Educational Technology & Society 3(4) 2000
ISSN 1436-4522
pp. 193-202

Проектирование мультимедиа тренажеров на основе сценарных моделей представления знаний

Н.Н. Филатова, Н.И. Вавилова
Тверской государственный технический университет
Росия, 170023, Тверь, пр. Ленина, 25
nfilatova99@mail.ru

АННОТАЦИЯ

Применение мультимедиа технологий и сценарных моделей представления знаний предметной области позволяет предложить решения для проектирования и создания эффективных тренажерных комплексов, обладающих рядом интеллектуальных функций и основанных на моделях поведения и восприятия пользователя.
Рассматриваются общие принципы проектирования ситуационных тренажеров с развитым сценарием действий с учетом дидактических, когнитивных и программно-технологических аспектов.
Модели мира тренажера формируются на основе множественности образных представлений. Обсуждаются методические и технологические вопросы создания тренажера на основе статической модели идеального мира с применением 2D-, 3D-графики, анимации, видео- и фотокадров, а также приемы их интеграции.

Ключевые слова

Тренажер, Информационные образы, Модели мира.

Введение

     В современной образовательной практике компьютерные тренажеры становятся наиболее распространенным и доступным средством для профессиональной подготовки специалистов разного уровня квалификации. Широкие возможности мультимедиа в сочетании с существенно меньшими финансовыми затратами по сравнению со стоимостью физических стендов делают это направление весьма привлекательным как для фирм связанных с производством и применением сложных технических средств, так и для технических университетов. Последние пытаются решать проблему обучения студентов путем создания виртуальных университетов, обеспечивающих доступ пользователей через глобальную сеть к сложному и дорогостоящему оборудованию ведущих фирм и научных лабораторий. Но этот подход в методическом плане имеет существенный минус, так как ограничивает диапазон действий пользователя исключительно штатными рабочими ситуациями. Кроме того, для подавляющего числа пользователей в России имеются дополнительные ограничения, связанные с реальными возможностями каналов связи.
     Разработка компьютерных ситуационных тренажеров с использованием мультимедиа технологий создает возможность реализовать практически любые по сложности эксперименты с оборудованием и воспроизвести методики отработки любых нештатных ситуаций. Применение мультимедиа технологий и сценарных моделей представления знаний предметной области позволяет предложить решения для проектирования и создания эффективных тренажерных комплексов, обладающих рядом интеллектуальных функций и основанных на моделях поведения и восприятия пользователя.
     В статье приводятся результаты исследования, полученные в центре Компьютерных технологий образования ТГТУ, в процессе разработки мультимедиа тренажеров для двух виртуальных лабораторий: "Системы автоматического управления" и "Аппаратура " для медико-биологических исследований". Рассматриваются общие принципы проектирования ситуационных тренажеров с развитым сценарием действий с учетом дидактических, когнитивных и программно-технологических аспектов; а так же вопросы адаптации сценария к индивидуальным особенностям обучаемого на основе моделей поведения и восприятия.

1.   Позиция тренажера в общем, познавательном процессе

     В зависимости от классификационного признака допустимо выделять различные группы программных тренажеров.
     По назначению различают программные комплексы (ПК) для обучения распознаванию образов, ПК для ситуационного управления, игровые ПК. По внутренней структуре - тренажеры со сценарием и без сценария. По типу реализуемого сценария обучения - вопросно-ответные системы, игровые сценарии, имитационные комплексы.
     Целесообразно выделить три области использования обучающих программ, относящихся к классу тренажеров:
     -   Изучение сложных ситуационных алгоритмов (принятия решений, управления, ремонта, и т.п.).
     -   Изучение плохо формализуемых методик с разветвленным деревом допустимых решений (методики проектирования, ремонта, наладки, монтажа, пуска и т.п.).
     -   Обучение диагностике на основе индуктивных методик построения неявных алгоритмов распознавания принадлежности к классу и классификации (распознавание сложных образов, поиск неисправностей, оценка плохо формализованных ситуаций).
     Основу ситуационных тренажеров (S-Tr) составляет дерево решений и библиотека возможных ситуаций {Si}или генератор моделей ситуаций. Генератор моделей ситуаций целесообразно создавать, если описание каждой ситуации достаточно элементарно. Например, при создании аудио-тренажера каждая ситуация может быть эквивалентна одному тональному клипу, характеристиками которого являются два числа: частота и уровень сигнала (Si => fi, Aj).
     Ситуационный тренажер может создаваться также на основе заранее подготовленных библиотек множеств допустимых и нештатных ситуаций. В наиболее общем случае каждая ситуация может быть представлена отдельным анимационным клипом.
     Тренажеры для обучения распознаванию образов (R-Tr) основаны на генераторе примеров ситуаций. Если в (S-Tr) главным является перемещение из Sn в Sk, т.е. поиск правильных путей по дереву решений (дерево может включать и нештатные ситуации), то в (R-Tr) пользователь в зависимости от предметной области тренажера может решать двухшаговую задачу:
     Шаг 1: распознать принадлежность Si некоторому классу (распознавание образа по нечетко представленным признакам). Например. Определить симптомы заболевания.
     Шаг 2: распознать взаимосвязь класса ситуаций с некоторым следствием. Например, определить на основе выделенных симптомов диагноз заболевания.
     Применение мультимедиа технологий и сценарных моделей представления знаний предметной области позволяет предложить решения для проектирования и создания эффективных тренажерных комплексов, обладающих рядом интеллектуальных функций и основанных на моделях поведения и восприятия пользователя.
     В зависимости от принципов, положенных в основу сценария, при обучении с помощью тренажера возможно достижение различных целей: приобретение эмпирических знаний и умений, апробация теоретических знаний, трансформация чужого опыта в свой собственный. Традиционно тренажеры относят к средствам для отработки практических навыков с комплексом технических средств и закрепления некоторых профессиональных умений [Поспелов Д. А, 1990]. В последние годы появились работы, авторы которых распространяют концепцию тренажеров на задачи обучения распознаванию образов и выработки заключений в области медицинской диагностики. [Ларичев М.И., 1998; Филатова Н.Н. и др., 1999].
     Как в первом, так и во втором случае, тренажер является субъектом, передающим некоторые неявно представленные знания обучаемому. Дидактические особенности интерактивного характера обучения, предполагающие активную позицию обучаемого, создают условия для органичной реализации одной из современных концепций организации познавательного процесса на основе технологии открытий [Козелецкий Ю., 1979].
     Одной из главных задач, возникающих при проектировании тренажера и определяющих в последствии его эффективность как инструмента для познания, является представление учебной информации в виде образов адекватных объектам реального мира и с учетом индивидуальных особенностей механизмов восприятия обучаемого. Дидактическая особенность компьютерного тренажера состоит в том, что он, являясь для пользователя косвенным источником знаний об изучаемой предметной области, не передает готовых знаний, а служит для поддержки познавательных стремлений обучаемого. Правильно спроектированный тренажер должен активизировать собственные механизмы пользователя по извлечению информации и формированию новых знаний.
     Основываясь на этих принципах, наиболее важной задачей, возникающей при его проектировании, следует признать выбор моделей и разработку на их основе программных средств конкретизации образных представлений на тему ограниченного мира задачи (с целью разбудить воображение пользователя) и генерации некоторых индивидуальных фоновых образов для активизации механизмов подсознания, повышения пороговых уровней внимания, восприятия и запоминания.
     В дидактическом плане основной задачей тренажера является выработка у пользователя навыков принятия решения в условиях конкретной ситуации. Поведение пользователя при отработке тестовых ситуаций, как правило, протоколируется. Получаемая информация служит основой для построения модели поведения специалиста и, по существу, является новыми знаниями, порождаемыми тренажером.
     Таким образом, тренажер с одной стороны является потребителем знаний эксперта (именно они закрепляются в сценарии), а с другой - источником новых знаний о поведении человека в условиях виртуального по форме и искусственного по содержательным законам мира. Последнее утверждение делает необходимым учет когнитивных аспектов природы тренажера при проектировании его структуры.

2.   Виды ситуационных тренажеров

     Не смотря на общность структуры и функциональной схемы, в зависимости от концепции сценария и задач, которые решают пользователи, различают две группы ситуационных тренажеров: на основе статической модели идеального мира и на основе динамической модели.
     К первой группе относятся комплексы, предназначенные для обучения действиям с некоторыми статичными объектами в условиях отсутствия внешних возмущений. Стационарный характер работы объектов, объединенных в сцены виртуального мира, характерен для тренажеров имитирующих стенды технических устройств. В основе их сценариев лежат алгоритмы, описанные в должностных инструкциях и правилах эксплуатации приборов. По умолчанию считается, что все объекты (технические элементы стенда) исправны. Нештатные ситуации связаны только с неправильными действиями обучаемого и ведут к поломкам оборудования. Подобные условия задачи вводят пользователя в идеальный мир не подверженный изменениям по причинам, не зависящим от его действий [Филатова Н.Н. и др., 1999].
     Ситуационные тренажеры на основе динамической модели мира предназначены для обучения действиям со статичными объектами при наличии внешних возмущений (функциональных или в виде потока событий). Простейшим примером является развитие рассмотренного выше тренажера по обучению работе с оборудованием на задачи связанные с поиском неисправностей элементов стенда или тренажеры по обучению методикам пуско-наладочных работ. Нештатные ситуации, возникающие в таких областях, развиваются во времени и, следовательно, могут адекватно отображаться только на основе динамической модели идеального мира тренажера.

3.   Необходимые иллюзии, порождаемые тренажером

     Ситуационный тренажер, ориентированный на задачи обучения работе с техническим оборудованием (монтаж, наладка, пуск, эксплуатация, поиск неисправностей и ремонт) в идеальном случае должен порождать у пользователя ряд иллюзий: виртуального мира, партнерских взаимоотношений (соучастия в решении задачи), понимания, привязанности к обучаемому.
     Иллюзия виртуального мира необходима пользователю для лучшего восприятия условий задачи. На основе различного вида информации (в основном визуальной и аудио) обучаемый должен получить представление о внешнем виде объектов, их устройстве и функционировании. Как показали проведенные исследования степень ограниченности мира в мультимедиа тренажере, его идеальный характер можно изменять, варьируя следующие характеристики:
     N_OSi - количество динамических объектов в отдельной сцене (ситуации Si),
     D_O - общее количество динамических объектов в замкнутом мире,
     SVi - число степеней свободы у каждого из динамических объектов,
     S_P - число обрабатываемых событий, активизированных по инициативе пользователя (количеством допустимых действий пользователя с элементами мира тренажера),
     n_Si - число развивающихся во времени событий, связанных с каждым динамическим объектом.
     Степень адекватности моделей сцен ситуации объектам реального мира в простейшем случае может регулироваться параметрами файлов мира образов:
     -   числом кадров анимации или ее продолжительностью и частотой кадров (мир динамических графических образов),
     -   глубиной цвета, степенью насыщенности кадра (мир статических графических образов),
     -   частотой и высотой тона (мир аудио образов).
     Иллюзия партнерских взаимоотношений между тренажером (объектами его искусственного мира) и пользователем необходима для смягчения психологического барьера, для повышения динамизма и познавательной активности обучаемого. Известно, что начинающие пользователи предпочитают работать в паре. Один из обучаемых берет на себя роль лидера, активно выполняя задания, другой - участвует в решении пассивно, высказывая свое мнение, дает советы. Эта ролевая схема может использоваться для построения сценариев с моделью партнера. Иллюзия партнерских взаимоотношений может поддерживаться достаточно убедительно и более простыми схемами, если за тренажером гарантированы функции обработки событий из группы реакций обучаемого: коррекции сценария, генерации оценок действий обучаемого в вербальной форме (в виде текстового или звукового сообщений).
     Проблема понимания должна рассматриваться как в отношении изучаемого учебного материала, так и в смысле отношений пользователя с тренажером, как неким субъектом реального мира. В первом случае необходимо учитывать различие в стилях мышления обучаемых, в предпочтениях существующих для выбора вида образов. Процесс обучения развивается успешно, если у обучаемого возникает уверенность в том, что его старший партнер (педагог, обучающая система и т.п.) понимает затруднения ученика. Иллюзия понимания тренажером (объектами искусственного мира) возникает у пользователя при ожидаемых реакциях программного средства на действия обучаемого. Потребность в ней возникает, когда обучаемый нуждается в подсказке. Формы реализации различных видов help достаточно разработаны. Следует только отметить, что в виду обилия графических образов при работе с тренажером помощь наиболее эффективно и просто реализовывать путем интеграции сегментированной графики и контекстных пояснений.
     Потребность в привязанности, которую ощущают все существа обладающие интеллектом, выражается в установлении теплых, окрашенных эмоциями взаимоотношений. Необходимость эмоциональной компоненты в отношениях между обучаемым и преподавателем давно не вызывает сомнений. У специалиста должна возникать иллюзия ориентации тренажера на работу исключительно лично с ним. Эти ощущения можно усиливать путем адаптации интерфейса и стиля общения тренажера с пользователем к личностным особенностям обучаемого, а также путем расширения множества дидактических сообщений эмоциональными высказываниями.
     При проектировании тренажеров для виртуальной лаборатории по медицинской технике для реализации принципа создания ограниченного типа иллюзий использованы четыре обобщенные модели поведения пользователя (М_ОО1 - осторожный экспериментатор, М_ОО2 - герой, М_ОО3 - добросовестный сотрудник, М_ОО4 - человек с улицы).

4.   Статические и динамические модели идеального мира и их применение для проектирования сценариев

     Анализ места ситуационного тренажера в общей концепции разработки и применения обучающих средств, дидактических и когнитивных аспектов требований к этому виду программных продуктов, а также возможностей мультимедиа технологий позволяют сделать вывод о возможности рассмотрения тренажера как некоторого искусственного мира, который имеет более удобную и эффективную, по сравнению с реальным миром, организацию, направленную на интенсификацию процессов передачи, восприятия, усвоения и переработки информации.
     Обучение на тренажерах обычно не касается точных наук, и связано с задачами, при решении которых человек использует не только абстрактные категории и общие понятия, а дополняет их яркими образами. Вопросы представления информации в задачах требующих образного мышления рассматривались в [Поспелов Д.А, 1990; Козелецкий Ю., 1979] с позиций создания решающих систем. В наших исследованиях предлагается концепция структуры модели статического мира тренажера, ориентированная на три уровня представления знаний и данных: концептуальный (Z1), логический (Z2) и физический (Z3).
     На концептуальном уровне описание мира тренажера наиболее эффективно выполняется на основе сценарных моделей. Знания о мире тренажера представляются сетевой моделью (Z1). Вершинами сети являются ситуации (Si), отображаемые в сценарии, а дугами - отношения, устанавливающиеся в ходе навигации по законам этого мира. На концептуальном уровне решаются вопросы выявления общего числа моделируемых ситуаций и тип связей между ними. В тренажерах на основе статической модели мира необходимо различать три типа ситуаций: S = (S1) U (S2) U (S3). Здесь S1 - множество рабочих ситуаций, S2 - множество тупиковых ситуаций, связанных с ошибочными действиями пользователя в мире тренажера, S3 - множество ситуаций, связанных с действиями пользователя в нештатных ситуациях реального мира и определяемых особенностью его модели поведения.
     На логическом уровне знания о мире тренажера приобретают более конкретный характер. Они интерпретируют идею множественности представлений одной и той же ситуации с помощью различных классов информационных образов (рис.1). При таком подходе Z2 - задается множеством вершин типа ИЛИ (Si j), каждая из которых интерпретирует представление о ситуации Si, исходя из особенности модели восприятия пользователя [Козелецкий Ю., 1979]. На данном этапе модель позволяет воспроизводить предпочтения в использовании каналов восприятия информации для 8 групп обучаемых.

Рисунок 1. Множественность представлений для одной ситуации

     Раскрытие вершин графа Z1 можно осуществить в двух плоскостях. В плоскости Z1 дочерние вершины каждой ситуации соответствуют новому состоянию объектов мира тренажера. В плоскости Z2 дочерние вершины образуют альтернативы представления одной и той же ситуации в виртуальном мире (рис.2).

Рисунок 2. Структура информационной модели мира тренажера на основе множественности образных представлений

     Проектируя сценарий, необходимо учитывать как специфику его развития, так и особенности прохождения обучаемым. Специфика развития определяется количеством нештатных ситуаций и возможностью отработки действий специалиста исходя из типа его личности. Практически она строится на прогнозе поведения специалиста в реальном мире. Для ее реализации в множество S включают дополнительное подмножество ситуаций S3. Специфика прохождения сценария определяется особенностями реакций человека на возникновения ситуации Si в виртуальном мире. Для ее интерпретации модель ситуации
Si S необходимо дополнить Si* = Si & Si**, (Si** - события служебного характера в виртуальном мире; это реакции тренажера не связанные с навигацией, его комментарии, флаги, сигналы штрафы и т.п.).
     Как показали исследования, для активизации образного мышления у левополушарных групп обучаемых при решении технических задач достаточно 5 видов образов: текстовых (Ti), звуковых (GSi), статических графических двухмерных (2D::GDi), статических графических трехмерных (3D::GDi) и динамических графических (Ai). В общей схеме организации знаний и данных (рис.3) они представлены пятью мирами (Mi). Особенности их организации и стратегии использования для формирования вершин из множества Z2 исследовались при создании тренажера для виртуальной лаборатории "Системы автоматического управления".

Рисунок 3. Общая схема организации знаний и данных

5.   Технология создания тренажера на основе статической модели идеального мира.

     Результаты применения разработанных нами моделей и методик иллюстрируют первые версии тренажеров для виртуальных лабораторий по измерительной технике и автоматизации технологических объектов, которые распространяются на CD дисках. В этот сборник включена "Виртуальная лаборатория по измерительной технике" (стенд для изучения и поверки магнитного газоанализатора), содержащая электронный учебник, программу тестирования и мультимедийный виртуальный тренажер-имитатор. Программа может быть использована для проведения лабораторных работ и проверки знаний студентов, а также для самостоятельной работы студентов.
     Количественные характеристики Виртуальной Лаборатории.
     1.   Исходный текст для разработки сценария методического пособия - 20 страниц, формата А4.
     2.   Общий объем программного обеспечения - 65,5 Мбайт (861 файл), из них:
        -   HTML-страниц - 462 файла (595 Кбайт),
        -   Графических файлов (рисунки, формулы - *.gif, фото - *.jpg) - 207 (8,2 Мбайт),
        -   Анимационных клипов (*.avi) - 186 файлов (47,5 Мбайт),
        -   Звуковых файлов - 6 (9,24 Мбайт).
     3.   Требования к ПК и ОС:
        -   ОС Windows 95 (Windows 98),
        -   Microsoft Internet Explorer (4.0 и выше), подключение сети Internet не обязательно,
        -   Акустический адаптер и колонки к ПК (желательно)<,br>         -   ПК процессор Intel Pentium II 133 МГц, 64Mб SDRAM, PCMCIA, монитор 17GLe на S3 Trio 32/64 PCI, (настройка оптимизирована на 256 цветов, область экрана 1024 на 768 точек ).
     Использование ПК с более высокими техническими характеристиками повышает скорость обработки событий и улучшает потребительские свойства тренажера.
     Разработка тренажеров выполнена на языках HTML (для разметки гипертекста и графических карт с изображением приборов и устройств) и Dynamic HTML. Для поддержки принципа множественности альтернативных представлений о ситуации используются различные фреймы и процедуры написанные на VBScript. Имитация действий пользователя и проверка их правильности поддерживается процедурами на языке сценариев JavaScript.
     Одно из главных требований к мультимедиа тренажеру - высокое качество изображения, которое должно обеспечивать соответствие виртуального стенда реальному объекту. При разработке тренажера должны использоваться отсканированные фотографии или оцифрованные кадры видео реальных приборов и устройств. С помощью редактора трехмерных сцен 3D STUDIO MAX фотографиям можно придать объем и создать библиотеку графических 3D образов. Библиотека должна включать набор всех возможных движений элементов прибора.
     Каждый аппарат (стенд) имеет ограниченное количество движущихся элементов. Это различные стрелки, отметки шкал, рукоятки, кнопки, тумблеры, переключатели. Остальное оборудование неподвижно и в программе тренажера должно исполнять роль фона. Движущиеся элементы внедряются на этом фоне в трехмерные сцены и только для них создаются сценарии анимации. Все объекты, участвующие в анимации (даже те, которые не движутся сами), составляют сцену, на основе которой будет строиться анимационный клип. Создание сцены включает проектирование объектов, выбор материалов (фактуры), расстановку источников света, ввод в сцену камер. После завершения сцены для любого ее объекта может быть создан сценарий анимации.
     Наиболее распространенным способом создания сценариев анимации является метод ключевых кадров. Это процесс, при котором объекты и их параметры вручную устанавливаются в требуемые положения, соответствующие моментам времени опорных кадров, а все недостающие кадры, изображающие объекты на промежуточных стадиях движения строятся программой 3D STUDIO МАХ автоматически.
     Размер конечного файла avi напрямую зависит от частоты кадров, а также от глубины цвета, то есть насыщенности каждого кадра. Поскольку при создании анимационных клипов для тренажера-имитатора используются фотографии реального стенда, нет возможности экономить на качестве изображения. Обычно для плавного воспроизведения анимации необходима частота около 20 кадров в секунду. При частоте кадров меньше 18 теряется иллюзия плавности движений. Но при создании анимации для компьютерного тренажера, в котором нет необходимости поддерживать реальный масштаб времени и полностью погружать пользователя в виртуальный мир (с помощью специальных очков, шлемов, перчаток и т.п.) допустимо использовать и меньшую частоту кадров. При частоте до 10 кадров в секунду можно получить клип, оптимальный и по плавности движений, и по объему. В Таблице 1. представлены сравнительные характеристики двух анимационных клипов в зависимости от частоты кадров. Содержание этих клипов примерно одинаково, в обоих использовались фотографии в качестве текстур. Как видно, за счет уменьшения частоты, а, следовательно, и общего числа кадров, файл anim9.avi получился гораздо длиннее, но меньше по размеру.

Имя файла

Частота кадров

Число кадров

Длительность, сек.

Размер файла

Stendfun2.avi

30 кадров/сек.

101

3,37

2,7 Мб

Anim9.avi

3 кадра/сек.

25

8,33

919 Кб

Таблица 1. Сравнительные характеристики двух анимационных клипов в зависимости от частоты кадров

     Другим важным требованием к мультимедиа тренажеру является максимально полное воспроизведение движений отдельных элементов аппарата в соответствии с воздействиями пользователя.
     Виртуальному мультимедиа тренажеру целесообразно иметь два режима работы: режим "Тренировки" и режим "Выполнения работы". В режиме "Тренировки" пользователь может детально ознакомиться со всеми этапами работы, изучить элементы управления аппарата и последовательность действий по работе с ним. Режим "Тренировки", по сути, является работой по алгоритму. Важно отметить, что алгоритм должен быть представлен не в виде непрерывного видео или анимационного клипа, а как последовательность шагов. Таким образом, повышается гибкость взаимодействия тренажера с пользователем, он может несколько раз просматривать отдельные этапы, причем в любом порядке. Проверки действий пользователя в режим Тренировки не вводятся.
     В режиме "Выполнения работы" обучаемому предлагается воспроизвести ранее изученную последовательность действий на виртуальном аппарате, при этом существует система контроля, следящая за правильностью действий пользователя. В случае ошибки выводятся подсказки, предупреждения. Грубые ошибки пользователя вызывают так называемую "аварийную ситуацию": моделируется авария, поломка оборудования. Возможность моделирования подобных нештатных ситуаций - одно из достоинств Виртуальных тренажеров, так как на физическом (часто дорогостоящем) оборудовании подобные действия студента не допускаются.
     При выполнении работы на виртуальном тренажере пользователю предоставлена такая же свобода действий, как и при работе с реальным стендом. Он не ограничен жесткой последовательностью действий. В тренажере не обязательно должна быть реализована функциональная зависимость между движениями элементов, для фиксации состояний могут использоваться цифровые коды. Они должны быть скрыты от пользователя и обновляться по ходу его действий. Изменения кодов заставляет движущиеся элементы стенда принимать заранее известные положения. Существует набор состояний движущихся элементов стенда, цифровые коды для этих состояний жестко определены и постоянно контролируются, промежуточные состояния стенда не проверяются. Подобная структура управляющего алгоритма создает возможность обучаемому достигать желаемых результатов различными путями. Например, порядок включения и выключения двух независимых устройств не имеет значения и пользователю разрешается производить эти операции в произвольном порядке. При этом если он существенно нарушает порядок работы, так, что на реальном стенде работа не могла бы выполняться, элементы виртуального стенда также не активизируются.
     В качестве главного элемента сценария тренажера-имитатора может применяться массив переменных, каждая из которых должна отражать состояние конкретного элемента стенда в данный момент. В языке HTML для этой цели как нельзя лучше подходят текстовые формы. Они принимают ограниченный набор значений, которые соответствуют возможным положениям элементов стенда и помещаются в специальный, скрытый от пользователя, фрейм. Для каждого элемента управления стенда написаны программы обработки событий. Они меняют формы и отслеживают допустимость их значений, т.е. контролируют возникновение аварийных ситуаций. Если форма приняла допустимое значение, запускается анимационный клип, соответствующий изменению состояния стенда.
     Действия пользователя приводят к возникновению так называемых "событий" в среде броузера Internet Explorer (Рис.3). Наиболее часто используются события onClick (щелчок мыши) - взаимодействие пользователя с элементами управления тренажера, onMouseOver (фиксация мыши) - отображение всплывающих подсказок и onLoad (открытие страницы) - установка начальных условий при запуске тренажера. Программы обработки событий написаны для каждого элемента управления на языках сценария Java Script или VBScript. Они меняют формы и отслеживают допустимость их значений, т.е. контролируют возникновение нештатных ситуаций. Если форма приняла допустимое значение, HTML-тегом запускается анимационный клип, соответствующий изменению состояния прибора.
     Рассмотренные методики в настоящее время применяются для создания стендов тренажеров для двух виртуальных лабораторий: систем автоматического регулирования и аппаратуры для медико-биологических исследований. Первый (более сложный) - предназначен для обучения монтажу и наладке системы автоматического управления на базе микропроцессорного контроллера Ремиконд Р130 и включает:
     -   одиннадцать приборных блоков,
     -   три типа разъемов,
     -   четыре клемных соединителя,
     -   шестьдесят шесть элементов навесного монтажа.
     Вторая текущая разработка включает электронное учебное пособие по эндоскопии и тренажер на базе оборудования серии GIF OLYMPUS (документация и технические съемки осуществляются в областной больнице на основе образцов новейшего оборудования).
     Использование отечественных мультимедиа продуктов, отвечающих принятым в вузах РФ стандартам и методикам обучения, выполненных на русском языке, несомненно, найдет отклик среди большого слоя учащихся - студентов, являющихся владельцами личных компьютеров. В условиях дефицита и значительной стоимости специальной и учебной литературы выпуск хорошо иллюстрированных и отвечающих современным требованиям электронных учебных средств найдет спрос. Учитывая применение структуры Web-страниц при разработке этих пособий, при правильном формировании сценария мы будем располагать легко модернизируемыми, обновляемым продуктами.

Литература

[Козелецкий Ю., 1979]. Козелецкий Ю. Психологическая теория решений. М. Прогресс, 1979.

[Ларичев М.И , 1998]. Ларичев Проблемы компьютерного обучения экспертным знаниям. // Труды 6 национальной конференции по искусственному интеллекту с международным участием. КИИ`98. Т.1.

[Поспелов Д.А , 1990]. Справочник по искусственному интеллекту. / Под ред Поспелова Д.А. т.2. 1990.

[Филатова Н.Н. и др., 1999]. Н.Н. Филатова, Е.С. Голованов, Н.И. Вавилова, Н.А. Борисов Мультимедиа тренажеры для обучения эмпирическим знаниям // Труды международной конференции Знание -Диалог-Решение (КДС-99). Ялта. 1999.