Методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА ІНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГІЧНА АКАДЕМІЯ

СУРКОВА Катерина Вікторівна

УДК 629.7.07.073:658.3

МЕТОДИКА ВДОСКОНАЛЕННЯ ПРОСТОРОВИХ ЗДІБНОСТЕЙ ЛЬОТНОГО СКЛАДУ

13.00.02 - теорія та методика навчання з технічних дисциплін

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук

Харків - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Державній льотній академії України Міністерства освіти і науки України, м. Кіровоград.

Науковий керівник доктор педагогічних наук, професор Макаров Роберт Микитович, Державна льотна академія України, м. Кіровоград, завідувач кафедри авіаційної педагогіки і психології.

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, доцент Ягупов Василь Васильович, Науково-методичний центр військової освіти Міністерства оборони України, м. Київ, начальник;

кандидат педагогічних наук, Щербина Світлана Володимирівна,Кіровоградський національний технічний університет, м. Кіровоград, завідувач кафедри іноземних мов.

Провідна установа Тернопільський національний педагогічний університет ім. Володимира Гнатюка, кафедра професійного навчання, Міністерство освіти і науки України.

Захист відбудеться “ 24 “ травня 2005 року о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.108.01 в Українській інженерно-педагогічній академії за адресою: 61003, м. Харків, вул. Університетська, 16.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української інженерно-педагогічної академії за адресою: 61003, м. Харків, вул. Університетська, 16.

Автореферат розісланий “ 20 ” квітня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.В. Плохіх.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

педагогічний просторовий пілотажний орієнтування

Актуальність та доцільність дослідження. Сучасні фундаментальні дослідження в галузі психології і педагогіки забезпечують методологічну основу підготовки фахівців в основних сферах людської діяльності. Досягнення в цій галузі вплинули і на підготовку операторів особливо складних систем керування.

У результаті науково-технічного прогресу за останні роки повітряні судна зазнали значних конструктивних змін, що визначає протиріччя між прогресом авіаційної техніки і відставанням у методиці підготовки авіаційних фахівців для надійної експлуатації сучасної техніки. Але проблема професійної надійності в системі підготовки авіаційних фахівців ще далека від свого рішення. Проблема безпеки польотів і надійності людської діяльності при керуванні літаком вимагає нових підходів, форм, методів. Це підтверджується великою кількістю аварій і катастроф, зумовлених людським фактором, на частку якого приходиться до 90% загальної кількості авіаційних подій. Тому подальший розвиток авіації і підвищення безпеки польотів неможливий без підвищення рівня професійної підготовки.

Для надійності професійної діяльності авіаційний фахівець повинний мати комплекс якостей уваги, мислення, оперативної пам'яті, стійкості до гіпоксії, перевантаженням, гіподинамії, вестибулярній стійкості і просторового орієнтування. Проблема дезорієнтації в польоті є частиною комплексної проблеми безпеки польотів. Втрата просторового орієнтування - звичайна причина авіаційних подій, пов'язаних з людським фактором. Питома вага втрати просторового орієнтування серед причин катастроф сягає 20%. Близько 80% льотного складу випробовують на собі вплив більш 30 видів вестибулярних, зорових, тактильних ілюзій та їхніх численних комбінацій.

На підставі аналізу літературних джерел (В.О. Пономаренко, П.А. Коваленко, О.О. Ворона, Н.Д. Завалова, К.К. Платонов, І.М. Жданько, В.В. Лапа, Д.В. Гандер, С.В. Альошин та ін.) можна зробити висновок, що під просторовими здібностями варто розуміти здібності до відображення форми психічних утворень, просторових властивостей і відносин об'єктів. Численними авторами встановлено, що просторові здібності в значній мірі можуть бути вдосконалені за рахунок спеціально організованого педагогічного процесу. Доведено (В.О. Пономаренко, О.О. Ворона, Р.М. Макаров, Д. В. Гандер, С.В. Альошин, І.М. Жданько, В.Ю. Бондаренко та ін.), що в результаті інтенсивного розвитку науково-технічного прогресу, зокрема, введення літаків п'ятого покоління, виникає крайня необхідність теоретичного обґрунтування і практичної розробки педагогічних умов вдосконалення просторових здібностей льотного складу, тому що гранично швидкі кутові переміщення і кутові прискорення літального апарату не забезпечуються уродженими здібностями і вимагають спеціальної методики як интегративного процесу по вдосконаленню просторових здібностей льотного складу.

В останні роки виконано достатня кількість робіт із проблеми просторового орієнтування в різних галузях науки: медицини і біології (Г.Л. Комендантів, О.О. Ворона, Є.А. Дерев'янко, В.Г. Кузнєцов, В.Г. Стрілець, A.J. Benson та ін.); авіаційної психології (К.К. Платонов, Б.С. Алякринський, В.О. Пономаренко, Д.В. Гандер, П.А. Корчемний, K.K. Gillingham, F.H. Previc та ін.); інженерної психології та ергономіки (Б.Ф. Ломов, Н.Д. Завалова, В.О. Пономаренко, В.В. Лапа, П.О. Коваленко та ін.).

Незважаючи на існуючі наукові розробки і заходи профілактики ілюзій просторового положення літака, незмінною причиною аварійності за роки розвитку авіації є втрата просторового орієнтування в польоті. Тому ця проблема вимагає всебічного усвідомлення та подальшого вивчення. Є деякі напрацювання з навчання просторовому орієнтуванню в авіаційній психології (В.О. Пономаренко, О.О. Ворона, Д.В. Гандер, В.М. Усов, Є.А. Козловський та ін.). Але, вдосконалення просторових здібностей льотного складу як психолого-педагогічна проблема залишається не розробленою. Виникає необхідність подальшої розробки цієї проблеми в галузі професійної авіаційної педагогіки.

Важливість і актуальність проблеми, її недостатня теоретична і практична розробка з точки зору професійної авіаційної педагогіки і визначили вибір теми дослідження: “Методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу”.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації пов'язана з проблематикою роботи науково-дослідного сектора Державної льотної академії України, що узгоджено з Міністерством освіти і науки України по темі “Науковий аналіз безпеки польотів у ХХ сторіччі і прогнозування основних магістральних напрямків досліджень із проблем людського фактора в авіації ХХ1 сторіччя” - РК № 0100V004668 від 16.02.2000 р. № 100. Особистий внесок дисертанта у виконанні даної програми полягає в обґрунтуванні, розробці й апробації методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу. Тема дисертації затверджена Радою з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології АПН України (протокол № 8 від 26.10.2004 р.)

Об'єктом дослідження є процес професійної підготовки льотного складу.

Предметом дослідження є педагогічний процес вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

Мета дослідження: теоретичне обґрунтування і розробка методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу та експериментальна перевірка її ефективності.

Відповідно до об'єкта, предметом і метою нами була висунута наукова гіпотеза:

? якщо буде проведено системний аналіз аварійності льотного складу, то з'явиться можливість визначити основні задачі вдосконалення просторових здібностей льотного складу;

? якщо будуть адаптовані основні психолого-педагогічні концепції і досягнення професійної авіаційної педагогіки до предмету дослідження, то з'явиться можливість теоретично обґрунтувати і практично розробити методику вдосконалення просторових здібностей льотного складу;

? якщо буде теоретично обґрунтована і практично розроблена методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу, то з`явиться можливість у значній мірі підвищити ефективність професійної діяльності в умовах дезорієнтації при виконанні різних видів польоту.

Для досягнення поставленої мети дослідження, нами вирішувалися такі задачі:

1. Провести аналіз наукової літератури і досліджень в галузі безпеки польотів з людського фактору й обґрунтувати шляхи вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

2. Теоретично обґрунтувати і розробити структуру методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

3. Теоретично обґрунтувати і розробити дидактичне наповнення методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу (мету, задачі, принципи, зміст, методи навчання, форми організації, технічні засоби навчання, критерії і методи оцінки).

4. Експериментально перевірити ефективність методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу

Методологічною та теоретичною основою дослідження є системний підхід, (П.К. Анохін, В.М. Садовський, І.В. Блауберг, У.Р. Ешбі, Е.Г. Юдін та ін.); концепція образу польоту (Н.Д. Завалова, Б.Ф. Ломов, В.О. Пономаренко та ін.); теорія і практика проблемного навчання (М.І. Махмутов, І.Я. Лернер, Т.В. Кудрявцев, А.М. Матюшкін та ін.)

Суттєве значення для нашого дослідження мали роботи, присвячені теорії поетапного формування розумових дій (П.Я. Гальперін, Н.Ф. Тализіна, Б.Ц. Бадмаев та ін.), основним принципам педагогіки вищої школи (С.І. Архангельський, А.В. Петровський, А.М. Алексюк, І.І. Кобиляцький та ін.); теорії ігрового навчання (В.В. Давидов, Д.Б. Ельконін, Д.В. Гандер, та ін.), проблемам професійної підготовки, професійної надійності і безпеці польотів (Б.Ф. Ломов, В.О. Пономаренко, Р.М. Макаров, П.О. Коваленко, Н.Д. Завалова, В.Л. Маріщук, Д.В. Гандер, П.В. Картамишев та ін.).

Рішення поставлених задач і перевірка гіпотези здійснювалися за допомогою таких методів дослідження:

? психолого-педагогічні методи: аналіз психолого-педагогічної й навчально-методичної літератури, регламентуючих документів із проблем авіаційної безпеки, передумов до льотних подій, катастроф і інцидентів, пов'язаних із дезорієнтацією в польоті; анкетування, бесіди, спостереження;

методи оцінки рівня просторових здібностей і якості професійної діяльності льотного складу в процесі наземної, попередньої підготовки, при моделюванні реальних польотів по літаководінню і відновленню просторового орієнтування на комплексному тренажері літака Л-39 в екстремальних умовах діяльності (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, імітація умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива);

формуючий педагогічний експеримент із метою перевірки висунутої гіпотези;

методи математичної статистики.

Експериментальна база й етапи дослідження. Дослідження проводилися на базі Державної льотної академії України (м. Кіровоград) і 33 Центра бойової підготовки ВПС України (м. Миколаїв).

1 етап - теоретичний, що включав вивчення й аналіз літературних джерел із проблем професійної підготовки авіаційних фахівців, безпеки польотів, надійності професійної діяльності пілотів при веденні просторового орієнтування. Також аналізувалася література із загальної педагогіки і психології, планувалася і розроблялася послідовність дослідження (2001 -2002 р.).

2 етап - наукове обґрунтування і розробка структури та змісту методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу (2002 - 2003 р.).

3 етап - проведення формуючого педагогічного експерименту, спрямованого на експериментальну перевірку ефективності методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу; аналіз, обробка і узагальнення результатів експериментальної роботи (2003 - 2004 р.).

Наукова новизна полягає в тому, що:

? вперше теоретично обґрунтовані та розроблені, експериментально перевірені психолого-педагогічні умови процесу вдосконалення просторових здібностей льотного складу: мета, задачі, принципи, зміст, методи навчання, форми організації, технічні засоби навчання, критерії і методи оцінки просторових здібностей льотного складу;

? вперше теоретично обґрунтовані організаційно-технологічні умови функціонування процесу вдосконалення просторових здібностей льотного складу, що включають етап попередньої підготовки, етап дотренажерної підготовки, генералізуючий етап вдосконалення просторових здібностей льотного складу - моделювання польотів з дезорієнтацією на комплексному тренажері літака;

? набула подальшого розвитку теорія діяльності операторів особливо складних систем керування в екстремальних умовах, а саме - положення про побудову концептуальної моделі образу польоту в умовах дезорієнтації;

? удосконалено систему теоретичного обґрунтування комплексної оцінки просторових здібностей пілотів, з точки зору дотримання необхідних параметрів польоту, надійності професійної діяльності в умовах дезорієнтації.

Теоретичне значення полягає в тому, що під час дослідження отримано подальший розвиток теорії конструювання моделей процесу підготовки операторів особливо складних систем керування в екстремальних умовах діяльності. Вкладено внесок у професійну авіаційну педагогіку, зокрема, організаційно-технологічні основи при розробці методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу, в авіаційну психологію, з погляду переробки інформації, прийняття і реалізації рішення.

Практичне значення результатів роботи полягає в тому, що розроблена й експериментально перевірена методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу відповідає вимогам безпеки польотів з людського фактору й адресована фахівцям, що здійснюють підготовку льотного складу в авіаційних навчальних закладах.

Організаційно-технологічні і дидактичні основи методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу були впроваджені в навчальний процес 33 Центру бойової підготовки ВПС України (Акт про впровадження від 18.06.2004 р.) і Державної льотної академії України (Акт про впровадження від 04.02.2004 р.) у процесі проведення тренажерної підготовки (спеціальні вправи зі складними просторовими становищами), при читанні теоретичного курсу на кафедрі авіаційної педагогіки і психології, при проведенні семінарів і практичних занять на кафедрі безпеки польотів, а також дисциплін: аеродинаміки, літаководіння.

Методика є науковою основою при розробці навчальних планів і програм із вдосконалення просторових здібностей у навчальних центрах, школах первісної льотної підготовки, училищах і вищих навчальних закладах льотного профілю.

Надійність і вірогідність результатів досліджень і основних висновків дисертаційної роботи забезпечувалися теоретичним обґрунтуванням вихідних положень дослідження, використанням комплексу методів дослідження, адекватних меті і завданням дослідження в галузі загальної і авіаційної педагогіки та психології, репрезентативністю відбору, об'єктивними результатами експериментальної перевірки розробленої методики, обробкою даних за допомогою методів математичної статистики, що забезпечує отримання вірогідних оцінок надійності ведення просторового орієнтування пілотами.

Апробація результатів дисертації здійснювалася протягом 2001 - 2004 р. Основні положення, висновки, рекомендації і результати дослідження обговорювалися на Міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми професійного здоров'я фахівців у світлі вимог ХХ1 століття” (м. Кіровоград, 25-26 жовтня 2002 р.), Регіональній науково-практичній конференції “Професійний портрет викладача ХХ1 сторіччя: проблеми, перспективи” (м. Кіровоград, 30-31 травня 2003 р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Пошук, порятунок і виживання в авіації. Медичні, психологічні і педагогічні аспекти” (м. Судак, 4-8 вересня 2003 р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні інформаційні технології в керуванні і професійній підготовці операторів складних систем” (м. Кіровоград, 17-18 грудня, 2003 р.), Міжнародній науково-практичній конференції “Професійний портрет викладача вищого навчального закладу ХХ1 сторіччя: проблеми, перспективи” (м. Кіровоград, 21-22 квітня 2004 р.).

Публікації. За результатами дослідження опубліковано 6 робіт (з них 4 статті у збірниках, затверджених ВАК України).

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків з кожного розділу, загальних висновків, списку використаних джерел - 168, з них 7 - іноземною мовою. Повний обсяг роботи 256 сторінок. Робота має 33 таблиці на 30 сторінках і 8 рисунків на 6 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність і доцільність дослідження, визначено його об'єкт, предмет, мету, гіпотезу, завдання, методологічні й теоретичні основи, розкрито наукову новизну, теоретичне і практичне значення, наведено дані про впровадження результатів дослідження.

У першому розділі "Вдосконалення просторових здібностей льотного складу як психолого-педагогічна проблема в системі безпеки польотів" проаналізовано проблему професійної надійності льотного складу в інтеграції з надійністю ведення просторового орієнтування в польоті та визначено основні шляхи вирішення проблеми вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

Проблема просторової дезорієнтації є частиною комплексної проблеми безпеки польотів і втрата просторового орієнтування - звичайна причина авіаційних подій, пов'язаних з людським фактором. Льотні події, пов'язані з порушенням просторового орієнтування, відбуваються в різних метеоумовах, практично на всіх етапах польоту, у льотного складу з різним рівнем підготовки.

Аварії і катастрофи через порушення просторового орієнтування досить стабільні і збільшуються в період масового переходу на нову авіаційну техніку. Так при переході з авіаційної техніки третього покоління на техніку четвертого покоління кількість аварій і катастроф через повну втрату просторового орієнтування зросла відповідно з 7,6% до 15%. У 84% випадків повної втрати просторового орієнтування закінчуються катастрофами. Протягом періоду 1990-1999 років, у ВПС США відбулося 36 пов'язаних з дезорієнтацією катастроф, що забрали життя 44 членів екіпажів і коштували 557 млн. доларів.

Таким чином, системний аналіз наукових досліджень, регламентуючих документів, авіаційних подій і катастроф показав, що особливу значущість здобуває надійність ведення просторового орієнтування в екстремальних умовах польоту (відмовлення пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, умови дезорієнтації, складні метеоумови, “боковий вітер”, обмеження запасу палива в польоті); головною причиною недостатньої надійності ведення просторового орієнтування є відсутність теоретично обґрунтованої і розробленої методики. Аналіз навчальних програм вищих льотних навчальних закладів свідчить про те, що просторові здібності пілотів, які складають основу професійної діяльності, формуються на недостатньому рівні.

Фундаментальною основою сучасних педагогічної і психологічної наук є великі наукові дослідження у педагогіці і психології. Це роботи таких відомих теоретиків як С.Л. Рубінштейна, О.М. Леонтьєва, С.І. Архангельського, М.М. Скаткіна, Ю.К. Бабанського, Л.В. Занкова, Н.Ф. Тализіної, М.І. Махмутова, К.К. Платонова, Б.Ф. Ломова, П.Я. Гальперіна, Б.С. Гершунського та інших.

Отже, наукові дослідження з проблеми просторового орієнтування в польоті, проведені в різних галузях науки і значні психолого-педагогічні напрацювання, є величезною теоретичною і практичною базою для обгрунтування педагогічних концепцій з метою вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

Рішенням проблеми безпеки польотів у даному випадку є психолого-педагогічні умови вдосконалення просторових здібностей льотного складу для надійної та ефективної професійної діяльності.

Встановлено, що в практиці навчання веденню просторового орієнтування в польоті з відмовами пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, із введенням умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива потребують вдосконалення: мета, задачі, принципи, зміст, методи навчання, технічні засоби, критерії і методи оцінки просторових здібностей пілотів.

Таким чином, теоретичне обґрунтування і розробка дидактичних та організаційно-технологічних умов методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу є психолого-педагогічна проблема, рішення якої підвищить рівень безпеки польотів.

В другому розділі "Теоретичні основи конструювання і змісту методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу" викладені науково-теоретичні посилки методики, дидактичне наповнення розробленої методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу (мета, задачі, принципи, зміст, методи навчання, форми організації, технічні засоби навчання, критерії і методи оцінки просторових здібностей льотного складу).

У якості теоретичної і методологічної основи розробки методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу служить системний підхід, концепція образу польоту, теорія і практика проблемного навчання.

Системний підхід як наукова методологія дозволяє розглядати, досліджувати, конструювати і моделювати педагогічний процес вдосконалення просторових здібностей пілотів у виді системи.

Формування повноцінного образа польоту в процесі підготовки є основою для надійного ведення просторового орієнтування в польоті, обумовлюючи вплив на усі компоненти методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу. Найбільшою мірою концепція образа польоту виявляється в змісті методики.

Ускладнення устаткування авіаційної техніки, збільшення кількості пілотажно-навігаційних приладів призводить до розширення обсягу переробки інформації, що надходить до пілота, появі дефіциту часу при ухваленні рішення, керуванні літаком і одночасним веденням просторового орієнтування в польоті. У зв'язку з цим, процес вдосконалення просторових здібностей льотного складу відбувається на базі проблемно-ситуаційних завдань, що вимагають від пілота, який навчається, активізації всіх наявних у нього знань, мобілізації творчих сил, мотивації, інтелектуалізації його професійної діяльності.

Метою методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу є формування стійкості ведення просторового орієнтування пілотами в екстремальних умовах польоту.

Задачі методики:

1. Сформувати здатність своєчасного прогнозування і запобігання переходу літака в складне просторове становище.

2. Навчити формуванню образу польоту в умовах дезорієнтації в польоті.

3. Навчити грамотному аналізу польотної ситуації, прийняттю і реалізації рішення у випадку втрати просторового орієнтування.

4. Сформувати просторові представлення, оперативне і передбачене мислення.

5. Навчити літаководінню візуальному і з застосуванням радіотехнічних засобів (РТЗ).

6. Навчити відновленню орієнтування за допомогою РТЗ.

7. Навчити виконанню польотів по дублюючих приладах, по приладах за шторкою.

Принципи навчання базуються на загальнодидактичних принципах: систематичності і послідовності, наочності, активності й самостійності, професійній спрямованості, науковості, зв'язку з реальною діяльністю, співробітництва. Але виходячи зі специфіки льотної праці, нами застосовувалися в методиці вдосконалення просторових здібностей льотного складу специфічні процесуальні принципи: принцип суворої регламентації і тимчасового лімітування, принцип додаткового психологічного навантаження, принцип ритмічного зростання психофізіологічного навантаження, принцип комплексного формування психофізіологічних якостей і механізмів адаптації.

У процесі засвоєння змісту навчального матеріалу методики пілот повинен мати конкретні знання, навички й уміння.

Знання:

- особливості прийняття і реалізації рішення в умовах втрати просторового орієнтування;

- основні компоненти образу польоту, необхідні для його побудови;

- найбільш типові відхилення параметрів польоту і порядок дій з їхньої ліквідації, при втраті просторового орієнтування;

- пристрій і правила експлуатації пілотажно-навігаційних приладів;

- показання пілотажно-навігаційних приладів, необхідні для ведення просторового орієнтування;

- порядок розподілу і переключення уваги при втраті просторового орієнтування.

Навички:

- створення образу польоту в перевантаженому інформаційному полі і при дефіциті інформації;

- збереження функцій розподілу і переключення уваги, координації рухів в умовах просторових перекручувань;

- прийняття і реалізації рішення на базі сформованого образу польоту при втраті просторового орієнтування;

- виходу літака зі складного просторового становища;

- оперативного, передбачаючого, наочно-образного і логічного мислення при відновленні орієнтування;

- ведення кругової обачності;

- пілотування по основних і дублюючих приладах і використання РТЗ у польоті;

- розподілу і переключення уваги на пілотажно-навігаційні прилади.

Уміння:

- перекладати закодовану в показниках приладів інформацію в образ просторового положення літака;

- відновлювати образ просторового положення літака при втраті просторового орієнтування в різних інформаційних умовах;

- використовувати обмежену навігаційну інформацію для побудови концептуальної моделі образа польоту;

- виводити літак зі складного просторового становища в умовах відмовлень пілотажно-навігаційних приладів і систем літака;

- вести візуальне і приладове орієнтування;

- відновлювати орієнтування за допомогою РТЗ;

- пілотувати по дублюючих приладах.

Організаційно-технологічні умови процесу вдосконалення просторових здібностей льотного складу складають етапи, пов'язані з особливостями їхньої професійної підготовки:

? попередня підготовка (вправи з розвитку просторових здібностей - 60 годин);

? дотренажерна підготовка (проблемно-ситуаційні завдання - 18 годин);

? тренажерна підготовка (вправи по відновленню просторового орієнтування - 36 годин).

Моделювання польотів із відновлення просторового орієнтування є домінуючим засобом підготовки, тому що, комплексний тренажер літака дозволяє моделювати з високим ступенем точності реальні польоти, створювати екстремальні умови польоту (імітація умов дезорієнтації) і тим самим формувати професійну надійність льотного складу.

На етапі попередньої підготовки у вправах з розвитку просторових здібностей застосовуються два види вправ: вправи, що спираються на реальне сприйняття, і вправи з опорою на уяву.

Пілоти, що навчаються, працюють з різними напрямками обертання: навколо горизонтальної осі; навколо вертикальної осі; навколо фронтальної осі; оперують трьома видами кубів: кубом із гранями, пофарбованими в різні кольори; кубом із гранями, позначеними цифрами; кубом із гранями, позначеними буквами; уявне визначення величини і напрямку крену літака; уявне з'єднання частин фігур. У вправах з опорою на уяву установка на побудову цілісного образу в уяві по дискретній інформації, що задається.

Заданий встановленний час на виконання будь-якої вправи - 2 хвилини, потім необхідно зменшувати до 1,5 і 1 хвилини. У вправах підраховується кількість правильних результатів і час виконання.

За допомогою вправ, що спираються на реальне сприйняття і вправ з опорою на уяву у пілотів, необхідно розвивати просторові уявлення і формувати здатність створення уявного образу предметів і дій з ним, виробляти розумові навички й уміння перекладу наявної інформації в наочні просторові образи. На основі такої здатності в реальному польоті формується концептуальна модель образу польоту для надійної професійної діяльності.

На етапі дотренажерної підготовки при рішенні проблемно-ситуаційних завдань з різними відмовами пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, що приводять до ускладнення ведення просторового орієнтування і визначення місця розташування повітряного судна, у пілотів, що навчаються, необхідно формувати уявлення і прогноз розвитку складної просторової ситуації в польоті, пошук шляхів виходу з неї, а також знання про наслідки помилкових дій при дезорієнтації в польоті.

Пілоти, досліджуючи проблемну ситуацію, розроблену нами на основі реальної льотної катастрофи, повинні обґрунтувати її, застосовуючи наявні знання, актуалізуючи їх до конкретної проблемної ситуації. Вони піддають ретельному аналізу виконані дії кожного члена екіпажа, зіставляють дану ситуацію з відомими випадками, аналізують і порівнюють подібні ситуації, класифікують окремі операції і синтезують в образ польоту. І на базі сформованого образу польоту приймають правильне рішення виходу з критичної ситуації. При чому, інформація про помилкові дії екіпажа відсутня. Кожен пілот індивідуально працює з бланком-таблицею проблемної ситуації.

Така дотренажерна підготовка є необхідною умовою для більш швидкого засвоєння вправ з відновлення просторового орієнтування, модельованих на комплексному тренажері літака Л-39, тому що в процесі виконання польоту створення образу просторового положення літака, тобто виконання складних розумових операцій ускладнено.

Підготовка на комплексному тренажері літака Л-39 необхідна для того, щоб наблизити пілотів, які навчаються, до реальної льотної діяльності (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, імітація умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива в польоті) з формуванням у них надійності знань, навичок і умінь ведення просторового орієнтування в польоті. При виконанні вправ на відновлення орієнтування, використовуючи обмежену навігаційну інформацію, пілот застосовує наочно-образне і логічне мислення, що розвивається і вдосконалюється на заняттях попередньої та дотренажерної підготовці, спрямоване на формування представлення про ймовірне положення літака за курсом, азимутом і видаленню відносно злітно-посадкової смуги. Саме при моделюванні реальних польотів на комплексному тренажері літака Л-39 у пілотів відбувається адаптація, як до звичайних, так і екстремальних умов професійної діяльності.

Оцінка рівня професійної діяльності пілотів на комплексному тренажері літака Л-39, у зв'язку з високою складністю дій і техніки пілотування в екстремальних умовах (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, імітація умов дезорієнтації в польоті, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива) повинна здійснюватися експертним шляхом (десятибальна шкала оцінок) за кінцевим результатом (по відновленню або невідновленню просторового орієнтування в польоті) і по відхиленнях від оптимальної траєкторії польоту при рішенні навігаційних задач.

У третьому розділі "Експериментальне обґрунтування ефективності методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу" викладено особливості організації методики навчання, виконання експериментальної роботи, проаналізовано ефективність методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

До початку формуючого педагогічного експерименту був проведений добір випробуваних за основними показниками, що впливають на успішність навчання і професійну діяльність.

Відбувався відбір пілотів за льотною успішністю, з тренажерної підготовки, за загальним нальотом, стартовому вирівнюванню підлягали пілоти за рівнем просторових здібностей. Для проведення формуючого педагогічного експерименту було сформовано дві групи: контрольна і експериментальна. Групи було вирівняно за всіма параметрами, що впливають на ефективність проведеного педагогічного експерименту.

Для достовірної оцінки методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу нами застосовувалися такі методи дослідження: психолого-педагогічні, методи оцінки загального рівня просторових представлень і якості професійної діяльності, формуючий педагогічний експеримент, методи математичної статистики.

Вірогідність розходжень параметрів, оцінюваних в експерименті, обчислювалася за допомогою методів математичної статистики (за критерієм Ст`юдента).

На етапі попередньої підготовки пілоти експериментальної групи при обмеженому часі виконання вправ швидко і досить точно відбивали у свідомості геометричні фігури, робили з ними просторові переміщення з опорою на реальне сприйняття й уяву, успішно виконували вправу “Авіагоризонт”, програваючи в розумі просторове положення літака. Так, наприклад, фонове середнє значення часу виконання вправи “Авіагоризонт”, при заданому встановленому часі 2 хвилини, в експериментальній групі склало 2,7. А після проходження курсу попередньої підготовки по розвитку просторових здібностей при імовірності розходжень Р>0,997, середнє значення часу виконання вправи “Авіагоризонт” (заданий настановний час 2 хвилини) склало 1,4.

При порівнянні результатів, отриманих у ході формуючого педагогічного експерименту на етапі дотренажерної підготовки, при аналізі проблемно-ситуаційного завдання, що моделює реальну авіаційну катастрофу, встановлено, що пілотами експериментальної групи отримані більш високі педагогічні оцінки. В експериментальній групі середня оцінка складає 8,86 балів, у контрольній групі - середня оцінка складає 6,27 балів Було встановлено, що наявні розходження в порівнюваних рівнях сягають достовірних значень (імовірність розходження Р>0,996).

Експертна оцінка ефективності методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу показала більш високий рівень професійної надійності пілотів із ведення просторового орієнтування при моделюванні польотів на комплексному тренажері літака Л-39 в екстремальних умовах діяльності (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, імітація умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива) у порівнянні з традиційною формою навчання.

Пілоти контрольної групи показали результати набагато нижче. У них спостерігалася розгубленість, невпевненість, зніяковілість. У контрольній групі більшість пілотів не тільки неточно вели просторове орієнтування в польоті, але вони не могли оцінити правильно обстановку, побудувати образ польоту й образ діяльності, прийняти і реалізувати рішення. Усе це призвело до порушення безпеки польотів.

Так, наприклад, встановлено, що при виконанні вправи “Відновлення орієнтування і захід на посадку при використанні автоматичного радіокомпасу і курсової системи” пілоти експериментальної групи при обмеженому часі швидко і досить точно (мали більш високу середню оцінку за виконання даної вправи - 8,8 балів, чим пілоти контрольної групи - 6,7 балів, при імовірності розходжень Р>0,996) відновлювали просторове орієнтування відносно злітно-посадочної смуги і захід на посадку при різних умовах і обмеженнях навігаційної інформації.

Таку якісну зміну просторових здібностей у порівнянні з традиційною програмою навчання можна пояснити з позицій системного підходу, що закономірно затверджує фокусування компонентів навчально-виховного процесу на досягнення цільового результату навчання; теорії поетапного формування розумових дій; рефлекторно-асоціативної теорії; концепції образу польоту; теорії комплексного формування психофізіологічних якостей; а також теорій проблемного навчання і структури побудови сучасного уроку; ігрового навчання; пластичного забезпечення функцій організму; установки; домінанти; сполученої операторської діяльності; психолого-педагогічних позицій теорії мотивації

Таким чином, експериментальна оцінка методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу показує її ефективність у підготовці пілотів та високий рівень професійної надійності знань, навичок і умінь із ведення просторового орієнтування в екстремальних умовах професійної діяльності. Висунута на початку дослідження гіпотеза отримала своє експериментальне підтвердження.

ВИСНОВКИ

1. На підставі аналізу наукових досліджень, регламентуючих документів, авіаційних подій і катастроф можна зробити головний висновок, що стосується підвищення професійної надійності льотного складу при веденні просторового орієнтування. Встановлено, що основні причини аварійності через дезорієнтацію в польоті кореняться:

? у відсутності теоретично обґрунтованих знань, навичок і умінь льотного складу з стійкого ведення просторового орієнтування в польоті (відсутність у льотного складу здібностей перекладу закодованої в показниках приладів інформації в образ просторового положення літака; відновлення образу просторового положення літака при втраті просторового орієнтування в різних інформаційних умовах; використання обмеженої навігаційної інформації для побудови концептуальної моделі образу польоту; виходу літака зі складного просторового становища в умовах відмовлень пілотажно-навігаційних приладів і систем літака);

? у відсутності теоретично обґрунтованих методів і форм навчання, методів і критеріїв оцінки просторових здібностей льотного складу;

? у відсутності теоретично обґрунтованих організаційно-технологічних і дидактичних умов навчання з формування знань, навичок і умінь для ведення просторового орієнтування в екстремальних умовах діяльності.

2. Теоретично обґрунтована і розроблена методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу, являє собою упорядковану систему дидактично наповнених компонентів: мету, задачі, принципи, зміст, методи навчання, форми організації, технічні засоби навчання, критерії і методи оцінки; спрямовану на одержання єдиного сфокусованого результату - формування стійкості ведення просторового орієнтування пілотами в екстремальних умовах польоту.

3. Процес вдосконалення просторових здібностей льотного складу має складатися з трьох етапів: попередньої підготовки, дотренажерної підготовки і тренажерної підготовки.

На першому етапі необхідно, застосовуючи комплекс вправ, що спираються на реальне сприйняття і вправи з опорою на уяву розвивати просторові уявлення, формувати здатність створення уявного образу предметів і дій з ними, розумових навичок і умінь перекладу наявної інформації в наочні просторові образи для надійної й ефективної професійної діяльності.

На другому етапі необхідно проводити поглиблений аналіз проблемно-ситуаційних завдань із різними відмовами пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, що призводять до ускладнення ведення просторового орієнтування і визначення місця розташування повітряного судна. Формувати уявлення і прогноз розвитку складної просторової ситуації в польоті, пошук шляхів виходу з неї, а також наслідки помилкових дій при дезорієнтації в польоті.

На третьому етапі необхідно закріпити знання, навички й уміння з льотної експлуатації повітряних судів шляхом моделювання реальних польотів на комплексному тренажері літака Л-39; формувати надійність знань, навичок і умінь із ведення просторового орієнтування в екстремальних умовах діяльності (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, імітації умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива).

Пілоти повинні оцінюватися за розвиненістю просторових уявлень; умінням аналізувати проблемно-ситуаційні завдання; умінням побудови концептуальної моделі образу польоту, прийняттям і реалізацією рішення на базі образу польоту в екстремальних умовах при моделюванні професійної діяльності на комплексному тренажері літака Л-39.

4. Експериментально доведено ефективність методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу.

Встановлено, що пілоти експериментальної групи при обмеженому часі виконання вправ швидко і досить точно відбивали у свідомості геометричні фігури, робили з ними просторові переміщення з опорою на реальне сприйняття й уяву, успішно виконували вправу “Авіагоризонт”, програючи в розумі просторове положення літака.

Рівень володіння просторовими представленнями у пілотів експериментальної групи вірогідно вище після проведення формуючого педагогічного експерименту. Фонові показники середнього часу виконання вправи і кількості, правильно виконаних вправ в експериментальній групі нижче. Розходження в показниках сягають достовірних величин (Р>0,997).

Пілоти експериментальної групи успішно закінчивши навчання на етапі дотренажерної підготовки реально представляли і прогнозували розвиток складної просторової ситуації в польоті, а також наслідки неправильних дій при дезорієнтації в польоті.

При порівнянні результатів, отриманих в експерименті при аналізі проблемно-ситуаційного завдання, що моделює реальну авіаційну катастрофу, встановлено, що пілотами експериментальної групи отримано більш високі оцінки на даному етапі (середня оцінка складає 8,86 балів) у порівнянні з контрольної (середня оцінка складає 6,27 балів) з імовірністю розходжень Р>0,996.

При моделюванні польотів на комплексному тренажері літака Л-39, встановлено, що, маючи практично однакові стартові показники при виконанні вправи “Відновлення орієнтування”, в експериментальній групі отримано більш високий рівень показників (середня оцінка складає 8,93 балів) у порівнянні з контрольною групою (середня оцінка складає 7,06 балів), з імовірністю розходжень Р>0,99.

У більшості пілотів контрольної групи в умовах відмов пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, при імітації умов дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива спостерігалося: незнання параметрів польоту, необхідних для ведення просторового орієнтування; неправильна побудова образу польоту при аналізі інформаційного поля; втрата контролю витримування необхідних параметрів польоту при веденні просторового орієнтування в польоті; несвоєчасне зчитування інформації; несвоєчасне прийняття і реалізація рішення по виходу зі складного просторового становища.

Таким чином, експериментальна перевірка методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу виразилася у вдосконаленні просторових уявлень, формуванні здатності створення уявного образу предметів і дій з ними, формування розумових навичок і умінь перекладу наявної інформації в наочні просторові образи для надійної й ефективної професійної діяльності; формуванні уявлення і прогнозу розвитку складної просторової ситуації в польоті, пошуку шляхів виходу з неї, а також наслідків помилкових дій при дезорієнтації у польоті; формуванні надійності знань, навичок і умінь з ведення просторового орієнтування в екстремальних умовах діяльності (відмови пілотажно-навігаційних приладів і систем літака, умови дезорієнтації, складних метеоумов, “бокового вітру”, обмеження запасу палива) при моделюванні польотів на комплексному тренажері літака Л-39.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Суркова Е.В. Пространственные представления как слагаемое профессионального здоровья операторов особо сложных систем управления // Научные труды академии: специальный выпуск VІ / Под ред. Р.Н. Макарова. Кировоград: Издательство ГЛАУ, 2002. - С.71-81. - 0,42 авт. арк.

2. Суркова Е.В. Научно-теоретические посылки методики формирования пространственных способностей курсантов-пилотов // Научные труды академии: специальный выпуск VІ1 /Под ред. Р.Н. Макарова. Кировоград: Издательство ГЛАУ, 2003. - С.58-71. - 0,55 авт. арк.

3. Суркова Е.В. Пространственная ориентировка пилотов как психолого-педагогическая проблема // Наукові праці академії: випуск VІІ, частина І / За ред. Р.М. Макарова. Кіровоград: Видавництво ДЛАУ, 2003. - С.12 - 21. - 0,44 авт. арк.

4. Суркова Е.В. Психолого-педагогические условия совершенствования пространственных способностей летного состава // Научные труды академии / Под ред. Р.Н. Макарова. Кировоград: Издательство ГЛАУ, 2004. - С.84-93. - 0,37 авт. арк.

5. Суркова Е.В. Проблемы подготовки специалистов ХХ1 века и пути их реализации (на примере подготовки летного состава) // II регіональна науково-практична конф.” Професійний портрет викладача ХХ1 століття: проблеми, перспективи”. - Кіровоград: Кіровоградська філія Відкритого міжнародного університету розвитку людини „Україна”, 2003. - С.59-65. - 0,25 авт.арк.

6. Суркова Е.В. Педагогические аспекты формирования пространственных способностей курсантов-пилотов // Междунар. научно-практическая конф. Современные информационные технологии в управлении и профессиональной подготовке операторов сложных систем”. - Кировоград, 2003. - С.97-98. - 0,08 авт. арк.

АНОТАЦІЯ

Суркова К.В. Методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук зі спеціальності 13.00.02 - теорія та методика навчання з технічних дисциплін. Українська інженерно-педагогічна академія, Харків, 2005.

У дисертації проведено аналіз авіаційних випадків і катастроф із причини дезорієнтації пілотів у польоті. Визначена проблема дослідження, намічені шляхи її вирішення з точки зору професійної авіаційної педагогіки.

Теоретично обґрунтована і практично розроблена методика вдосконалення просторових здібностей льотного складу (мета, завдання, принципи, зміст, методи навчання, організаційні форми, технічні засоби, критерії та методи оцінки), визначені етапи підготовки.

Висока ефективність розробленої методики вдосконалення просторових здібностей льотного складу підтверджується експериментальним дослідженням. Встановлено, що застосування розробленої методики дозволяє підвищити рівень професійної надійності пілотів при веденні просторового орієнтування в польоті.

Ключові слова: методика навчання, професійна надійність пілотів, просторове орієнтування, просторові здібності, екстремальні умови польоту, проблемне навчання, проблемно-ситуаційні завдання, тренажерна підготовка.

SUMMARY

Surkova E.V. Methods of pilot's spatial abilities improvement. - Manuscript.

A thesis for getting a scientific degree of a Candidate of Pedagogical Sciences in the speciality 13.00.02 - "Theory and Methods of Training in Technical Disciplines" - Ukrainian Engineering-Pedagogies Academy, Kharkiv, 2005.

The analysis of aircraft incidents and catastrophes caused by disorientation is conducted in dissertation. It was determined that the problem of spatial orientation in the flights safety system remains unexplored in the flight staffs training didactics. The ways of this problem solving in the sphere of professional aviation pedagogic, scientific basis and development pilot's spatial abilities improvement learning process components are mentioned.

Methods of pilot's spatial abilities improvement (aim, purposes, principles, didactic materials, methods, forms of the organization and other components) are theoretically grounded and developed. Stages of training spatial abilities improvement are determined.

The experimental research showed high effectiveness of pilot's spatial abilities improvement methods. The application of these training during the experiment methods improved the professional reliability of pilots spatial orientation.

Key words: methods of education, professional reliability of pilots, spatial orientation, spatial abilities, extraordinary flight conditions, problem education, problem-situational tasks, training at the emulator.

АННОТАЦИЯ

Суркова Е.В. Методика совершенствования пространственных способностей летного состава. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.02 - теория и методика обучения техническим дисциплинам. - Украинская инженерно-педагогическая академия, Харьков, 2005 .

Системный анализ научных исследований, регламентирующих документов, авиационных происшествий и катастроф показал, что выполнено большое количество работ, связанных с проблемой безопасности полетов. Установлено, что, несмотря на существующие научные разработки и принимаемые меры по повышению профессиональной надежности и эффективной деятельности летного состава, аварийность по причине дезориентации пилотов в процессе полета не снижается. Удельный вес потери пространственной ориентировки летным составом среди других причин катастроф достигает 20% .

Также в ходе анализа регламентирующих документов, аварий и катастроф по причине дезориентации в полете определено, что в основе ошибочных действий летного состава лежит недостаточная профессиональная надежность при ведении пространственной ориентировки в полете. Решением проблемы безопасности полетов в данном случае являются психолого-педагогические условия совершенствования пространственных способностей летного состава для надежной профессиональной деятельности.

Однако, на сегодняшний день, методика совершенствования пространственных способностей летного состава не разработана.

Автором теоретически обоснована и разработана методика совершенствования пространственных способностей летного состава, включающая цель, задачи, принципы, содержание, методы, организационные формы, технические средства, критерии и методы оценки пространственных способностей пилотов.

Процесс совершенствования пространственных способностей летного состава включает три этапа:

1. Предварительная подготовка - развитие пространственных представлений, формирование способности создания мысленного образа предметов и действий с ним, умственных навыков и умений перевода имеющейся информации в наглядные пространственные образы для надежной профессиональной деятельности.

2. Дотренажерная подготовка - углубленный анализ проблемно-ситуационных заданий с различными отказами пилотажно-навигационных приборов и систем самолета, приводящими к усложнению ведения пространственной ориентировки и определения местоположения воздушного судна, формирование представлений и прогноза развития сложной пространственной ситуации в полете, поиск путей выхода из нее, а также последствий ошибочных действий при дезориентации в полете.

?3. Тренажерная подготовка - закрепление знаний, навыков и умений по летной эксплуатации воздушных судов путем моделирования на комплексном тренажере самолета Л-39; формирование надежности знаний, навыков и умений по ведению пространственной ориентировки в экстремальных условиях деятельности (отказы пилотажно-навигационных приборов и систем самолета, имитация условий дезориентации, сложных метеоусловий, “бокового ветра”, ограничение запаса топлива).

Экспериментально доказана высокая эффективность методики по сравнению с традиционным обучением. Установлено, что пилоты экспериментальной группы показали достоверно высокие показатели по ведению пространственной ориентировки:

? быстро и правильно считывали показания приборов и систем самолета;

? показали высокий уровень знаний приборных параметров, необходимых для ведения пространственной ориентировки;

? система регуляции управляющих действий осуществлялась с помощью образа полета;

? безошибочно определяли пространственное положение самолета,

? предвидели и выдерживали необходимую траекторию полета при заходе на посадку, разворотах и других участках полета;

? анализировали и правильно оценивали сложное пространственное положение воздушного судна при имитации дезориентации.

Ключевые слова: методика обучения, профессиональная надежность пилотов, пространственная ориентировка, пространственные способности, экстремальные условия полета, проблемное обучение, проблемно-ситуационные задания, тренажерная подготовка.

Размещено на Allbest.ur

...