事訓(xùn)練教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)和培訓(xùn)的軍用標(biāo)準(zhǔn)，在開發(fā)軍事裝備教學(xué)與訓(xùn)練系統(tǒng)方面起到重要作用。本系統(tǒng)基于ISD/SAT模型和標(biāo)準(zhǔn)流程，規(guī)范飛行訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)活動，大大提高了系統(tǒng)開發(fā)效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 董翔英，李鈺.基于ISD/SAT的車輛器材倉庫業(yè)務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)方法[J].軍事物流，2011(7)：211-213.

[2] 張文宇，武艷梅，宋文淵，等.美軍軍事訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計研究[J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010(2)：21-22.

[3] 黃洪浪.美軍軍事訓(xùn)練/教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)模型綜述及特點(diǎn)分析[J].教練機(jī)，2011(3)：9-16.

[4] MIL-HDBK-1379-2. Department of Defense Handbook Instructional Systems Development Systems Approach To Training and Education[Z]. 1997.

[5] 俞佳飛.基于ISD/SAT過程的成人教育網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)系統(tǒng)研究[J].湖北大學(xué)成人教育學(xué)院學(xué)報，2009(12)：29-32.

*收稿日期：2015年10月8日,修回日期：2015年11月26日

作者簡介：姜鵬，男，碩士，講師，研究方向：導(dǎo)航制導(dǎo)、艦載機(jī)理論。

中圖分類號TP391

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.028

Teaching System of Flight Training Based on ISD/SAT

JIANG PengLIU JianchaoTIAN Jierong

(Naval Aviation Institute, Huludao125001)

AbstractThrough the research on the method of ISD/SAT, a new method of flight training teaching system based on ISD/SAT is put forward. Aiming at flight training teaching characteristics, the flight training teaching content is determined as soon as possible, and from the angle of system engineering, the systematic planning, design, development, implementation and evaluation of flight training teaching system are carried out in order to use the cost of the minimum loss to achieve flight training teaching system effectiveness and applicability.

Key Wordsflight training, ISD/SAT, mission analysis