先进的嵌入式训练技术在美海军中的典型应用案例

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1、先进的嵌入式训练技术在美海军中的典型应用案例张宝珍1.背景先进的嵌入训练系统（AETS）根植于20世纪50年代发展起来的程序教学（或称自动教学、机器教学）。程序教学为美国行为主义心理学家斯金纳首创，开始主要应用于中小学教学实践。程序教学的特点主要有小步子（将整个学习任务分解成可一步一步操作的步骤）、自定步调（学员自己确定学习的进度和速度）、及时反馈（学习或操作的结果可以立即得知，并及时改正错误），适用于确定知识或技能的严格养成性学习。也就是说，初期程序教学的适宜对象是没有歧义、可具体分解、结论唯一的知

2、识或技能，否则，实施起来会很困难。这样一来，它的教学内容和教学方式都比较僵硬，也不利于培养学生的创造性。这与人们当时对学生角色的认识以及技术发展水平有直接的关系。最近20年来，随着学习观以及计算机技术的发展，人们更加强调在学习和训练过程要增强环境的动态性、促使学员掌握问题解决的知识和技能（以问题为基础的学习）、学习诊断要重视学员的内部知识状态而非学员的外在行为（学员建模和认知诊断）以及教学要适应学员不断变化的知识和能力状态（适应性教学）。近几年，柯林斯等人又提出了“认知学徒”（cognitionapp

3、rentice）训练理念。认知学徒训练系统采用了传统学徒制中的许多策略，区别在于前者强调是认知技能，而后者强调是动手能力。传统学徒制有3个主要组成部分：示范、辅导和隐退。首先，师傅通过身体力行向学徒演示活应该怎么做，并解释为什么要这样做。然后，师傅辅导学徒照着演示的方式方法试做几遍。这时，师傅一边要指出学徒做得好或不好的地方，一边继续强调动作要领。经过一段时间的反复练习，当学徒基本能够独立操作时，师傅就逐渐隐退到幕后了，只在学徒遇到繁难问题时才再次出场。目前，新一代的“智能助教系统”（intellig

4、enttutoringsystem，ITS）都属于认知学徒制的范畴，其中包括广为人知的LISP、SHERLOCK以及“物理助教”（physicstutor）等。上述智能助教系统都是围绕着不同的问题领域构建起来的，并具有一些共同的特征。例如，知识的不确定性低（如多种路径都可得出同一个结论）；用到的知识都比较封闭，只用很少的规则就能表示出来；解决问题的方式以个人为主（非团队性的）；不包含实时性问题，所学习的对象可以随时停止或重新开始。但是，军方的战术训练工作却基本不具备上述的条件。在这里，一切都是不确定的

5、或是变化的：遇到的问题或需用到的知识都是复杂且开放性的；解决问题的方式是以团队为基础的；问题存在的环境也是快速变化的。正是由于如上的诸多原因，传统的智能助教系统一直很难应用到战术训练领域。AETS的出现有可能改变这一局面。AETS采用了智能助教系统的一些概念，如以问题为基础式的学习、认知诊断、示范以及适应性教学等，但更强调针对战术训练领域中的不确定性、开放性知识空间、团队性以及实时性等开发新的训练方式方法。下面以AETS在宙斯盾级舰艇上的应用情况为例，对其相关情况做一简要介绍。2.应用范围目前，AET

6、S主要用于训练宙斯盾级舰艇上的防空队（AirDefenseTeam）。该队归“作战情报中心”领导。防空队的主要职责是防止本舰以及舰队的其他船只遭到空袭。有时，防空队不但空防的任务艰巨，而且工作很难做。如在美军对伊战争期间，近伊波斯湾地区不但空中常有民用飞机、运输石油的直升机和军用飞机相互夹杂，舰队还会遭受恐怖人员的袭击。因此，如何更好地开展防空队的训练工作一直都是美海军十分关心的一个问题。防空队所开展的主要工作都是为了尽快和准确判断军舰近空领域的各种空中目标（如固定翼飞机、旋翼机或导弹等）的性质和身份

7、。在AETS中（按照海军惯例），这些目标统称为“轨迹”（track），并用不同的图标表示在每个队员的（地理）显示屏上。轨迹数据主要来源于宙斯盾舰载的大功率雷达；侦察机、其他舰只、地面部队以及其他情报部门等也能提供一些信息。这样，对同一个轨迹可以用不同的数据方式进行了解。在某些情况下，不同来源的信息给人以存在多个轨迹的印象，但实际上只存在一个目标；但在另外一些情况下，同一个轨迹却可能存在着多个目标，如两个飞得很近的飞机。总的来说，防空队的具体职责可以概括为：ò尽可能或根据需要分清并提供针对每个空中轨迹的

8、信息。ò确定各轨迹是否会对本舰或本舰保护的目标造成威胁。ò采用各种措施打压或减轻潜在的威胁。为履行上述职责，防空队的行动空间也是非常广阔的。例如，它可以向一轨迹发出口头警告，令其改变航线；请求友方飞机前去辨认、截击目标或将其驱离本舰。在比较少见的情况下，防空队还可发射导弹摧毁一轨迹。在开展上述工作的过程中，航空队员之间会口头交换自己的推断或得到的信息。这一点对于印证不同来源的信息以及促使队员间形成共同的心理模式有重要的作用。宙斯盾的指挥与控制系统具备在一