尽管大多数行业现在认可模拟训练的优势,但有时很难清晰地说明运动为何至关重要。经过与客户沟通,我们得出自己的调查成果以解释这些观点。

1 – 精神运动反射的发展

Benjamin Bloom 1972 年所作的“Learning Domains Taxonomy”(学习领域分类)就已经涉及基于运动的训练和模拟学习设备的应用。以下因素促成了精神运动反射的发展以及模拟器运动形式的主干。

    • 感知 – 使用感官线索引导电机活动。
    • 响应 – 通过模仿试验和错误来学习复杂技能;按照指令操作。
    • 机制 – 学习到的响应成为一种习惯,自信而熟练地采取行动。
    • 复杂的逼真反应 – 执行复杂的运动模式。
    • 适应性 – 可以修改或调整运动,以适用于特殊情况。

2 – 多模式训练

教育和训练理论家一致认为,教育需要从一整套情景中实现,以便确保讲师将训练课程有效地传授给学员。
在有效的训练模拟器中,通过以下四种模式来构建核心模拟解决方案并向学员进行传达:

  • 可视化:学员能够看到模拟中发生的动作,并且能够相应地调整自身的操作。
  • 声音:立体声或环绕音效带来身临其境的感受,学员仿佛置身真实环境,更有效地熟悉设备特定的声音和环境特定的声音。
  • 指令:清晰明确、主题专业以及非常详细的训练目标,对于有效的知识传授至关重要。尽管技术是此知识传授的必要媒介,但注重课程定义以及向学员发布清晰明确的指令也同样重要。
  • 运动:操作人员需要“感受”记忆。研究表明,多模式训练能够改善各个主题领域的学习成果。建立在听觉和视觉训练以及动觉领域上的指令,是获得学习成功的最佳方式。

bande提供有效的混合情景训练的唯一方法是将这 4 大因素完美结合起来

3 – 模拟器认证和验证

根据美国建模和模拟协调办公室 (M&SCO) 使用的定义,为了避免消极训练,在模拟器开发和部署过程中必须进行认证和验证。
如 VV&A(认证、验证和鉴定)手册中所述,为了确定在给定情境中应该使用模型还是模拟,抑或两者结合使用,必须通过评估其对于预期用途的适合程度来确立其可靠性。

通过评估模拟与其预期用途相关的性能、精准度、正确性和可用性来确立可靠性。
可靠性取决于以下模拟特征:

  • 性能 – 不是绝对意义,而是相对于指定应用所需的功能。
  • 精准度 – 不是绝对意义,而是相对于预期用途所必须的精准度
  • 正确性 – 对于以下因素的信任水平:模拟的数据和算法可靠、强大且合理实施,并且模拟结果的精准度与期望的精准度无大幅度的意外偏离。
  • 可用性 – 与模拟的使用相关的因素,例如操作人员的训练和体验,应用中所用数据的质量和适用性,以及应用于模拟的配置控制过程。

(来源:建模和模拟协调办公室 (M&SCO))

通过观察模拟器的可视化输出即可测量可靠性的许多因素,但是模拟专家只有真正坐在学员座椅上,才能评估虚拟设备的正确性和准确度。

4 – 学员最大限度的参与

最好的训练解决方案能够实现学员最大限度的参与。大多数操作人员是多模式学员—他们在训练过程中通过看、听和感知来更好地学习。此外,当他们“感受”“真实情况”时能够获得更深切的体验。静态的桌面培训应用远不及具有这些训练特征的动态解决方案。

Michael E. McCauley 在 2006 年为行为和社会科学研究机构所作的技术报告 1176 中指出,大量引人注目的结论揭示了构成飞行员最佳运动训练的新观点:

  • “与许多模拟器工程师和操作人员的观点相反 (…) 不确定模拟器的价格与收到的训练收益相关。”
  • “增加有限运动量很可能使模拟器更受飞行员欢迎。”

报告建议实施有限的运动,以便获得以下优势:

  • 提供事件线索(例如着陆颠簸、有效平移升力)。
  • 避免固定基赤道无风带。
  • 增加飞行员对于模拟器的接受程度。

(来源:行为和社会科学研究机构)

“训练和模拟是教育的高科技分支。” -D-BOX
同样的概念和理论构成了教育、训练和模拟的发展基础。作为变革者,我们来快速浏览一下运动解决方案的发展历程。

先驱者实验方法

从人类开始创造机械以弥补自身运动和技巧的不足伊始,便有了对操作人员进行训练的需求。必须确保他们知道如何操作设备来“完成工作”。训练操作人员,使其熟悉预期应当采取的行动,与这些新机械或设备交互操作时的“感受”,这对于这些模拟实验先驱至关重要。

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“所有运动都是通过学生和考官使用模拟操纵杆和方向舵杆操作可控制的电机来实现的。这种设备据称对于以下操作很有用:“开发和训练半圆形管道的功能,有时提供用于训练飞行员的机械装置,以使其习惯飞机飞行过程中操作的任何可能的位置”;一定也十分有趣 :-)。更加乐观的说法是飞行员可以蒙眼,“以便在没有视觉感官帮助时,对于方向感敏感。这样,当飞行员遇到大雾或极度黑暗时可以屏直觉感知位置。” – 国家模拟中心 1909 年 Antoinette 描述 “飞行教练机演化发展的下一步是通过 Antoinette 型机器中与教练机控制装置相链接的机械或电子执行器,来取代人类操作员。现在这些自动设备的目标是根据控制输入数据,将飞行学员的飞机机身旋转到与真实飞机相对应的角度。1927-1929 年,教练机在 Link 工厂的地下室研发出来,它充分利用了钢琴和风琴的气动机械。1930 年的专利中将第一架教练机称为“有效的航空训练设备 – 全新、可盈利的娱乐设备” – 国家模拟中心有关 Link 模拟器的描述

理论家的新纪元

近代:有关教育需求的决定性结论。

BenjaminBloom

1972 – Benjamin Bloom

Bloom 创造了“学习领域分类”,他在分类中提出“精神运动领域”,包括:• 感知 – 使用感官线索引导电机活动。• 响应 – 通过模仿试验和错误来学习复杂技能;按照指令操作。• 机制 – 学习到的响应成为一种习惯,自信而熟练地采取行动。• 复杂的逼真反应 – 执行复杂的运动模式。• 适应性 – 可以修改或调整运动,以适用于特殊情况。

Chikering

1987 – Chickering 和 Gamson

他们的“最佳实践七大准则”提出主动学习概念:“学习不是旁观。学生如果只是坐在教室听老师讲课,背诵预先布置的作业,并且回答问题,那么无法学到更多知识。他们必须探讨所学内容,用笔记录,将知识与过去的经验结合起来,应用到日常生活中。必须将所学内容融合为自身的一部分。” Arthur W. Chickering 和 Zelda F. Gamson,“最佳实践的七大准则”,AAHE 期刊 39:3-7,1987 年 3 月

Fleming

1992 – Fleming, N., 和 Mills, C.

提出 VARK(视觉、听觉、阅读、动觉)训练需求的证据之后,Fleming 和 Mills 提出多模式训练概念,并出版了“Not Another Inventory, Rather a Catalyst for Reflection”(不是另一个总结,而是关于反应的催化剂)。Neil Fleming 及其团队倡导多模式训练需求以及动觉线索作为 VARK 方法一部分的重要性。

专业知识汇聚

经过围绕模拟器基本特性的多年试验、改进和长期发展演变,创建了与运动相关的最佳实践。各种知识汇聚一起定义了模拟器学员应接受的最佳运动量。下面介绍行为和社会科学研究机构提出的两个观点。

报告

2006 – Michael E. McCauley

“与许多模拟器工程师和操作人员的观点相反 (…) 不确定模拟器的价格与收到的训练收益相关。”
“增加有限运动量很可能使模拟器更受飞行员欢迎。”
考虑实施有限运动和震动以获得以下优势:提供事件线索(例如着陆颠簸、有效平移升力)。避免固定基赤道无风带。增加飞行员对于模拟器的接受程度。