Admin

Методология проектирования и проведения практических занятий с использованием тренажеров

А.С. КУРЕНКОВ, начальник,
А.Ю. НИКОЛАЕВ, ведущий эксперт,
Центр организации подготовки и развития рабочих ОАО «РЖД»;
А.А. ЗЛОБИН, преподаватель, Саратовское подразделение Приволжского учебного центра профессиональных квалификаций

В настоящее время в железнодорожных учебных заведениях и локомотивных депо используется большое количество тренажеров для подготовки, профессионального развития и технической учебы машинистов локомотивов, моторвагонного и специального самоходного подвижного состава. Объем ежегодных поставок новых тренажеров имеет тенденцию к увеличению.
Содержание труда «машиниста» таково, что только в смоделированных условиях на тренажере возможно эффективно осуществлять формирование и развитие главных «водительских» компетенций и профессионально-важных качеств, связанных с управлением объектом, перемещающимся по железнодорожной инфраструктуре, т.е. моделирование процессов в социотехнической среде «машинист — локомотив — поезд — инфраструктура». Моделирование процессов движения и производственных ситуаций, возникающих при этом, является наиважнейшим фактором, позволяющим создать условия для многократного выполнения учебных упражнений, в результате которых происходят формирование и развитие необходимых для «машиниста» профессиональных навыков и умений, связанных с выполнением трудовых операций как в типовых условиях, так и при возникновении нестандартных ситуаций.
Основным поставщиком тренажерных комплексов для обучения «машинистов», который на протяжении многих лет стабильно осуществляет поставки тренажеров с проведением сервисного обслуживания, созданием новых моделей тренажеров современных серий локомотивов и с улучшенными образовательными функциями, является Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства — филиал ОАО «РЖД» (ПКБ ЦТ). Следует отметить, что современные тренажерные комплексы являются мощнейшими техническими средствами обучения с уникальными свойствами. Поэтому чтобы добиваться положительных образовательных эффектов в пределах ограниченного учебного времени, работникам, проводящим практические занятия на тренажерах, необходимы знания основ методологии, связанной с основными закономерностями формирования профессиональных навыков. Наличие таких знаний позволит осуществлять самостоятельное проектирование и проводить эффективные практические занятия на тренажерах.
В профессиональной деятельности работников, связанных с проведением занятий на тренажерах (преподаватели образовательных организаций железнодорожного транспорта, работники на предприятиях), как правило, осуществляется решение двух основных задач: проектирование системы упражнений, выполняемых на тренажере, и проведение упражнений на тренажере в рамках практических занятий. В данной статье рассмотрена методология решения этих задач с применением основ профессиональной педагогики и инженерной психологии.

Исходным материалом для проектирования системы упражнений является содержание труда по профессии «машинист», по итогам анализа которого формируются названия упражнений, цели их выполнения, учебные единицы, последовательность их освоения, а также выделение значимых факторов в каждом упражнении. Основой качественного анализа содержания труда «машиниста» являются экспертные знания трудовых процессов по данной профессии, а также знание требований соответствующего профессионального стандарта и должностных инструкций.
Согласно структурному анализу, трудовой процесс, выполняемый работником, раскладывается на операции, приемы и действия. В соответствии с этим различают упражнения в освоении трудовых процессов, операций, приемов и действий. Логика построения системы упражнений всегда должна быть направлена от освоения более мелких структурных единиц к более крупным, т.е. от выполнения упражнений в освоении трудовых действий к выполнению упражнений в освоении трудовых процессов.
Например, логично вначале обучить будущего машиниста выполнять на тренажере типовые операции, которые постоянно приходится выполнять в процессе поездки (приведение локомотива в рабочее состояние, выполнение полного опробования автотормозов, приведение поезда в движение и его разгон, выполнение проверки действия автотормозов в пути следования, проследование места ограничения скорости, подъезд к запрещающему сигналу и др.) и только после этого осуществлять освоение трудового процесса, связанного с вождением поездов по участку. Также логичным и методически оправданным будет освоение машинистом трудового процесса, связанного с управлением одиночным локомотивом, а затем уже освоение трудового процесса, связанного с вождением поездов по участку. Выбор конкретной системы упражнений зависит от многих факторов, но в любом случае он должен быть рационально обоснован с позиции логики формирования профессиональных навыков и умений.
Производственной целью упражнения является правильное выполнение трудовых действий в рамках освоения трудовой операции или процесса. При многократных повторах трудовых действий их выполнение автоматизируется и переходит из умения в навык. Формирование умений и навыков является учебной целью упражнения и осуществляется путем многократных достижений производственных целей при выполнении упражнений. Например, при многократных повторах приведения локомотива в рабочее состояние, если при каждом повторе будет достигаться производственная цель упражнения (запуск локомотива), то через несколько таких итераций будет достигнута и учебная цель в виде сформированного навыка.
Однако не для каждого упражнения рационально ставить учебную цель в виде формирования навыка. По ряду причин некоторые упражнения рационально осваивать только на уровне умений.
Первой причиной формирования учебной цели в виде умения является содержание труда «машиниста». При овладении деятельностью «машиниста» можно выделить две учебные единицы: «действие» и «ситуация». При выполнении управляющих воздействий на органы управления локомотивом (наблюдаемые физические действия), а также выполнения действий по восприятию профессионально значимой информации и оценки поездной ситуации (действия во внутреннем плане работника) важное значение имеет правильное и своевременное выполнение действий. Поэтому трудовые операции, выполнение которых осуществляется без значительных изменений в различных условиях, рационально автоматизировать на уровне профессиональных навыков, а в упражнениях по овладению такими операциями в качестве учебной цели рационально планировать формирование навыка.
Например, выполнение трудовых операций торможения краном машиниста при различных производственных ситуациях (выполнение проверки действия автотормозов в пути следования, выполнение служебного торможения для проследования места ограничения скорости и т.д.) осуществляется в части структуры действий практически одинаково, поэтому процесс выполнения торможения краном машиниста в части структуры и координации движений рационально автоматизировать на уровне навыка. Трудовые операции, сформированные на уровне профессиональных навыков, выполняются без участия (с ограниченным участием) сознания в части регуляции выполнения каждого действия, но сохраняя общий контроль достижения цели, что позволяет «машинисту» концентрировать внимание главным образом на оценке поездной ситуации и не тратить ресурс внимания на осуществление контроля за выполнением управляющих воздействий на органы управления. Этот контроль осуществляется благодаря автоматизации мышечных усилий при формировании навыков. Сенсорные и моторные функции рационально автоматизировать, в то время как когнитивные функции анализа поездной обстановки и синтеза решения автоматизировать не следует.
В производственных ситуациях с необходимостью анализа и выбора нужного решения выполнение действий подчинено логике принятия решения, основанного на анализе производственной ситуации, поэтому в таких трудовых операциях учебной единицей принято считать ситуацию, так как именно она диктует, какие действия необходимо выполнить «машинисту». Например, при выполнении упражнения по проверке действия автотормозов в пути следования невозможно точно предугадать величину снижения скорости после выполнения ступени торможения, которая зависит от многих факторов и всегда будет иметь вариативный характер.
Поэтому в таком упражнении учебной целью рационально ставить умение, а не навык, подразумевая тем самым, что каждый раз при его выполнении необходимо проводить анализ тормозного эффекта для принятия дальнейшего решения. В данном примере можно вести речь лишь о формировании навыка в ограниченном понимании, а именно в части выполнения структуры управляющих действий, связанных с воздействием на органы управления локомотивом, так как в целом упражнение выполняется на уровне умения, поскольку анализ ситуации и принятие решения должны осуществляться под контролем сознания.

Второй причиной формирования учебной цели в виде умения является объективное отличие моделируемых условий на тренажере от реальных в производственной среде на локомотиве. Например, при выполнении упражнения по взятию поезда с места и его разгону тренажер не передает акселерационные усилия, связанные с ускорением, которые в производственной среде являются важной сенсорной информацией машинисту о происходящем процессе. Кроме того, без моделирования таких процессов у машиниста отсутствует понимание о влиянии тока тяговых двигателей на ускорение. Поэтому при выполнении таких упражнений главной задачей является сформировать правильную координацию движений, связанных с воздействием на органы управления и считыванием приборной информации, без выполнения чрезмерно многократных повторов, чтобы не сформировать ложные навыки, которые будут негативно влиять в реальных производственных условиях.
Важным фактором при проектировании системы упражнений является последовательность их освоения. Методически рациональной последовательностью освоения упражнений в системе является такая последовательность, при которой предыдущее упражнение является опорой для последующего. Например, выполнять упражнения по выполнению полного опробования тормозов рационально только после освоения упражнения по управлению тормозами краном машиниста, так как формирование навыка выполнения более простой операции способствует успешному формированию навыка выполнения более сложной операции, в основе которой лежит схожая структура действий с одинаковыми органами управления.

В связи с наличием дефицита времени работы на тренажере при проектировании упражнений очень важно соизмерять производственную цель упражнения с затратами времени на его организацию и выполнение. Методически целесообразно, когда в упражнение закладывается одна производственная цель, сопоставимая с выполнением
определенной трудовой операции (процесса), связанной с содержанием труда «машиниста», поскольку в этом случае удобно сфокусировать внимание обучаемого на достижение одной цели, удобно сформировать первоначальный образ действия и разработать чек-лист для оценки результатов при каждом повторе упражнения.

В условиях ограниченного времени на проведение практических занятий и принимая во внимание тренировки обучаемых с наличием производственного опыта, к основной производственной цели упражнения всегда можно добавлять сопутствующие цели, достижение которых рационально вписывается в моделируемую часть производственного процесса. Например, для формирования умений выполнять процедуру проследования нейтральной вставки ее можно включить составной частью в другое упражнение (например, взятие поезда с места и его разгон). Такие упражнения по признаку целеполагания называются бинарными упражнениями, имеющими две и более производственные цели.
При проектировании системы упражнений возникает необходимость создания одноименных упражнений, выполняемых при различных профессиональных контекстах, при этом оказывающих непосредственное влияние на способы действий при выполнении трудовых операций. В таких случаях следует сформулировать обобщенное название упражнения, под которым следует понимать выполнение упражнений во всех необходимых профессиональных контекстах. Например, при выполнении упражнения по взятию поезда с места и его разгону имеет значение, на каком отрезке профиля пути изначально находится локомотив с поездом. Поэтому в состав данного упражнения, имеющего комплексный характер, следует включить три упражнения:

• > взятие поезда с места и его разгон на площадке;
• > взятие поезда с места и его разгон на спуске;
• > взятие поезда с места и его разгон на подъеме.

Упражнения перечислены в логике от простого к сложному. Каждое из этих упражнений должно быть отработано до получения положительного результата.
Следует отметить, что упражнения на тренажере являются начальным этапом при формировании профессиональных навыков и умений, связанных с управлением локомотивом и вождением поездов. Завершающим этапом формирования является процесс переноса навыков с тренажера на локомотив. При этом необходимо подчеркнуть, что при организации упражнений на локомотиве необходим пересмотр системы упражнений, разработанной для тренажера. Этот пересмотр связан как с укрупнением упражнений, связанных с расширением производственных целей, так и с трансформацией целей упражнений и их учебных единиц.


Например, при выполнении упражнения по приведению локомотива в рабочее состояние учебной единицей было «действие», а целью — формирование навыка. При переносе упражнения на реальный локомотив появляются дополнительные факторы, от учета которых структура действий по приведению локомотива в рабочее состояние может отличаться (наличие возможности включать и отключать аккумуляторную батарею, необходимость перевода управления из другой кабины, наличие или отсутствие воздуха в резервуаре для включения электрических аппаратов с пневматическим приводом и т.д.). Поэтому несмотря на то, что формулировка производственной цели будет неизменной, учебная единица поменяется с действий на ситуацию, а учебная цель — от формирования навыка в сторону формирования умения.
Процесс переноса структуры действий является важным фактором, позволяющим эффективно осуществлять подготовку и профессиональное развитие работников. Если решение задачи на тренажере способствует повышению эффективности решения аналогичной задачи на локомотиве, то перенос структуры действий считается положительным. Например, выполнение действий краном машиниста на тренажере в точности повторяет аналогичные действия на локомотиве, поэтому формирование умений управлять тормозами на тренажере и их автоматизация до уровня профессиональных навыков являются важным фактором успешности при выполнении аналогичных операций на локомотиве, что позволяет реально экономить время при освоении трудового процесса на локомотиве.

Если решение задачи на тренажере осложняет решение аналогичной задачи на локомотиве, то перенос структуры действий считается отрицательным, т.е. в этом случае необходимо пересмотреть систему упражнений на тренажере.
В таблице приведены некоторые примеры проектируемых упражнений, скомпонованных в систему.
Подводя итоги, можно выделить основные ключевые позиции при рассмотрении методологии проектирования системы упражнений, выполняемых на тренажере.
О Основная идея эффективного формирования профессиональных навыков «машиниста» при помощи тренажера заключается в том, чтобы сформировать у машиниста ориентировочную основу действий по выполнению основных операций и процессов, которые в последующем должны быть перенесены с тренажера на локомотив, что значительно сокращает время овладения трудовым процессом.
© В рассмотренной методике освоение упражнений должно осуществляться в соответствии с логикой «от простого к сложному».
© Каждое упражнение должно иметь обоснованную учебную цель, связанную с формированием умения или навыка выполнения трудовой операции с учетом рассмотрения дальнейшего выполнения данного упражнения на локомотиве.
0 Каждое упражнение должно быть спроектировано таким образом, чтобы формируемые на нем умения или навыки легко переносились бы на реальный локомотив (обеспечение принципа положительного переноса).© Последовательность освоения упражнений осуществляется с учетом следующих факторов:
от более простых упражнений — к более сложным;
/ от освоения действий и операций — к освоению трудовых процессов, включающих в себя ранее освоенные действия и операции;
J от выполнения упражнений с учебной единицей «действия», в которых происходит формирование навыков осуществления сенсорных и моторных трудовых действий, к выполнению упражнений с учебной единицей «ситуация», носящих интеллектуальный характер, требующих от обучаемого тренировки когнитивных умений, связанных с анализом поездных ситуаций и синтеза соответствующих им решений;
каждое предыдущее упражнение должно по возможности являться опорой для последующего упражнения или упражнений.
Основным способом упрощения упражнений является способ «разделения на части». Если цели упражнения достигаются более, чем за 5 повторов большинством обучающихся, то такое упражнение следует разделять на более простые части с освоением каждой части вначале по отдельности, а затем вместе.
Выполнение упражнения, имеющего комплексный характер, т.е. включающее в себя много различных операций, должно начинаться только после предварительного освоения всех операций, входящих в состав сложного упражнения.
Следует отметить, что такая методика является не единственной. Длительное время существовала методика обучения на тренажере, которую можно охарактеризовать как «обучение в целом», когда обучение осуществлялось в логике выполнения производственного процесса. Обучаемый с самого первого занятия на тренажере учился водить поезда, выполняя весь трудовой процесс «машиниста», связанный с процессом вождения от начала и до завершения поездки. Недостатком такой методики явилось большое количество ошибок в различных трудовых операциях, что в условиях ограниченного времени на тренажерную подготовку не позволяло организовать полноценную работу над ошибками, поэтому итогом такого обучения было формирование общих представлений обучаемых о процессах вождения поездов, но не формирование навыков и умений.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК