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1、附件三範例行動式飛航安全數位學習系統以駕駛艙安全訓練為例領域別：工商管理 類別作者姓名：蘇國瑋 老師服務單位：國立高雄第一科技大學資管系摘要現今的航空技術，造就了便捷的空中交通，縮短全球人與人間、國與國間之距離，帶給全球另一個融合契機。根據波音公司與國際民航組織的統計，全球航空失事發生率雖然逐年下降且趨於穩定，然而根據飛航事故統計資料，有55%的事故原因可歸因於人為疏失(Human Error)。由於科技的發展促使飛行員能有效的利用飛行模擬器做訓練，以座艙儀表板訓練與組員資源管理訓練課程中的飛行員為研究對象，建立一個以行動裝置之自我學習系統，提供飛行員座艙中儀表板的功能與操作、標準的飛行操作知
2、識、組員間合作與溝通的技巧並結合案例式推理（Case-based Reasoning, CBR）的技術，將概念式搜尋與語意整合的功能融入案例屬性的設計與搜尋中，可藉此提升案例搜尋的效率，以更貼近使用者心裡的期望，進一步預防事故的發生。將其學習成效轉移到實際的飛行中，以增加飛行員操作的熟練度，與降低飛行員因錯誤判斷而導致飛航事故發生的機率。本系統將運用行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例，並導入智慧型 PDA 裝備上，讓飛行員能隨時隨地的自我學習，提升飛行員在儀表板操作、飛行程序的熟稔度以及面對危機時的應變能力；並協助飛行員對各個案例的經驗學習，使飛行員在面臨突發狀況能正確的解決並具
3、有高度的判斷能力。我們將依據人機互動（Human-Computer Interaction, HCI）與小螢幕介面設計的準則，建置實用性及有效性之良好的學習介面進而提升學習的效率。關鍵字: 人為疏失(Human Error)、案例式推理（Case-based Reasoning, CBR）、飛航案例式學習系統、行動飛航數位學習系統(M-FELS)、人機互動(HCI)、小螢幕介面設計。1前言本團隊將以飛航組員為研究對象，建立行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例，主要是導入在智慧型行動裝置個人數位助理（Personal Digital Assistant, PDA）上，以達到讓飛行員在
4、任何時間、任何地點皆能自我學習之目的；其次，對口語溝通失誤案例的學習，亦將使飛行員與航管人員在面臨突發狀況時能正確的解決並具有高度的判斷能力，進而提升飛航安全性。本研究將著重在PDA自我學習系統的介面設計上，藉由設計人機互動介面準則，並透過圖形輔助學習，讓飛行員在操作上不僅簡單容易上手且更容易學習，以提高飛行員的學習意願與效率，飛行員亦可依循系統建置之資料庫和知識庫做飛行訓練的學習，使飛行技術和知識逐漸累積與熟悉，讓災害損失降至最低，進而保障航空器與人員安全。2研究目的隨著資訊越來越發達，飛航性能相對的也趨近成熟，對飛行員而言，高科技被引進座艙設計內，使飛行員從操作者的角色變成監控者的角色，因
5、此飛行員除了需要具備基本的飛行知識外，還要有相當的熟練度與實際相關的案例學習，去彌補飛行員與航管人員所缺乏的經驗。所以飛行員與航管人員需接受更紮實的訓練，才能夠完成飛行任務。範例本研究希望提供飛行員一個線上學習的環境，飛行員透過線上學習課程，可以加強他們操作程序的能力，除此之外，藉由本研究亦提供的案例式學習，飛行員與航管人員可以在各個案例中了解飛航失事原因及人為疏失因素，並可從中學習飛航經驗，改善傳統只在書本上學習到的有限知識，運用案例式學習得到多元的知識。無論未來科技將帶領航空到何境界，最重要的還是在人之議題上，只要有飛行員坐在座艙裡監控飛機的飛行，那麼良好的飛行員訓練依然是降低飛航事故發生
6、的最好方法。除了平時利用紙本學習的方法，或是使用桌上型電腦進行學習外，期盼能透過行動裝置的輔助，達到不受空間及時間的限制，而能隨時隨地自我學習之目標。本研究目的如下：(1) 設計行動飛航數位學習系統，主要是以座艙儀表板課程訓練為主，並搭配上飛行任務、溝通技巧、團隊合作、狀況警覺及決策制定之飛行課程訓練為輔。(2) 設計飛航口語溝通失誤案例式學習系統功能，透過系統而進行查詢相關屬性的案例，學習如何避免以往所犯的失誤，減少事件再度發生。(3) 著重在人機互動的介面化設計，透過良好的介面設計，使用者在操作上不僅簡單容易上手且更容易學習，以提高飛行員與航管人員的學習意願與效率。藉由PDA行動裝置的可攜
7、性、方便性，提昇飛行員的學習效率，降低飛航意外發生的人為因素。3文獻探討3.1行動學習隨著第四波的資訊革新的先驅，在手攜式（handheld）電腦的日益普及，加上無線網路技術的日漸成熟，無所不在（Ubiquitous）的行動學習（Mobile learning, 簡稱m-Learning）已成為繼遠距學習、數位學習後逐漸受到重視的新時代學習趨勢；行動學習起源於網路教學相關研究所得出的規則;不是此技術本身具有適合教學的特性，使得網路教學大為成功，而是此技術普遍地被大眾擁有。對於行動學習的定義：可以在任何時間、地點、裝置上接受學習，謂之行動學習。Pinkwart 等學者指出，行動輔具的使用，不是要
8、讓教育的情境被資訊科技所掌控，而是讓行動輔具成為傳統教學中的一部份，成為教學中隨手可得的資源或輔助性工具。實施行動學習策略除了需有行動學習輔具及無線網路環境外，另一重要元素即行動學習活動，Chang 等認為行動學習可分為：室內個人行動學習、戶外個人行動學習、室內合作行動學習及室外合作行動學習四類。Seppala & Alamaki 認為行動學習讓學習者在最需要或適時的情況下，進入資訊網路獲取訊息，是最終極的彈性學習方式、富彈性學習環境的特色。Kynaslahti並認為行動學習具有：方便性、適宜性與立即性三項特色。Chen 、Kao & Shen也指出其特性為：解決學習需求的迫切性、知識取得的主
9、動性、學習場域的機動性、學習過程互動性、教學活動情境化、及教學內容的整體性3.2行動人機互動與介面設計 人機互動是1980 年新興的一個領域，它所注重的不僅是介面上的設計，而是強調所有關於使用者與電腦之間互動情形的一個領域。所謂人機介面（Human-Computer Interface, HCI）是使用者與電腦之間資訊交換往來的一個介面通路與環境，其中較狹隘的部份是包含顯示部分與輸入裝置。人機互動的目標是對資訊系統的使用者，創造使用性（Usability）高的系統，以消除使用者模糊不清的認知；唯有透過這個介面產生人機之範例圖4.3.2 SOP課程目錄圖4.3.2 SOP課程目錄飛行員在進入SO
10、P 課程後會出現該課程的目錄。飛行員可藉由課程目錄去選擇想要學習的章節然後開始進行學習。圖4.3.3飛航課程學習介面圖4.3.3飛航課程學習介面1. 標題2. 課程目錄3. 第一頁 / 回上一頁 的按鈕4. 目前頁數 / 總頁數5. 最後一頁 / 跳下一頁 的按鈕6. 捷徑列圖4.3.4案例屬性查詢介面圖4.3.4案例屬性查詢介面進入案例學習畫面可依各個不同的屬性、關聯性來查詢案例增加學習效果。同時在每一個頁面都包含捷徑列，而在捷徑列上的圖像功能都可直接地被選擇並且減少記憶負擔，而當飛行員在一個很大的資訊空間下，應該被允許能直接地進入到所需要的頁面上。圖4.3.5 案例內容呈現範例圖4.3.5
11、案例內容呈現系統會依照使用者點選的案例屬性，從知識庫中搜尋出符合屬性條件的相關案例，讓使用者能快速且準確的搜尋到想要的知識並作學習的動作。圖1.6捷徑列本系統的介面將會顯示出重要的訊息。例如，系統應該提供正面的回饋，並且當資訊變得可利用時還要能提供部分的回饋給使用者。所以，根據提供有益的情報回饋 指南，當使用者停留在該課程時，捷徑列上代表該課程的圖像就會改變顏色。圖4.3.6捷徑列4.4開發環境本研究將建立AILS（Aircraft Instrument Learning System，航空器儀表學習系統）、基本知識、進階知識查詢、案例式查詢，主要是以飛行員自我學習導向為主，將座艙儀表板課程輔
12、助訓練與案例式查詢建立在PDA 上，並依據小螢幕介面設計的準則來探討PDA 版本網站的建置，使飛行員能不受空間、時間限制，無所不在的學習，並能透過良好的介面設計使學習效率提升。本研究的系統開發環境如表4.4.1所示：表4.4.1系統開發環境5研究結果與討論將資料庫和知識庫與行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例系統作結合應用，提供使用者一個基本知識查詢與有效率的學習平台；飛行員在飛安事故中是很重要的一個因素，本團隊希望藉由隨時隨地都能學習的方法，來提升飛行員的熟練度，不僅是飛行技術或程序的學習，還有溝通與合作技巧的練習，面對座艙中龐大的儀表板與其顯示的數據，飛行員都要能夠掌握，以及最
13、重要的是讓飛行員能夠經由案例的學習，增加臨場反應和危機處理的熟練度，為了幫助飛行員去容易記憶與學習，本團隊特別強調在PDA小螢幕的介面設計方法與利用人機互動準則來提高飛行員的學習意願及效率。本團隊希望利用行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例良好的人機介面設計搭配親切的圖形介面，讓飛行員可以隨時隨地、無所不在的自我學習，不論飛行員資歷為何，只要有需求就可以藉由PDA手機進行學習，透過PDA手機的高度可攜性與即時性，使得飛航安全率提高。預期貢獻度摘要如下：1. 根據全球飛安事故的調查與研究顯示，因飛行員操作熟練度欠佳，造成飛機失事個案在近年來急劇增加，而飛行員確實為飛航安全的核心，也是
14、一連串失誤環節中最後且最重要的一環。針對操作步驟流程的複雜度所設計的行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例，使得紙本教材以及只能在桌上型電腦學習的教材，能夠轉換到PDA上學習。範例2. 此系統將建置在PDA上，根據小螢幕設計原則並利用圖形化設計，提供人性化介面，讓飛行員更容易上手與學習。3. 行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例主要強調即時性與移動性，因此本團隊透過無線網路讓資訊技術深入飛航安全中，利用小巧輕便的PDA，讓飛行員能夠飛到哪就學習到哪，使得乘客的生命安全得到保障。未來行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例也將提供更多的圖形化介面學習，加入多媒體的功
15、能，包括影音學習，再搭配上立體的3D模擬飛行來學習儀表操作或飛行程序等，使學習過程更加生動有趣，不僅打破傳統受限的學習方式，反而能將學習帶著走。行動式飛航安全數位學習系統-以駕駛艙安全訓練為例需要的基本配備花費很低，若能讓飛行員有效學習，所帶來的效益是無窮大的，除了飛航安全的提升外，更是保障所有人生命財產安全的關鍵因素。6參考文獻1 曾志軒譯（民94），Shneiderman, B. & Plaisant, C. 著，人機介面設計：有效的人機互動策略，初版，臺北市：臺灣培生教育出版。2 Pownell, D. & Bailey, G.D. (2001). Getting a handle on
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18、pp.347-359.6 Kynaslahti, H. (2003). In Search of Elements of Mobility in the Context of Education. In Mobile Learning (eds. H. Kynaslahti & P. Seppala). IT Press,Helsinki. pp.41-48.7 Pinkwart, N., Hoope, H. U., Milrad, M. & Perez. J. (2003). Educational scenariosfor cooperative use of Personal Digital Assistants. Journal of Computer AssistedLearning. 19(3), pp.383-391.8 Seppala, P. & Alamaki, H. (2003). Mobile learning in teacher training. Journal ofComputer Assisted Learning. 19(3), pp.330-335.9 Mandel, T. (1997). The elements of user interface design. New York:Wiley.
