现代汽车驾驶模拟训练技术的应用与展望

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1、 现代 汽车驾驶模拟训练技 术的应用与展望 2001-09-18 于 晓辉我国目前 汽车驾驶培 训学校 4000 余所 (不含军队 ) , 教练 车 10 万 余 辆, 年培 训 量 300 余万人, 行业年收 入近 80 亿元,然而年利润确 不足 15 亿元, 利 润率在 10 ?20% 之间 徘徊, 原因何在?当然,原因是多 方面的,但就 行业内部的因 素而言,究其 根本原因,是 培训 成本高而培训效率低所至。在培训 行业垄断经营 的年代里,这 个的问题并不 突出,但随着 市场 经济的不断建立和成熟, “ 合理成本” 与 “合理价格 ” 的矛盾将会 日益突出。 因而, 大幅度 地提 高汽车

2、驾驶员培训效 益问题已成为 当务之急。运 用科学的培训 手段,采取低 成本高效率的 培训 方法,是获得市场生存可能的必由 之路,因此, 汽车驾驶模拟 训练技术也就 应运而生。 所谓模拟培训技术它 是现代培训方 式的一种,是 在设备、场地 、材料等环境 条件 受限制的情况下,通过使用某 些廉价的仿真 替代品来进行 培训,以提高 操作者技能的 训练 过程。汽车驾驶模拟培训技术可以 大幅度地提高 培训效率和降 低培训成本, 据资料介绍, 前苏 联、东欧、北欧、美、日等国培训 专家强调 : “ 把汽 车模拟驾驶训 练和场地驾 驶训练结合 起来的教 学方法,是极 为成功的教 学方法,这 种方法将来还 会

3、继续使用。” 由此可见,模拟与实车 相结合的训练方法是公认的一种科 学的训练方法 。 多少年来,为普及和 推广模拟培训 技术,投入的 人力不下万人 ,投入的财力 不下 亿元,然而至今为止,在全国 范围内,模拟 设备的覆盖率 仍不足 5% ,既 使已拥有模拟 设 备的单位,其模拟设备的利用率也 不足 50% , 多少公 司加盟进来 , 又多少公司 暗然转行,为什 么?笔者想就此谈一点浮浅的认识 ,请各位专家 指正。 一、 模拟训练技术的沿革与现 状 (一 ) 国际 模拟 培训理论 的 发展 模拟培训技术最早起 源于 1881 年美国工 程师 F.W.泰勒/.lor 的“时 间研究” ,其成果对于

4、二十世纪 初美国和西欧 一些国家为提 高劳动生产率 而推行的“泰 勒制 ”曾产生过很大影响。正如列宁所 指出的,泰勒 等学者“按科 学来分析人在 劳动中的机械 动作 ,制定最精确的工作方法, 实行 最完善的统计 和监督制等等 。 ” 显然, 他们为 技术培训的科 学化 进行了开创性的研究。但是,研究 者们只是着眼 于对人的外显 的操作动作进 行客观分析, 较少 涉及人的心理因素,实际上是把人 与机器等同起 来,其结果是 ,在这种片面 的实用主义观 点指 导下所设计的“合理的动作结构” 与劳动者的心 理活动产生了 巨大的冲突。 因此,这种培 训也 未完全达到提1高生产率 的目的。 二次世界大战期

5、间, 美国进行了军 事飞行员的心 理选拔和操作 能力的训练研 究。 一些研究者认为,技术培训是 通过练习和指 导来进行的神 经 ?肌肉的调 节活动,研究 的主 要对象应是生理活动,而不是认识 或心理活动。 这种把微动作 简单相加、被 动反应的机械 主义 培训观点显然妨碍了人的技术能力 的提高。不过 ,从行为的角 度客观研究人 的操作技能的 掌握 规律,特别是借助一些教学机器等 现代化手段进 行培训,在技 术教育中也是 取得了一定成 效的 。直至今日,程序教学与机器教学 的思想对于国 外培训仍存在 着相当大的影 响,如美国在 员工 培训方面的机器模拟Machine Simulation 的成果就

6、是一个 较好的说明。 但是,当时仅 仅局限于 对人的技术活动的外显指标进行研 究,过份强调 人对于机器的 被动适应,这 种培训思想是 无法 满足科学技术进步对受培训者不断 更新的要求的 。 英国学者亚伯特 (A.Abbort ) 早在三十年 代就指出 : “一个技术 工人必须具备 的 条件, 不是能够理解特定的作业 所需要的特定 技能,而是通 过使用简单的 工具能够处理 各种 各样材料的那种手、 眼、 心经过系列训 练所学到的需 要适应性的一 般技能。 ” 他这里 所指的显然 是得到概括化 、系统化的专业知识和 技能,更主要 强调人的认知 能力。近 年来 ,西方培训学 者在 员工培训的研究方法

7、上也有一些新 的进展 。 在需求评估 (needs assessment ) 方面 , 普遍 采纳麦吉 (W.McGehee )和塞耶/.yer1961 年提出的观 点。他们认为 ,应该把培训 作为工作组织中 的一个亚系统来看待。 在设计 培训方案时 , 可以从组织分 析、 任务 分析和人员分析 三方面来进 行。 而 1983 ?1997 年间发表的 有关论文在评 价个人需求方 面又增加了第 四个方面 , 即人口统 计分析, 这使 得此种方法超越了组织 的范畴。不过 在需求评估的 研究方面,学 者们的一致看 法仍 然是,在技术培训中,应当把研 究 的重点转向认 知因素,即人 的心智因素, 需求

8、评估的研 究对 于明确培训目标,制定培训计划有 着重要的参考 价值。 (二 )我国汽车 驾驶模拟训 练技术的发展 我国汽车驾驶模拟训 练技术的起步 较晚,只有几 十年的历史, 按技能培训的 功效 划分,其发展过程可分为三个 阶段: 第一 阶段 以就便器材为主要练 习方式的 ? 意念式模拟驾 驶训练阶段。 其特点 是,学员利用木棍、脸盆或自 行改装的简易 练习器等就便 器材,凭着对 所学内容的初 步理 解(想着某个机件应该怎么操作 ) , 进行各种 机件的操作练 习, 以实现熟记汽 车五大机件的 操作 顺序和简单调协动作的训练。优点 是 不受时间、 空间的限制, 不受物质条件 的制约,但缺 点是

9、 练习效率低,效果差,且形成不了 完整的操作技 能。 第二 阶段 以局部仿真模拟机( 主动式)为代 表的 ? 体验 式模仿驾驶训 练阶段 。其特点是,学员可利用模拟 器的操作工位 和计算机模拟 道路成像系统 ,对五大机件 的操 作和简单的道路情况处置进行体验 性模仿驾驶。 优点是操作机 件与画面联动 ,视觉动感较 强, 既可进行操作2动作训练,也可进行 简单的心智技 能训练,但存 在的问题一是 设备成本高; 二是 当前计算机成象技术的发展水平还 不能满足全仿 真的需要,使 道路情况的真 实感并不强; 三是 由于道路情况是人为 设计的,因而 组训方法与内 容相对固定, 信息量不足, 道路情况的多

10、 样性 和可变性差。 第三 阶段 以智能化模拟教学系 统(被动式) 为代表的 ? 诱导式模拟训 练阶段 。其特点是通过智能模拟教学 软件和多功能 练习器的操作 工位所构成的 智能模拟教学 平台 ,在较完整的专家模块(经验)的 诱导下,对学 员进行操作技 能的熟练和心 智技能的内化 训练 ;优点是成本低, 便于集中 和大面积组训 , 由于视 觉画面均为实 际场景, 因而道路情况 真实感 强, 信息量大 ,加之运用了计算机的 数据处理功能 使组训方法非 常灵活,扩展 成本也很低。 缺点 是画面道路情况的场景与学员的模 拟驾驶 操纵装 置不联动,操 作效果的信息 反馈没有,因 而只 能局限于方法性的

11、模拟训练。 ( 三 )我国模拟 训练技术的 现状 无论是国外还是国内 ,现代模拟培 训技术在适应 社会发展和科 技进步的要求 方面 ,都是注重方法学的研究,在 培训方法和手 段方面注意吸 取现代科学技 术的新成就以 提高 培训效率。我国在模拟培训技术方 面与国际的发 展差距还很大 ,对照国外模 拟培训技术水 平和 我国对职业教育的客观要求,我们 认为,我国模 拟培训技术存 在的问题大致 可归纳为如下 三个 方面: 1 、 对汽车驾驶技能的 整体性、 系统性认识不 明, 因而 培训目标设计 缺乏科学依 据, 导致培训工作顾 此失彼、被 动应付的的局 面。 技术教育的目的在于 “提高劳动 者的素质

12、 ” , 以适 应现代科学技术 发展的需要 。 从 宏观意义上讲,这是完全正确 的。但是,模 拟培训技术工 作还需要阐明 作为培训预期 目标 的技术能力的整体结构、组成要素 及其相互关系 ,否则,是很 难提高技术培 训的科学化水 平的 。近年来,正是由于缺乏这方面的 理论研究,使 得技术培训方 案的制定工作 存有较大的盲 目性 ,往往是“头疼医头, 脚疼医脚 ” , 造成了某些培 训内容缺乏针 对性、 求学积 极性不高和培 训效 果不佳的恶性循环。显然,如果对 技术能力的整 体性、系统性 的认识问题不 解决,即使在 培训 中投 入再多的人力、物力,其效果 都只会是事倍 功半,无助于 从根本上扭

13、转 当前培训工作 的被 动局面。我们认为,要解决提高培 训效率的问题 ,研究的关键 在于首先从宏 观上阐明汽车 驾驶 技能结构的组成要素及其相互关系 。只有如此, 才能为培训内 容的整体设计 提供科学的依 据, 也才能确保对学习者进行有目的、 有计划、高效 率的定向培养 。 2 、 对汽车驾驶技能结构中操作 成分与心智成 分的主从关系 认识不明, 在确定 培训 的战略重点时, 或者主次不 分, 或者本 末倒置, 导 致培训不能适 应现代科学技 术发展对驾 驶员的新要求 。 一些部门在制定汽车 驾驶培训的教 学大纲和方案 时, 或者片面 强调操作技能 ,或 者局限于一些操作性知识,都 较少涉及急

14、需 的心智技能的 培养内容,必 须指出,这种 指导 思想的盲目性都是由于缺乏对汽车 驾驶技能结构 各要素主从关 系的研究造成 的。所以,当 前汽 车驾驶技能培3训研究所面临的又一 项任务,就是 结合我国推进 传统汽车驾驶 培训改革和赶 超新 技术革命的要求,在研究汽车驾驶 技能整体结构 的同时,揭示 出对现代技术 能力结构中起 决定 性作用的组成要素,为今后的技术 培训战略重点 的抉择提供理 论依据。 3 、 对技术培训的学习规 律认识不明 , 缺乏专门的 动态研究, 导 致现行培训沿 袭经 验主义或工匠式的教学方法, 妨 碍了学员汽 车驾驶技能的 有效形成,特 别是在心智技 能的 培养方面,

15、其影响尤为突出。 技术培训是一种社会 生产经验的传 递过程,它是 借助于一定的 媒体(如文字 符号 、图表、仪器. 、 机器或自动控 制台等) 进行的。 为要使汽车驾 驶培训取得预 期的效果 , 必 须充分注意汽车驾驶技能各种要素 形成和发展的 规律,也就是 学员获得经验 时的各种规律 ,即 学习规律。可以认为,培训内容的 结构再完整, 对各要素内容 的主从关系再 明确,如果忽 视了 受培训学员的接受规律,也难获得 理想的成效。 众所周知,有 关学习规律的 研究一般是由 教育 心理学家来进行的。然而,近年来 ,教育心 理学 家却较少参与 技术培训的研 究工作。一些 调查 表明,我国技术教育水平目前普遍 落后于普通教 育。在汽车驾 驶技能培训过 程中,或者沿 用普 通教育模式,或者采用传统的“是 师傅带徒弟” 的方法;或套 用实车训练的 组训方式,培 训效 果难以达到预期的要求,特别是在 急需的心智技 能的培养上, 其成效更差。 我们认为,缺 乏吸 收教育心理学已有成果以及系统研 究汽车驾驶技 能培训的特殊 规律、特别是 心智技能的形 成规 律,是其主要原因之一。要改变这 种状况,除了 将教育心理学 理论的成果有 选择地应用于 汽车 驾驶技能培训之外,应根据汽车驾 驶技能培训的 特殊