Тел.: (812) 643-77-67 | Mail: fit.herzen.conf@gmail.com

Поиск по сайту

Григорьев А. П.,
Храброва А. Н.,
Егоров В. С.

ГУАП, г. Санкт-Петербург

Использование гомеостата Эшби при моделировании межличностных процессов в малых группах при обучении авиационных специалистов


В статье предлагается рассмотреть модель адаптивной системы на базе гомеостата Эшби, что позволяет осуществить процедуру оценки (контроль и диагностика) деятельности малых (до 5) групп учащихся.

Grigoryev A. P.,
Khabrova A. N.,
Egorov V. S.

SUAI, St. Petersburg, Russia

The use of Ashby's homeostat in the modeling of interpersonal processes in small groups in the training of aviation specialists

The article proposes to consider the model of the adaptive system based on Ashby's homeostat, which makes it possible to carry out the evaluation procedure (monitoring and diagnostics) of the activities of small (up to 5) student groups.

Профессиональная подготовка авиационных специалистов (АС) в целом и студентов аэрокосмического «профиля» в частности – длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс, складывающийся из курса теоретического обучения, практической, а зачастую и из предтренажерной и тренажерной подготовок.

Естественно, научному и техническому образованию свойственно практическое ориентирование, так как от АС, как при обучении, так и при последующей работе требуется регулярная выработка практических навыков, которая в свою очередь немыслима без систематического решения специализированных задач.

Таким образом, подготовку АС целесообразно рассматривать в контексте деятельностного подхода, т. е. с приоритетом практического этапа обучения, в рамках которого проводятся различные лабораторные работы, при этом обучаемым, как правило, приходиться работать в группах (бригадах).

Как следствие необходимо оценить и/ или проконтролировать процессы, протекающие в малых группах, выделить вклад того или иного члена группы и т. д.

Авторами данной статьи предлагается использовать для этих целей модель адаптивной системы на базе гомеостата Эшби [1].

Душков Б. А., Королев А. В., Смирнов Б. А. в [1] дают следующее определение гомеостата. Гомеостат (Г.) – это устройство для изучения межличностных процессов в малой группе, представляющее собой взаимосвязанную биотехническую систему, в которой люди (операторы), воздействуя с помощью рукояток управления на стрелочные приборы как собственные, так и партнеров, добиваются согласованных решений. При этом участники эксперимента фактически решают систему линейных уравнений с числом неизвестных, равных числу обучающихся. Уравнение Г. в матричной форме имеет вид: X = A-U, где А – матрица, характеризующая структуру Г. и величины коэффициентов взаимосвязи; U – матрица, элементами которой являются положения ручек управления; X – матрица, элементами которой являются положения стрелок приборов. Таким образом, участники получают задание установить стрелки всех приборов в определенное (например, нулевое) положение, ориентируясь только на собственный индикатор. Чем сильнее воздействие на партнеров (чем больше величина взаимосвязи), тем труднее задача. При достижении коэффициентом взаимосвязи некоторого критического значения (различного для структур и количества операторов) задача становится неразрешимой, если участники эксперимента продолжают использовать «естественную» тактику, стремясь, несмотря ни на что, привести стрелку к нулю, действуя как простое интегрирующее звено. Необходимо, чтобы кто-нибудь из участников изменил знак регулирования и своими манипуляциями управлял событиями. Такую тактику используют, как правило, люди, фактически управляющие в данной группе (лидеры). Лидерская тактика требует от человека определенных типологических свойств. Таким образом, с помощью Г. можно определить эффективность взаимодействия и распределение функциональных обязанностей в малой группе. Решение подобных задач имеет большое значение для лучшей организации операторской и управленческой деятельности.

В качестве примера можно рассмотреть проведение студентами второго курса обучения магистратуры лабораторного занятия по проведению имитации штатного полёта самолёта ТУ-154М в рамках курса дисциплины «Авиационные тренажеры», где обучаемые имитируют действия экипажа при осуществлении взлёта и полёта по маршруту с дальнейшей посадкой на заданном аэродроме.

Таким образом, можно сказать, что гомеостат Эшби – это адаптирующееся устройство с тремя степенями свободы x1, x2, x3, которое при выводе из положения равновесия (0, 0, 0) самостоятельно в него возвращается. Г. описывается тремя дифференциальными уравнениями (рис. 1) [2].

Рис. 1. Дифференциальные уравнения, описывающие гомеостат Эшби

Для нахождения коэффициентов, ai,j и xj задаются случайным образом. Вычисляются скорости v1, v2, v3 и координаты x1, x2, x3 в последовательные моменты времени. Если модуль хотя бы одной из координат превысил 1, то коэффициенты ai,j изменяются случайным образом. Так продолжается до тех пор, пока система не вернется в положение равновесия (0, 0, 0). Найденные значения коэффициентов ai,j сохраняются.

На основании рассмотренных уравнений (см. рис. 1) на языке программирования Pascal [3] разработана программа [2], моделирующая фазовый портрет Г. на этапе подбора коэффициентов (рис. 2).

Рис. 2. Подбор параметров гомеостата

В результате работы программы рассчитываются коэффициенты ai,j, при которых Г. находится в положении равновесия (0, 0, 0). Эта задача имеет несколько решений [2]. Допустим, получились следующие значения (рис. 3).

Рис. 3. Матрица возможных решений

После того, как найдены оптимальные параметры Г., можно исследовать, как ведет себя Г. при выводе его из состояния равновесия. В программе, содержащей оптимальные параметры, случайным образом задаются начальные координаты x1, x2, x3 из некоторого интервала [-0,9; 0,9] и рассчитывается «поведение» Г. в последующие моменты времени. Во всех случаях Г. возвращается в положение равновесия (рис. 4).

Рис. 4. Функционирование гомеостата

Таким образом, используя гомеостат Эшби, для моделирования в процессе обучения, потенциально возможно изучать характерные особенности процессов, протекающих в малых группах, что может быть использовано при решении широкого круга задач инженерной и педагогической психологии, а также для более качественного распределения на бригады обучающихся с целью повышения эффективности их работы.

Литература:
1. Душков Б. А., Королев А. В., Смирнов Б. А. Энциклопедический словарь: Психология труда, управления, инженерная психология и эргономика / Б. А. Душков, А. В. Королев, Б. А. Смирнов. – «Академический проект, Деловая книга», 2005. – 848 с
2. Майер Р. В. Задачи, алгоритмы, программы / Р. В. Майер [Электронный ресурс]. – Глазов: ГГПИ, 2012 // Web-site http://maier-rv.glazov.net
3. Ушаков Д. М., Юркова Т. А. Паскаль для школьников. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2011. – 320 с.: ил

Комментарии

  • 1. Здравствуйте Иван Владимирович Колбасин. В рамках данной статьи рассматривается формализация задачи определения критических точек в отношениях межличностных групп, тем самым позволяя определять на месте иерархию управления и переналаживать ее в зависимости от задач обучения. Данная задача не является абсолютно абстрактной и до сих пор является актуальной еще с 2005 года. В статье не указывается применение для решения широкого круга зада, да, но эта задача не является самоцелью статьи. Вы очень точно повторили тему статьи, в выводе, что статья рассматривает моделирование межличностных процессов. Статья носит ознакомительный характер, применения различных математических аппаратов, строгое логическое моделирование психологии группы обучаемых. Если наши объяснения были для Вас неубедительны и у Вас возникли еще вопросы для дискуссии просим Вас писать на электронный адрес « anatoliy.chernelevskiy@mail.ru » , мы будем рады ответить на них. С уважением Чернелевский А. О. 2. Здравствуйте Воробьёва Раиса Сергеевна. Данный аппарат применим в любой предметной области в рамках которой есть практические занятия, например, есть много практических работ, которые делаются группами на химии (подгонка, смешивание, выделение) и биологии-экологии (забор-замер различных проб). Степень эффективности можно рассматривать только при наличии результатов применения и других подобных математических аппаратов, но даже и без них можно сказать, что применение гомеостата это примените классической математики плюсы и минусы, которые известны всем. Практическая ценность данного подхода, это его формализация (возможность математического моделирования межличностных отношений). Формирование гомеостата обусловлено разделением на группы обучаемых и их исследованием (анализом), сколько Вы, как преподаватель дадите практических занятий, где будет участвовать сообща группа обучаемых, столько раз можно говорить о применение гомеостата. Если наши объяснения были для Вас неубедительны и у Вас возникли еще вопросы для дискуссии просим Вас писать на электронный адрес « anatoliy.chernelevskiy@mail.ru » , мы будем рады ответить на них. С уважением Чернелевский А. О.

  • Здравствуйте, Раиса Сергеевна. В ЕНД примеры применения дать затрудняюсь…Если бы Вы назвали дисциплину, то я возможно что-то бы и подсказал…Естественно пример возможен только в рамках практического этапа обучения (лабораторные и/ или практические семинарские занятия)…Возможно как-то при проведение деловых (ролевых) игр по ряду дисциплин, задействовать данный аппарат, естественно при четко проработанном и прописанном сценарии игры… Я планировал использовать данный подход, с применением гомеостата в рамках СД «Авиационные тренажеры» и оценить как работает группа экипажа воздушного судна при выполнении тех или иных процедур на тренажере, насколько слажено выполняются задания, кто и какую функцию на себя берет при этом, посмотреть за кем закрепились лидерские позиции…Здесь в должной степени еще присутствуют психологические аспекты, возможно есть связь с темпераментом мобильностью и динамичностью нервной системы всех участников группы…возможно добавится еще одна переменная – по психофизиологии и психотипологии…В целом преподаватель и без этого видит кто и какую роль в группе и подгруппе занимает, но есть ведь и «латентные», теневые лидеры, чьи способности не раскрыты и могут так и остаться нераскрытыми…Эффективность аппарата? Здесь классическая математика, элементы «жесткой логики» со всеми плюсами и минусами. Здесь скорее есть некоторая теоретическая ценность, в части постановки задачи и возможного дальнейшего исследования в части решения обратной задачи. То есть если есть закон управления, то можно рассмотреть обучаемого как объект, управлять им оптимальным образом (по критерии наискорейшего перехода в устойчивое «обученное» состояние)…На последний вопрос ответить однозначно затрудняюсь, чутье подсказывает, что это не может быть единичный случай…Но доказать логически я это, к сожалению, не могу

  • Сама задача, достаточно интересна...носит междисциплинарный характер. Правда пока не ясно, как рассмотренный вариант гомеостата Эшби применить в прикладных инженерных и психологических задачах...Рассмотрена абстрактная задача, смоделирован классический случай нахождения гомеостата в устойчивом положении...Мне все таки думается, что в рамках данной статьи большее внимание уделялось непосредственно задаче моделирования как такового и визуализации полученного результата...Этого недостаточно для решения более широкого круга задач...То есть по моим ощущения статья носит обзорный характер и не может служить заделом для сколь угодно серьезных исследований

  • В рамках статьи, рассматривалось моделирование гомеостата Эшби для визуализации и формализации задачи, связанной с изучением межличностных взаимодействий в малых группах! Замечания правомерны, степень визуализации и формализации на данном этапе исследования действительно не позволяет решать заявленные задачи, тем не менее описан подход, сформулирована идея и выбран математический аппарат для ее реализации.

  • Гомеостат рассмотрен на примере личностного ориентирования, на примере обучения по отдельным операциям направленных к достижению одной цели. Не могли бы Вы дать примеры применения в естественно научных предметах, а также оценить степень эффективности использования данного математического аппарата при обучении? Так как определение гомеостата было выведено достаточно давно, какая практическая ценность данного подхода? Какие способы формирования гомеостата при обучение есть у преподавателя, не является ли он единичным случаем применения, на всем этапе обучения какому-то предмету?

Оставьте свой комментарий