Информационные технологии в применении к модельным

Информационные технологии в применении
к модельным курсам IMO
Петров Владимир Алексеевич,
к.т.н, доцент.
e-mail: petrov@msun.ru
Шарлай Георгий Николаевич,
к.т.н, доцент.
e-mail: sharlay@msun.ru
Морской государственный университет, Владивосток
Интенсивное развитие информационных технологий открывает широкие возможности для применения контрольно-обучающих систем в образовательном процессе, в том числе и для учета уровня знаний и успеваемости. Приводятся примеры
разработки и внедрения в учебный процесс программных комплексов в применении
к модельным курсам IMO, которые могут быть привязаны в автоматическом режиме
к проектируемым и действующим АСУ вуза.
Ключевые слова: IT, IMO, стандарты образования, интерфейс пользователя.
1. СТАНДАРТЫ МОДЕЛЬНЫХ КУРСОВ IMO
В соответствии со стандартами Международной конвенции о подготовке и
дипломировании моряков и несении вахты (ПДНВ) IMO разработало модельные
курсы подготовки морских специалистов, которые определяют цели и задачи данного курса, а также компетентность обучающихся.
Каждый модельный курс включает в себя общую схему курса (с детализацией
объема и содержания, поставленными задачами, стандартами допуска и с прочей
информацией о курсе), программу курса обучения (календарный план), учебнометодический комплекс (включая цели обучения, которые должны быть достигнуты
обучающимися по окончании курса), методические рекомендации преподавателям и
обобщенные результаты, по которым следует оценивать уровень подготовки обучающихся. Для некоторых модельных курсов требуются тренажеры и специальное
оборудование
Так, например, модельный курс 1.07 (RADAR Navigation, Radar Plotting and
use of ARPA) [1] предназначен для изучения дисциплины «Предотвращение столкновений судов». Столкновения судов часто происходят из-за ошибок судоводителя в
ненадлежащем использовании радиолокатора и средств радиолокационной прокладки как при ограниченной видимости, так и при хорошей погоде. При развитии ситуации опасного сближения общей ошибкой является изменение курса на основании
недостаточной информации или превышение безопасной скорости. Радиолокационная информация и средства радиолокационной прокладки могут помочь вахтенному
офицеру в обеспечении надлежащего наблюдения в районах с интенсивным движением судов.
Модельный курс 1.07 требует наличия радиолокационного тренажера с пультом инструктора и достаточным количеством дисплеев своего судна для работы с
группой обучающихся. Оборудование должно включать, по крайней мере, две рабочие судовые станции (конвенция ПДНВ A-I/12, часть 1, параграф 4.3), которые
должны имитировать операционные возможности навигационного радиолокационного оборудования со всеми применяемыми стандартами IMO (резолюции
A.222(VII), A.278(VIII), A.477(XII) и A.832(19)). Каждое рабочее место должно быть
обеспечено маневренным планшетом и прокладочным инструментом. Для изложения теоретической части курса необходима аудитория с классной доской и мультимедийным комплексом.
В настоящее время из-за недостатка рабочих мест для обучаемых преподаватели вынуждены увеличивать лекционные часы за счет практических занятий на
тренажерах, что не способствует достижению требуемых стандартов обучения. Нет
необходимости говорить, что лекционное обучение может быть эффективным, только если сопровождается практическими занятиями.
Курс обучения может быть улучшен с помощью информационных технологий
(IT). Экран современного судового радара практически идентичен экрану персонального компьютера. И персональные компьютеры гораздо более доступны для
обучаемых, чем специализированное тренажерное оборудование. Поэтому некоторые начальные компетенции модельного курса 1.07 могут быть достигнуты с помощью персональных компьютеров с соответствующим программным обеспечением.
Курс компьютерного обучения должен быть подтвержден и продолжен на стационарном радиолокационном тренажере[2].
2. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
ДЛЯ МОДЕЛЬНОГО КУРСА 1.07
В Морском государственном университете имени адм. Г.И.Невельского для
достижения компетенций, требуемых модельными курсами, была разработана серия
программ, которая прошла проверку в учебном процессе и может быть полезна для
преподавателей и курсантов других морских учебных заведений. Некоторые из этих
программ доступны по ссылке http://www.msun.ru/dir/petrov/.
Примером такой программы является «Контрольно-обучающая программа
моделирования ситуации сближения судов на экране радара с последующим выбором маневра для безопасного расхождения» (зарегистрирована в Федеральной
службе по интеллектуальной собственности). Эта программа разработана для формирования навыков ведения ручной радиолокационной прокладки на маневренном
планшете, которые являются базой для понимания принципов радиолокационного
наблюдения и САРП.
На рис.1 представлена имитация экрана радиолокатора. В левом верхнем углу
находятся инструменты управления движением судна: авторулевой и машинный телеграф, также информация о маневренных элементах своего судна.
В нижнем левом углу находятся инструменты управления изображением на
дисплее: масштаб (3, 6, 12, 24 мильная шкала дальности), эхо-сигнал (3 и 6 минутный след послесвечения), включение неподвижных кругов дальности, ориентация
(Nord – Course).
В нижнем правом углу находится включение подвижного круга дальности
(VRM) и электронного визира (EBL).
В правом верхнем углу расположено окно управления таймером. Таймер может работать как в режиме реального времени, так и перемещаться вперед и назад.
Рис.1. Экран радиолокатора
Программа позволяет отработать следующие компетенции:
измерение пеленга и дистанции цели;
построение треугольника скоростей;
расчет истинного курса, скорости и ракурса цели;
расчет дистанции и времени кратчайшего сближения;
выполнить маневрирование для расхождения изменением курса или скорости или комбинированный маневр;
ведение электронных записей радиолокационной прокладки.
Сценарий ситуации опасного сближения может быть сгенерирован случайным
образом (до 5 целей одновременно) или заранее составлен преподавателем.
Программа предусматривает возможность просмотреть решение задачи в режиме «маневренного планшета» (рис. 2), где процедура демонстрации может быть
организована как в пошаговом, так и в автоматическом режиме.
В обучающем режиме курсант имеет возможность наблюдать движение судов
в истинном режиме (рис. 3).
Управление режимами работы программы осуществляется через меню, всплывающее при нажатии правой клавиши мыши.
Рис. 2. Маневренный планшет
Рис. 3. Истинное движение судов
В программе реализованы следующие возможности:
просмотр результатов ранее выполненных работ;
возможность тестирования вне компьютерного класса с последующим включением результатов в общую базу данных;
рейтинговая система оценки результатов;
вывод на экран информации о времени выполнения теста.
моделирование взаимного перемещения и маневрирования для нескольких судов различных размеров и маневренных характеристик (до 5 целей одновременно);
управление курсом и машинным телеграфом для изменения ходового режима;
моделирование изображения судового радара с перемещающимися отметками
целей, а также с возможностями управления изображением: шкала дальности,
электронный визир, подвижный круг дальности, неподвижные круги дальности, ориентация по норду и по курсу;
интерфейс для обучения работе с маневренным планшетом с последующим
контролем выполнения заданий;
интерфейс, позволяющий преподавателям осуществлять подготовку исходных
данных для сценариев расхождения.
случайный выбор исходных данных, с возможностью для преподавателей на
этой базе формировать собственные задания;
возможность хранения результатов выполнения контрольных тестов на удаленном компьютере с возможностью повторной загрузки задания с теми же
исходными данными, что и при первоначальном выполнении.
Идентификация обучаемого осуществляется с помощью процедуры регистрации (если это потребуется). Процедура регистрации является общей для всех контрольно-обучающих программ, разработанных в МГУ в рамках текущей серии программ.
Если обучаемый работает в локальной сети TCNET МГУ под своей учетной записью, то в регистрации нет необходимости: результаты контрольных тестов автоматически фиксируются в локальной сети университета.
При регистрации на персональном компьютере обучаемый вводит свое имя
только один раз и, в этом случае, создается его персональная папка, в которую собираются результаты контрольных тестов, которые впоследствии передаются преподавателю на флэш-карте или по электронной почте.
Результаты также
могут быть просмотрены
в табличном виде после
окончания теста. Интерфейс понятен и удобен
для пользователя и не
нуждается в детальной
инструкции. Обучаемый
Рис. 4. Таблица результатов
может просмотреть результаты каждого предыдущего теста при условии регистрации.
Преподаватель также имеет возможность просмотреть результаты тестов любого обучаемого с оценкой его действий (Рис. 4). Любой тест может быть восстановлен и, при наличии ошибок, их можно обсудить и объяснить.
Программы распространяются совершенно бесплатно на условиях открытой
пользовательской лицензии, поэтому обучаемый может подготовить контрольные
тесты на своем собственном персональном компьютере и затем передать результаты
преподавателю по электронной почте или на флэш-карте.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Интенсивное развитие информационных технологий открывает широкие возможности для применения контрольно-обучающих систем в образовательном процессе. База данных каждой группы может быть интегрирована в общую базу данных
АСУ вуза [3]. Для разработки программного обеспечения для модельных курсов
IMO необходимо создание группы из преподавательского состава морских образовательных учреждений и программистов под контролем подкомиссии IMO по стандартам обучения и несения вахты.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Radar Navigation - Operational level, 1999 Edition (Model course 1.07) / International Maritime Organization(IMO)(1999).
[2] Учебный план программы «Использование радиолокационной станции (РЛС)» /
Федеральное агентство морского и речного транспорта(2012) .
[3] Lavrov Ev., Klimenko Al., Palt M., Trubnikov Iy. Automatizanion of Management by
Teaching in the Moscow University / Materials International Scientific Conference
“UNITECH „06” is organized by the Technical University of Gabrovo under the motto, 24-25 November 2006, Gabrovo, Bulgaria. – Gabrovo: University Publishing
House “V.APRILOV”, 2006. – T. 1 , 297-300, (2006)