Методика обучения принятию решения
Дж. Флазерс, У.Джиффин и Т.Рокуэлл разработали методику и провели эксперимент, в котором согласились участвовать 30 пилотов с опытом работы по приборам. Перед началом каждый заполнил анкету: время налета, тип тренировки, наиболее типичный вид полетов, несколько вопросов на знание систем самолетов. Пилотов информировали о погоде и о типе самолета.
В предварительном эксперименте, который проводился в ситуации экспериментатор-пилот, пилотов просили рассмотреть с помощью карандаша и бумаги ряд различных сценариев, один за другим. Первые четыре были даны пилоту для того, чтобы он мог поупражняться в постановке диагноза неполадок на самолетах, которые вызывали проблемы в полете. Последний сценарий предназначался для выявления способности пилота принимать решения. Именно на его основе были собраны данные этого эксперимента. Экспериментатор начинал хронологически описывать полет, дав предварительно некоторую информацию и сообщив его назначение.
«Вы в международном аэропорту Бангер и собираетесь отправиться в Глен Фоллз, Нью-Йорк, где в 13.00 начинается деловая встреча (воспользуйтесь картой полета на низких высотах). Сейчас 9.00 и Вы чувствуете, что будете готовы к отправлению в 10.00 после проведения необходимой предполетной подготовки. Вы сегодня полетите на самолете Чероки Эрроу. Вы на нем уже летали несколько раз и чувствуете его надежным. Баки полны, и после внимательного предполетного осмотра Вы решаете, что самолет готов к полету».
Пилот просматривал таблицы и графики. Поскольку в эксперименте с карандашом и бумагой нет возможности контролировать ход полета по приборам (указателям высоты, оборотов и других характеристик двигателя), то основой планирования воображаемого полета могла быть только информация, представленная в таблицах и графиках.На основе этой информации и информации о погоде пилот мог подготовить выполнение всех этапов полета.
Для экономии времени и уменьшения разброса в пилотских оценках такого важного показателя выполнения, как время полета, подробный план полета был составлен заранее. Чтобы познакомиться с ним и принять его, пилоту предоставлялось некоторое время.
Взлет, набор высоты и крейсерский полет на первых участках были описаны текстом. Пилоту предлагалось прослеживать развитие полетной ситуации по упрощенной карте низких высот. До середины пути полет должен идти строго по графику и по намеченному маршруту. После середины пути вводилась экстремальная ситуация: отказ генератора переменного тока и необходимость изменить план полета. Симптомы этой проблемы, некоторые корректирующие действия и общая оценка ситуации описаны в тексте таким образом: «В 11.21 (через 1 ч 21 мин после взлета) Вы пересекли перекресток Грумпа. Через минуту Вы услышали короткий всплеск статического шума в наушниках. В то же время Вы заметили, что стрелки указателя ВОР дернулись и вернулись в нормальное положение. Желая понять, чем это вызвано, Вы смотрите на приборную панель и замечаете, что амперметр показывает 0. Вы включаете посадочные фары и видите, что стрелка амперметра не реагирует. И тогда Вы приходите к выводу, что отказал генератор переменного тока. Вы по инструкции повторно проверяете правильность процедур включения, но генератор по-прежнему не работает. Тогда Вы его выключаете, снижаете электрическую нагрузку и пользуетесь только аккумулятором. Аккумулятор может обеспечить радиосвязь только в течение ограниченного времени. Это зависит от размеров и характеристик аккумулятора, температуры и потребностей в энергии используемого Вами оборудования. Но даже в идеальных условиях в Вашем распоряжении не более 50 мин.
Вы на высоте 8000 футов восточнее перекрестка Грумпа, сейчас 11.23 и Вы в полете 1 ч 23 мин. Ветер с юго-запада со скоростью 30 узлов».
Приведенный текст содержит несколько ключевых моментов информации, которой может пользоваться пилот для изменения плана полета и решения об уходе с намеченного маршрута.
Во-первых, необходимость изменения плана полета и решения об уходе с намеченного маршрута определяется выявленными симптомами и окончательным диагнозом. Мы использовали метод прямого сообщения диагноза, чтобы дать каждому пилоту одно и то же представление о проблеме. Это важно, потому что нас интересовало принятие решения об изменении, а не сам диагноз.
Во-вторых, ясно просматривается разветвление проблемы. Если питание оборудования обеспечивается только аккумулятором, то проблема времени встает очень остро. После истощения аккумулятора отключатся средства коммуникации и навигации.
Наконец, нам кажется важным, что срок действия аккумулятора установлен не более чем на 50 мин.
Теперь наступает момент, когда пилот должен применить свои способности решать задачи. Решение заключается в ранжировании 16 аэропортов по принципу от «наиболее предпочитаемого к наименее предпочитаемому» в зависимости от их характеристик.
Каждый аэропорт характеризовался четырьмя признаками: а) наличие средств УВД*, б) время полета до аэропорта, в) погодные условия, г) оборудование. Так как число вариантов, которые должен был рассмотреть пилот, резко возрастало в зависимости от числа признаков этих характеристик (а, б, в, г), то таких признаков было введено только 2 (+, -). Выбранные признаки ортогональны по отношению друг к другу и наиболее вероятны в таких ситуациях.
В памяти компьютера записывали 16 аэропортов со своими характеристиками. Затем они предъявлялись курсанту все сразу. Ему предлагалось проанализировать ситуацию и ранжировать, т.е. расположить по порядку аэропорты так, чтобы на первом месте стоял наиболее предпочтительный, а на последнем - наименее предпочтительный. На экране карточка с характеристиками аэропортов появляется каждый раз в случайном порядке.
*УВД - управление воздушным движением.
Работа курсанта с экраном должна закончиться перестановкой карточек на экране в предпочитаемое положение и записью этой информации в памяти компьютера.
По данным, полученным после ранжирования, можно построить функцию ценности, которая предполагается аддитивной.
Специализированный тренажер для отработки принятия решения
Поскольку нам неизвестно об отечественном обучающем оборудовании этого типа и назначения, приведем описание специализированной системы, построенной американскими специалистами У.Джиффиным и Т.Рокуэллом (1984).
Система построена на основе компьютера CDC PLATO с использованием электронно-лучевой трубки, реагирующей на касание. Все взаимодействия с системой происходят только через касание экрана за исключением первого нажатия на кнопку запуска системы. На экране человеку предъявляется схематическое изображение приборной доски и органов управления системами самолета; когда он желает получить информацию, он касается кружочка, обозначающего прибор, и на другом экране получает изображение шкалы со стрелкой, т.е. самого прибора с информацией; при ответе обучаемый касается пальцем кружочка, обозначающего орган управления.
Программа содержала три модуля:
1) биографический вопросник;
2) тест знаний систем самолета и операций по управлению ими;
3) сценарий проверки способностей и методов определять причины аварийной ситуации.
Обучаемый выполнял задания последовательно, обозначая окончание каждого модуля касанием (нажатием) на соответствующие места на экране.
Биографический вопросник, или анкета, содержит ряд вопросов, касающихся трудовой биографии пилота (когда получено разрешение на право полетов по приборам, общий налет и т.п.).
Тест знаний состоял из 20 вопросов, которые предъявлялись последовательно по одному. Они относились к трем разделам:
двигатель и топливная система;
электрические системы и приборы пилота;
погода и правила полета по приборам.
При ответе проверяемый должен был выбрать один из нескольких вариантов, предложенных на экране. Каждый снабжался информацией о типе самолета, его оборудовании и параметрах. Все это было отпечатано на листе бумаги. Затем предъявлялся короткий текст с описанием ситуации, которая возникала в полете. Указывалась цель полета и признаки аварийной ситуации, возникшей в полете. Далее испытуемому предоставлялось в течение заданного времени (например, 4 мин) отыскать нужную информацию и определить причину аварийной ситуации.
На дисплеях предъявляются:
схема приборной доски и органов управления;
внутренняя информация;
информация отУВД.
К внутрикабинной информации относятся запахи, необычные звуки, протекание жидкости и т.д.
К внекабинной информации относятся данные, которые можно получить косвенным путем и которые касаются обледенения, огня из сопла. Информация УВД относится к погоде или служит для обеспечения навигации.
Установив причину аварийной ситуации, проверяемый касается соответствующего слова на экране.
Через данные, предъявленные на дисплее, обучающий инструктор может наблюдать за временным ходом и за логикой поиска.
Логическая структура информационного поиска во время решение выявляется с помощью обработки, которая заключается в графическом изображении последовательности вопросов - переходов от одного прибора к другому. Связи наносятся на изображение приборной доски, и получается графическая структура, где источники информации объединены в логические треки. Трек -это связанная линия вопросов, сфокусированная вокруг какой-то подсистемы самолета.
По графическим структурам прослеживаются различные стратегии поиска информации. Из графика можно получить количественную оценку:
числа использованных логических треков;
в каком порядке человек запрашивает информацию внутри трека;
число возвратов и повторных отборов информации;
время между запросами.
Джиффин и Рокуэлл в своем исследовании, проведенном на 40 пилотах с налетом от 2000 до 15000 ч, показали, что стратегии поиска информации в одной и той же ситуации весьма различны у разных пилотов. Если пилоту удалось добиться успеха, он применяет одну и ту же стратегию в разных ситуациях.
Выводы:
система обладает большой эффективностью в обучении и тестировании;
при наличии хорошо построенной программы и достаточного количества экранов тестирование и обучение проводятся в основном без участия инструктора;
в памяти системы сохраняется полный каталог и весь временной ход обучения и тестирования.
Методика «Контроль качества принятия решения курсантом»
Дж.Буш и А.Дил провели исследования на канадской выборке курсантов и на своей местности с целью получить дополнительную информацию для улучшения процесса обучения и принятия решения в полете. Оценка эффективности обучения проводилась в полете за пределами аэродромной зоны, где наблюдающий экзаменатор задавал курсанту ряд ситуаций, требовавших принятия решения, и неукоснительно записывал действия курсантов в полете.
Курсанты, прошедшие курс подготовки по разделу «Принятие решения», дали в среднем 74%, а прошедшие обычный курс - 58% правильных решений. Различия достоверны на уровне р < 0,51.
В исследовании Буша и Дила участвовали две группы новичков в возрасте от 17 до 19 лет, имевшие удостоверения планеристов. В каждой группе по 25 человек из двух разных городов. Экспериментальная группа проходила экспериментальный курс обучения мышлению и принятию решения в полете и обычный курс обучения. Контрольная группа проходила только обычный курс обучения на права пилота-любителя.
Предварительное тестирование и тестирование после обучения проводились с помощью теста Перри «Тревожность/агрессивность», разработанного для водителей. Его применение дало возможность:
1) определить, не отличаются ли экспериментальная и контрольная группы по тревожности и агрессивности, которые являются важными свойствами, определяющими поведение в аварийной ситуации;
2) определить, не внесло ли обучение изменения вэто важное свойство.
Для обучения курсантов были привлечены 9 опытных инструкторов. Один проводил наземную подготовку, а 8 остальных - подготовку в воздухе. Поскольку инструкторы играли важную роль в обучении мышлению и принятию решения, они сами прошли особый курс обучения, в ходе которого их познакомили с материалом, научили эффективно включать элементы тренировки в общий курс подготовки пилотов-любителей на тренажере и в полете.
Инструктор наблюдал и оценивал экзаменуемого в течение всего полета, но старался вести себя как можно менее официально. Чтобы его предложения выглядели более убедительно, он приходил с фотокамерой и просил курсанта сделать крутой разворот на малой высоте, чтобы снимки можно было сделать получше, или доставал карту и просил выполнить крутой разворот на малой высоте, чтобы сверить высоту обозначенной на карте башни с показаниями бортового высотометра. Инструктор должен был вести себя так, чтобы курсант не чувствовал угрозы и напряжения.
Инструктор задавал одну из 18 ситуаций и записывал, насколько хорошо проявляется способность курсанта мыслить в сложных для него ситуациях. Инструктор не знал, к какой группеотноситсякурсант, - к контрольной или к экспериментальной.
Наблюдатели-экзаменаторы проходили 5-часовую подготовку: 3 ч инструктажа в аудитории и 2 ч в полете. В аудитории инструкторов обучали, как создать благоприятные для наблюдения условия, где необходимо летать и как вести себя с курсантом, чтобы создать неофициальную обстановку в кабине, которая позволила бы обнаружить способности курсанта мыслить и принимать решение. В полете закреплялись методы наблюдения за действиями курсанта.
Вступительные экзамены обе группы сдали одинаково: средняя оценка экспериментальной группы была 81 балл, а контрольной - 83 балла. Одинаковыми оказались результаты курсантов обеих групп и при выполнении программы полетов на получение прав летчика-любителя, не получено различий и по вопроснику Перри.
Поразительно разными оказались результаты наблюдений за курсантами в сложных полетных ситуациях, которые провоцировались инструкторами на борту: курсант экспериментальной группы получал в среднем около 83 баллов, а контрольной - 43 балла. Экспериментальная группа оказалась лучше контрольной по 13 из 18 задач. Очень немногие из экспериментальной группы согласились лететь на низкой высоте над застроенной зоной или выполнять над ней крутые виражи на низкой высоте. Экспериментальная группа дала лучшие решения, когда наблюдающий экзаменатор предлагал приземлиться на незнакомой площадке, -число отказов действовать вопреки правилам было больше. Значительное число курсантов контрольной группы решало приземляться, а не уходить на второй круг, когда самолет находился ниже допустимой высоты при снижении. Аналогичной была разница между курсантами, когда инструктор предлагал приземлиться на слишком короткой травяной площадке. Многие курсанты экспериментальной группы считали, что площадка очень короткая, и отказывались приземляться. Аналогичные результаты получены и в тех случаях, когда предлагалось крейсировать на низкой высоте в направлении полета. Тренировка не повлияла на планирование полета, руление в условиях ветра, руление через функционирующую ВПП, процедуры в аэропорту и знания движения. Интересно, что ни один из курсантов экспериментальной группы не согласился сбросить скорость при полете на малой высоте, лететь близко к берегу на низкой высоте или сделать попытку приземлиться с большей, чем положено, высоты.
Принципы обучения
Процесс принятия решения летчиком проанализировал Ф.Бреке. Предлагаемая им модель не только хорошо организует признаки ситуации и процесса решения, но и намечает пути разработки процедур обучения.
Принятие решения необходимо в ситуации, которая характеризуется неопределенностью, когнитивной сложностью и временным дефицитом. Степень неопределенности зависит от недостатка информации. Снабдив пилота информацией, можно свести неопределенность до нуля.
Когнитивная сложность задачи, возникшей перед пилотом, определяется числом дискриминаторов и операторов в алгоритме, который описывает решение задачи. Например, задача с тремя признаками может быть описана алгоритмом с тремя дискриминаторами и тремя операторами.
Временной дефицит. Задача, которая характеризуется сложностью и неопределенностью, требует соответствующего времени для решения, но если человек не располагает требуемым резервом времени, он не сможет выполнить задачу.
Трудность задачи, требующей решения, определяется как результирующая трех факторов: неопределенности, когнитивной сложности и временного дефицита.
Важной характеристикой проблемной ситуации является стресс. Полетная задача может взаимодействовать с теми проблемами, которые лежат за пределами полета. Если их взаимодействие приводит к конфликту или когнитивному диссонансу, то в ситуацию вводится дополнительный компонент стресса, который суммируется со стрессом, уже имеющимся к моменту возникновения аварийной ситуации. К увеличению стресса может привести и сама трудность решаемой пилотом задачи.
Известно, что со стрессом результаты возрастают, а при дальнейшем увеличении стресса начинают быстро падать. Этот факт хорошо известен летным инструкторам, с ним знаком почти каждый пилот. Таким образом, стресс выступает как особый аффективный компонент в определении трудности ситуации принятия решения пилотом. Успешность решения трудной задачи зависит от когнитивных стратегий субъекта, т. е. от его способностей управления вниманием, запоминанием, воспоминанием и мышлением и от его личного репертуара овладением стрессом.
Сценарии или полетные ситуации, которые будет осваивать курсант, должны быть тщательно градуированы по трехмерной шкале.
Обучение будет эффективным только тогда, когда выполняется принцип перехода от простого к сложному.
Переход к очередной стадии обучения должен осуществляться только тогда, когда в соответствии со строго установленными критериями станет ясно, что уровень, намеченный для предыдущей стадии достигнут.
Особого внимания заслуживает постепенность нарастания стресса. От классного обучения, где стресс невелик, переход к тренажеру приводит к увеличению стресса, поскольку здесь масштаб и количество информации соответствуют полетному. С переходом к реальным полетам стресс резко возрастает. К нему нужно подготовить курсанта, предварительно несколько увеличив стресс в ходе наземных тренировок.