基于ISD/SAT实现飞行训练教学系统*

姜　鹏　刘剑超　田杰荣

(海军航空兵学院　葫芦岛　125001)



基于ISD/SAT实现飞行训练教学系统*

姜鹏刘剑超田杰荣

(海军航空兵学院葫芦岛125001)

摘要通过对ISD/SAT方法的分析研究，提出基于ISD/SAT方法的飞行训练教学系统。针对我军飞行训练教学特点，尽早确定飞行训练教学内容，并从系统工程的角度对飞行训练教学系统进行系统的规划、设计、开发、实施和评估，以期用最小的费用耗损来达成飞行训练教学系统的有效性和适用性。

关键词飞行训练; ISD/SAT; 任务分析

Class NumberTP391

1　引言

随着我国航空母舰的入列，对舰载战斗机飞行员呈现出井喷式的的需求，而舰载战斗机飞行员的培养，飞行训练教学是必不可少的重要环节，也是主要的费用耗损点之一。ISD/SAT是Instructional Systems Development/Systems Approach to Training and Education的缩写，可译为教学系统开发/训练的系统方法；包括分析训练要求、设计训练项目、开发结果、进行训练、评估训练项目、过程和结果。通过查阅资料发现ISD/SAT规划过程已经成为美国空军进行新型战机训练系统开发的主要管理方法。因此，运用ISD/SAT方法实现适合舰载战斗机飞行员飞行训练教学系统，满足航母舰载战斗机飞行员培养需求，任务迫在眉睫。

目前，我军在装备训练教学系统方面发展缓慢，系统建设尚处于朴素的、粗放的、零散的自发状态，飞行训练教学系统的开发基本上是小单位各自为政，很少从系统工程的角度全面规划、设计、实施和评估装备训练教学系统，往往导致飞行训练教学系统建成以后，教学媒介、训练产品种类单一、功能不全，不能多层次地满足全部飞行训练任务和教学需求，并且由于整个建设过程缺乏评估与反馈环节，使得飞行训练教学系统的建设不具有良好的可改进性。因此，如何能尽早地确定飞行训练教学内容，并从系统工程的角度对飞行训练教学系统进行系统的规划、设计、开发、实施和评估，以期用最小的费用耗损来达成飞行训练教学系统的有效性和适用性。当前，世界发达国家的武器装备训练机构，运用系统工程的方法进行教学系统的开发和建设，已经越来越成为主流和趋势。

2　ISD/SAT基本概念

ISD/SAT是用于开发装备教学与训练系统的一种特定的系统工程方法，可以将ISD/SAT与运用过程中分析、设计、开发、实施和评估等子过程有机结合起来。它的最终目标是以最少的费用耗损提高教学与训练的针对性和有效性。通过对装备如“教九改”进行ISD/SAT分析，就可以确定在给定的条件下是否需要教学/训练系统，需要什么样的训练系统以及应开发哪些教学资源才能满足训练系统的要求。

ISD/SAT过程包括需求分析、系统设计、资源及相关产品的开发、实施以及对规划过程和教学/训练效果进行评估。在ISD/SAT的整个过程中始终贯穿规划和品质增长两项内容。

ISD/SAT主要用知识、技能和态度(Knowledge Skill and Attitude，KSA)来衡量受训对象的素质，通过训练系统设计人员分析，比较受训对象已有的KSA和新装备对使用人员在KSA方面的要求，两者的差距就是教学/训练的主要目标。并以此为根据来确定教学需求以及为满足他所需的资源，从而使教学具有很强的针对性。

3　ISD/SAT的工作模型

ISD/SAT工作模型如图1所示，模型主要由系统功能、过程阶段和质量改进三部分组成，三者之间既相互独立、又具有内在联系。

图1　ISD/SAT工作模型

ISD/SAT的系统功能主要包括教学系统开发的管理、保障、支持、传递和评估五部分。管理是指控制和指导开发与运作，计划、分配和管理教学资源，确定具体项目的目标和约束；保障是指对系统各部分进行维护和保障；支持是指日常事务的处理以及数据的记录保存；交付是指把开发结果(教学系统或教学方法)合理地提供给用户；评估是指通过教学系统构成要素，对系统的总体影响进行评估，以及教学系统运作过程进行评估，收集反馈信息或数据，贯穿系统开发全过程，是整个系统的核心功能。

ISD/SAT通常依次可划分为分析阶段、设计阶段、开发阶段、实施阶段和评估阶段。首先分析ISD/SAT的目标、任务，以确定需要开发的教学系统；然后设计满足需求的教学系统，包括选择教学方法与方式、确定教学的策略，评估现有教学器材的适用性，制定学习目标和测试项目，制定教学实施计划，设计教学信息的管理系统；进而开发教学资源，包括课程学习资料，课程学习支持软件和工具，满足教学方法的教学手段；最后实施教学工作，整个ISD/SAT阶段需要不间断地进行系统评估，采用系统方法鉴别教学过程中出现的问题原因，对教学系统进行创新或改进，使输出结果的质量产生有益的变化。

4　飞行训练教学系统开发

根据ISD/SAT过程模型，对飞行仿真训练系统进行ISD/SAT分析，根据分析结果按照步骤进行实施，整个过程包括了系统规划阶段、任务分析阶段、作业设计阶段和系统开发阶段。而评估改进过程始终贯穿于上述几个过程之中。飞行仿真训练系统的ISD/SAT流程如图2所示。

图2　飞行训练教学系统规划流程图

4.1系统规划阶段

在对飞行训练教学系统进行认真分析后，为了准确充分满足受训人员对飞行训练的要求，需要对受训人员KSA情况进行量化并加权，分析训练范围任务后，对飞行训练教学系统进行规划。

飞行训练教学系统，在飞行员训练方面发挥着非常关键的作用，是对真实飞行训练的重要补充。根据以往的经验和资料分析，大部分受训的飞行员缺乏必要的飞行小时数，如果采用实装训练，不经济，代价高昂，而且又急需尽快掌握飞行/战斗技能。

4.2分析阶段

分析阶段在ISD/SAT规划完成后，教学训练系统方案已经确定的条件下展开。在分析过程中，收集搜集包括设计、开发、实施和培训评估的所有数据，最终需要完成一份培训任务明细表，用于规定培训目标、培训内容、进度安排、所需的资源保障以及领导和管理方面的技巧等。分析阶段主要包括以下几个步骤：

1) 培训对象分析。通过分析受训者的知识、技能、能力和态度，了解飞行人员结构、技能等级、训练状况、淘汰率、教育水平等，针对不同训练对象的KSA值确定不同的训练计划。

2) 目标分析。编制总体目标、单元目标及相关任务，同时注明各单元目标与相关任务的层次关系。本系统总体目标应满足舰载战斗机飞行员培养的任务需求，实现包括训练计划、教学培训、考核、成绩评价全过程的信息一体化、标准化和规范化。

3) 培训任务分析。细化各单元所需完成的任务，并对其分类。车船器材仓库业务训练系统的任务分析包括知识培训单元、模拟训练单元、能力测评单元、知识查询单元等任务分析。知识培训单元任务是实现理论知识培训的桌面教学，提供有关飞行理论知识的各种教学资料，包括飞机知识、飞行知识、军事知识等课件与多媒体教学资料，通过灵活生动、形象的教学方法，为受训人员提供快捷、方便、高质量的理论教学内容。模拟训练单元任务是实现飞行环境的模拟，设计多种飞行任务及作战任务的训练。能力测评单元任务是实现自主的和集中的统一测评，本单元能进行飞行理论知识、飞行模拟训练的考核，同时对受训者训练成绩进行管理，对个人训练科目做出综合评定和分析。知识查询单元任务是实现知识库信息的充分利用，提供不同类型的各种培训资源的查询，包括课程资料、业务资料、专业术语，以及培训记录等信息查询。

4.3设计作业

设计作业是设计阶段的主要工作，ISD/SAT设计作业在培训任务明细表的基础上进行。设计阶段最终的成果是形成训练工作的整体框架，即训练系统模型，包括学习目标、学习内容分类及其先后关系、与各类学习目标相对应的教学及考核项目以及培训系统的软、硬件环境等。设计作业的具体步骤主要包括： 1) 对学习目标进行分类，并确定不同学习目标之间的关系及其培训的先后顺序； 2) 选择教学材料、教学方法和教学媒体。根据新大纲要求以及部队实际需求，对教学材料进行了有机整合，采用任务驱动式的教学方法，增强教学活动的灵活性，使各种教学手段优势互补； 3) 进行知识结构、学习界面的设计。为保证系统操作方便，使培训者从初始界面经最少选择步骤到达目标模块，本系统设计注重减小信息距离，优化知识链接路径，以提高系统使用效率； 4) 拟定考核内容，根据确定的学习目标拟定适当的考核知识点，用于评估学习者是否达到学习目标。

4.4开发实现

系统实现是在设计的基础上，按照规划阶段的管理计划进行，即是系统的开发阶段。开发实现的具体步骤为： 1) 素材准备，从文字、图形、动画、视音频等方面开发知识培训所需的素材； 2) 开发学习辅助软件和工具，如文档浏览器、学习资源管理器，为培训者学习提供支持和保障，辅助培训人员完成学习任务，减少或取代现场训练； 3) 采用计算机编程语言和数据库等开发工具，根据培训需求开发基础知识培训、模拟操作、评估测试等模块，整合各种学习资源，实现培训内容各种资源的合成； 4) 制订考核方案，根据学习目标确定知识考核内容，装载试题库并自动组卷，卷面包括单选题、多选题、判断题，问答题等题型，试题结构合理，难度系数适中； 5) 系统测试，先由开发者进行内部评估测试，然后由不同的用户进行试验性测试，并反馈测试结果； 6) 系统改进，根据测试结果，对系统进行改进和修正，直到产生满意的效果。

5　结语

飞行训练教学系统集知识培训、模拟训练、能力测评于一体，采用信息化训练手段进行飞行模拟训练。从总体上说，各种军事训练和教学系统虽各有其特殊性，但在教学理念、教学设计、开发方法和系统评估等方面具有诸多相似之处。ISD/SAT是美军用于规范和指导军事训练教学系统开发和培训的军用标准，在开发军事装备教学与训练系统方面起到重要作用。本系统基于ISD/SAT模型和标准流程，规范飞行训练系统开发活动，大大提高了系统开发效率。

参 考 文 献

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[3] 黄洪浪.美军军事训练/教学系统开发模型综述及特点分析[J].教练机，2011(3)：9-16.

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[5] 俞佳飞.基于ISD/SAT过程的成人教育网络课程开发系统研究[J].湖北大学成人教育学院学报，2009(12)：29-32.

*收稿日期：2015年10月8日,修回日期：2015年11月26日

作者简介：姜鹏，男，硕士，讲师，研究方向：导航制导、舰载机理论。

中图分类号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