基于ISD/SAT實現飛行訓練教學系統*

姜　鵬　劉劍超　田杰榮

(海軍航空兵學院　葫蘆島　125001)

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基于ISD/SAT實現飛行訓練教學系統*

姜鵬劉劍超田杰榮

(海軍航空兵學院葫蘆島125001)

摘要通過對ISD/SAT方法的分析研究，提出基于ISD/SAT方法的飛行訓練教學系統。針對我軍飛行訓練教學特點，盡早確定飛行訓練教學內容，并從系統工程的角度對飛行訓練教學系統進行系統的規劃、設計、開發、實施和評估，以期用最小的費用耗損來達成飛行訓練教學系統的有效性和適用性。

關鍵詞飛行訓練; ISD/SAT; 任務分析

Class NumberTP391

1　引言

隨著我國航空母艦的入列，對艦載戰斗機飛行員呈現出井噴式的的需求，而艦載戰斗機飛行員的培養，飛行訓練教學是必不可少的重要環節，也是主要的費用耗損點之一。ISD/SAT是Instructional Systems Development/Systems Approach to Training and Education的縮寫，可譯為教學系統開發/訓練的系統方法；包括分析訓練要求、設計訓練項目、開發結果、進行訓練、評估訓練項目、過程和結果。通過查閱資料發現ISD/SAT規劃過程已經成為美國空軍進行新型戰機訓練系統開發的主要管理方法。因此，運用ISD/SAT方法實現適合艦載戰斗機飛行員飛行訓練教學系統，滿足航母艦載戰斗機飛行員培養需求，任務迫在眉睫。

目前，我軍在裝備訓練教學系統方面發展緩慢，系統建設尚處于樸素的、粗放的、零散的自發狀態，飛行訓練教學系統的開發基本上是小單位各自為政，很少從系統工程的角度全面規劃、設計、實施和評估裝備訓練教學系統，往往導致飛行訓練教學系統建成以后，教學媒介、訓練產品種類單一、功能不全，不能多層次地滿足全部飛行訓練任務和教學需求，并且由于整個建設過程缺乏評估與反饋環節，使得飛行訓練教學系統的建設不具有良好的可改進性。因此，如何能盡早地確定飛行訓練教學內容，并從系統工程的角度對飛行訓練教學系統進行系統的規劃、設計、開發、實施和評估，以期用最小的費用耗損來達成飛行訓練教學系統的有效性和適用性。當前，世界發達國家的武器裝備訓練機構，運用系統工程的方法進行教學系統的開發和建設，已經越來越成為主流和趨勢。

2　ISD/SAT基本概念

ISD/SAT是用于開發裝備教學與訓練系統的一種特定的系統工程方法，可以將ISD/SAT與運用過程中分析、設計、開發、實施和評估等子過程有機結合起來。它的最終目標是以最少的費用耗損提高教學與訓練的針對性和有效性。通過對裝備如“教九改”進行ISD/SAT分析，就可以確定在給定的條件下是否需要教學/訓練系統，需要什么樣的訓練系統以及應開發哪些教學資源才能滿足訓練系統的要求。

ISD/SAT過程包括需求分析、系統設計、資源及相關產品的開發、實施以及對規劃過程和教學/訓練效果進行評估。在ISD/SAT的整個過程中始終貫穿規劃和品質增長兩項內容。

ISD/SAT主要用知識、技能和態度(Knowledge Skill and Attitude，KSA)來衡量受訓對象的素質，通過訓練系統設計人員分析，比較受訓對象已有的KSA和新裝備對使用人員在KSA方面的要求，兩者的差距就是教學/訓練的主要目標。并以此為根據來確定教學需求以及為滿足他所需的資源，從而使教學具有很強的針對性。

3　ISD/SAT的工作模型

ISD/SAT工作模型如圖1所示，模型主要由系統功能、過程階段和質量改進三部分組成，三者之間既相互獨立、又具有內在聯系。

圖1　ISD/SAT工作模型

ISD/SAT的系統功能主要包括教學系統開發的管理、保障、支持、傳遞和評估五部分。管理是指控制和指導開發與運作，計劃、分配和管理教學資源，確定具體項目的目標和約束；保障是指對系統各部分進行維護和保障；支持是指日常事務的處理以及數據的記錄保存；交付是指把開發結果(教學系統或教學方法)合理地提供給用戶；評估是指通過教學系統構成要素，對系統的總體影響進行評估，以及教學系統運作過程進行評估，收集反饋信息或數據，貫穿系統開發全過程，是整個系統的核心功能。

ISD/SAT通常依次可劃分為分析階段、設計階段、開發階段、實施階段和評估階段。首先分析ISD/SAT的目標、任務，以確定需要開發的教學系統；然后設計滿足需求的教學系統，包括選擇教學方法與方式、確定教學的策略，評估現有教學器材的適用性，制定學習目標和測試項目，制定教學實施計劃，設計教學信息的管理系統；進而開發教學資源，包括課程學習資料，課程學習支持軟件和工具，滿足教學方法的教學手段；最后實施教學工作，整個ISD/SAT階段需要不間斷地進行系統評估，采用系統方法鑒別教學過程中出現的問題原因，對教學系統進行創新或改進，使輸出結果的質量產生有益的變化。

4　飛行訓練教學系統開發

根據ISD/SAT過程模型，對飛行仿真訓練系統進行ISD/SAT分析，根據分析結果按照步驟進行實施，整個過程包括了系統規劃階段、任務分析階段、作業設計階段和系統開發階段。而評估改進過程始終貫穿于上述幾個過程之中。飛行仿真訓練系統的ISD/SAT流程如圖2所示。

圖2　飛行訓練教學系統規劃流程圖

4.1系統規劃階段

在對飛行訓練教學系統進行認真分析后，為了準確充分滿足受訓人員對飛行訓練的要求，需要對受訓人員KSA情況進行量化并加權，分析訓練范圍任務后，對飛行訓練教學系統進行規劃。

飛行訓練教學系統，在飛行員訓練方面發揮著非常關鍵的作用，是對真實飛行訓練的重要補充。根據以往的經驗和資料分析，大部分受訓的飛行員缺乏必要的飛行小時數，如果采用實裝訓練，不經濟，代價高昂，而且又急需盡快掌握飛行/戰斗技能。

4.2分析階段

分析階段在ISD/SAT規劃完成后，教學訓練系統方案已經確定的條件下展開。在分析過程中，收集搜集包括設計、開發、實施和培訓評估的所有數據，最終需要完成一份培訓任務明細表，用于規定培訓目標、培訓內容、進度安排、所需的資源保障以及領導和管理方面的技巧等。分析階段主要包括以下幾個步驟：

1) 培訓對象分析。通過分析受訓者的知識、技能、能力和態度，了解飛行人員結構、技能等級、訓練狀況、淘汰率、教育水平等，針對不同訓練對象的KSA值確定不同的訓練計劃。

2) 目標分析。編制總體目標、單元目標及相關任務，同時注明各單元目標與相關任務的層次關系。本系統總體目標應滿足艦載戰斗機飛行員培養的任務需求，實現包括訓練計劃、教學培訓、考核、成績評價全過程的信息一體化、標準化和規范化。

3) 培訓任務分析。細化各單元所需完成的任務，并對其分類。車船器材倉庫業務訓練系統的任務分析包括知識培訓單元、模擬訓練單元、能力測評單元、知識查詢單元等任務分析。知識培訓單元任務是實現理論知識培訓的桌面教學，提供有關飛行理論知識的各種教學資料，包括飛機知識、飛行知識、軍事知識等課件與多媒體教學資料，通過靈活生動、形象的教學方法，為受訓人員提供快捷、方便、高質量的理論教學內容。模擬訓練單元任務是實現飛行環境的模擬，設計多種飛行任務及作戰任務的訓練。能力測評單元任務是實現自主的和集中的統一測評，本單元能進行飛行理論知識、飛行模擬訓練的考核，同時對受訓者訓練成績進行管理，對個人訓練科目做出綜合評定和分析。知識查詢單元任務是實現知識庫信息的充分利用，提供不同類型的各種培訓資源的查詢，包括課程資料、業務資料、專業術語，以及培訓記錄等信息查詢。

4.3設計作業

設計作業是設計階段的主要工作，ISD/SAT設計作業在培訓任務明細表的基礎上進行。設計階段最終的成果是形成訓練工作的整體框架，即訓練系統模型，包括學習目標、學習內容分類及其先后關系、與各類學習目標相對應的教學及考核項目以及培訓系統的軟、硬件環境等。設計作業的具體步驟主要包括： 1) 對學習目標進行分類，并確定不同學習目標之間的關系及其培訓的先后順序； 2) 選擇教學材料、教學方法和教學媒體。根據新大綱要求以及部隊實際需求，對教學材料進行了有機整合，采用任務驅動式的教學方法，增強教學活動的靈活性，使各種教學手段優勢互補； 3) 進行知識結構、學習界面的設計。為保證系統操作方便，使培訓者從初始界面經最少選擇步驟到達目標模塊，本系統設計注重減小信息距離，優化知識鏈接路徑，以提高系統使用效率； 4) 擬定考核內容，根據確定的學習目標擬定適當的考核知識點，用于評估學習者是否達到學習目標。

4.4開發實現

系統實現是在設計的基礎上，按照規劃階段的管理計劃進行，即是系統的開發階段。開發實現的具體步驟為： 1) 素材準備，從文字、圖形、動畫、視音頻等方面開發知識培訓所需的素材； 2) 開發學習輔助軟件和工具，如文檔瀏覽器、學習資源管理器，為培訓者學習提供支持和保障，輔助培訓人員完成學習任務，減少或取代現場訓練； 3) 采用計算機編程語言和數據庫等開發工具，根據培訓需求開發基礎知識培訓、模擬操作、評估測試等模塊，整合各種學習資源，實現培訓內容各種資源的合成； 4) 制訂考核方案，根據學習目標確定知識考核內容，裝載試題庫并自動組卷，卷面包括單選題、多選題、判斷題，問答題等題型，試題結構合理，難度系數適中； 5) 系統測試，先由開發者進行內部評估測試，然后由不同的用戶進行試驗性測試，并反饋測試結果； 6) 系統改進，根據測試結果，對系統進行改進和修正，直到產生滿意的效果。

5　結語

飛行訓練教學系統集知識培訓、模擬訓練、能力測評于一體，采用信息化訓練手段進行飛行模擬訓練。從總體上說，各種軍事訓練和教學系統雖各有其特殊性，但在教學理念、教學設計、開發方法和系統評估等方面具有諸多相似之處。ISD/SAT是美軍用于規范和指導軍事訓練教學系統開發和培訓的軍用標準，在開發軍事裝備教學與訓練系統方面起到重要作用。本系統基于ISD/SAT模型和標準流程，規范飛行訓練系統開發活動，大大提高了系統開發效率。

參 考 文 獻

[1] 董翔英，李鈺.基于ISD/SAT的車輛器材倉庫業務訓練系統開發方法[J].軍事物流，2011(7)：211-213.

[2] 張文宇，武艷梅，宋文淵，等.美軍軍事訓練系統設計研究[J].裝備指揮技術學院學報，2010(2)：21-22.

[3] 黃洪浪.美軍軍事訓練/教學系統開發模型綜述及特點分析[J].教練機，2011(3)：9-16.

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[5] 俞佳飛.基于ISD/SAT過程的成人教育網絡課程開發系統研究[J].湖北大學成人教育學院學報，2009(12)：29-32.

*收稿日期：2015年10月8日,修回日期：2015年11月26日

作者簡介：姜鵬，男，碩士，講師，研究方向：導航制導、艦載機理論。

中圖分類號TP391

DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.04.028

Teaching System of Flight Training Based on ISD/SAT

JIANG PengLIU JianchaoTIAN Jierong

(Naval Aviation Institute, Huludao125001)

AbstractThrough the research on the method of ISD/SAT, a new method of flight training teaching system based on ISD/SAT is put forward. Aiming at flight training teaching characteristics, the flight training teaching content is determined as soon as possible, and from the angle of system engineering, the systematic planning, design, development, implementation and evaluation of flight training teaching system are carried out in order to use the cost of the minimum loss to achieve flight training teaching system effectiveness and applicability.

Key Wordsflight training, ISD/SAT, mission analysis