Тренажеры, моделирующие условия и содержание производственной деятельности человека, позволяют создавать оптимальные условия для эффективного формирования профессиональных знаний, умений и навыков, необходимых для выполнения этой деятельности. С применением тренажеров в процессе производственного обучения учащиеся выполняют упражнения по отработке трудовых умений и навыков в тех случаях, когда условия процесса обучения не позволяют эффективно организовать такие упражнения в реальной производственной обстановке.

Применение тренажеров обладает следующими преимуществами:
способствует лучшей ориентировке учащихся при переходе от изучен мя теории на занятиях по специальным предметам к овладению практическими действиями, активизирует процесс обучения;
создает возможность приблизить учащихся к производственной обстановке, в то же время исключая опасность аварий, поломок оборудования;
позволяет задавать учащимся, повторять и варьировать нужные режимы работы оборудования и производственные ситуации в любой момент, что зачастую в производственных условиях невозможно;
моделирует (имитирует) сложные условия работы, вплоть до аварийных ситуаций, с которыми учащиеся при работе на действующем оборудовании ознакомиться не могут;
позволяет многократно моделировать и прогнозировать помехи и неисправности до полного их устранения;
способствует закреплению у учащихся приемов самоконтроля - решающего фактора формирования многих умений и навыков, особенно при оснащении тренажеров специальными средствами и устройствами обратной связи.

Существенным достоинством тренажеров является применение ускоренного масштаба времени. В производственных условиях изменения параметров реальных технологических процессов, например, химического и нефтехимического производства происходят сравнительно медленно, и для того чтобы выполнить все действия по управлению агрегатами в обычном масштабе протекания процессов, требуется значительное время. Ускоренное протекание технологического процесса на модели-тренажере агрегата, установки позволяет освоить процесс управления в значительно более короткое время.

Тренажер как средство, позволяющее моделировать технические объекты, производственную среду и, соответственно, деятельность учащихся, должно отвечать педагогико-эргономическим требованиям, предусматривающим оптимальное сочетание технических, психолого-физиологических и дидактических параметров. В классификационной системе средств обучения тренажеры относятся к моделям управляемых технических объектов, воспроизводящих или имитирующих с различной степенью точности их характеристики.

Важным фактором использования тренажеров является упрощение и расчленение осваиваемой учащимися трудовой деятельности с тем, чтобы обучение могло быть продолжено в реальных производственных условиях. Поэтому в учебных целях моделируется не вся производственная среда, не вся осваиваемая учащимися трудовая деятельность и не все операции, а только наиболее трудные в обучении и наиболее значимые в реальных условиях трудового процесса, от которых зависит успех будущей самостоятельной работы учащихся. Однако чем более модель приближена к реальным условиям выполнения соответствующей технологической операции, тем выше ее эффективность как средства обучения.

По конструкции и назначению применяемые тренажеры можно подразделить на следующие группы.
1. Тренажеры, моделирующие устройство и функции технических объектов. Они предназначены для отработки приемов, способов обслуживания и управления реальными объектами. К ним относятся, например, автомобильные тренажеры, тренажеры, моделирующие технологические установки химического производства и т.д. Тренажеры, моделирующие устройства и функции технических объектов, могут быть построены на принципах физического и математического моделирования на базе электронно-вычислительной техники. В большинстве случаев такие тренажеры представляют собой физические модели, под которыми понимают предмет, процесс, ситуацию и др., обладающие рядом физических свойств, сходных с оригиналом, но отличающиеся размерами, массой и отсутствием второстепенных явлений и деталей. Большое количество тренажеров - физических моделей - создано для предварительного практического обучения машинистов грузоподъемных машин, водителей транспортных средств и др. Все эти устройства, в большей или меньшей степени приближения, воспроизводят кабину водителя, машиниста и основные органы управления, с которыми связана система световых, звуковых и других сигналов. На таких тренажерах обычно удается формировать начальные умения выполнять последовательные действия в основных элементарных ситуациях, при этом обеспечивается немедленная сигнализация о всех неправильных действиях и полностью исключаются несчастные случаи и поломки.
Получили распространение и тренажеры для обучения операторов и наладчиков автоматических станков и линий, а также специалистов, обслуживающих пульты управления энергетических установок и систем. Обычно они представляют собой упрощенные модели пульта контроля и управления соответствующим технологическим процессом на производстве. На них воспроизведены системы сигнализации о процессе, рукоятки, кнопки и другие органы дистанционного управления.
2. Тренажеры, предназначенные для формирования умений интеллектуальной деятельности. К ним относятся, например, тренажеры-имитаторы, фиксирующие неисправность работы оборудования, аппаратуры и предназначенные для обучения поиску неисправностей; тренажеры для обучения наладчиков станков-автоматов и автоматических линий поиску причин брака и т.п. При этом не ставится задача моделирования, копирования устройства и функций технических объектов. Назначение таких тренажеров – обучить учащихся алгоритмам, правилам выполнения определенных умственных действий (например, правилам анализа причин брака и т. п.).
3. Тренировочные устройства, предназначенные для облегчения формирования какого-либо двигательного навыка. Тренировочные устройства не моделируют, как правило, устройство и функции технических объектов. Примером таких тренировочных устройств является тренажер для отработки координации движений рук при опиливании металла напильником, резания слесарной ножовкой, координации движений рук при фигурном обтачивании деталей на токарном станке и т. п.
В последние годы в связи с широким внедрением в учебный процесс электронно-вычислительной техники все большее применение находит компьютерное моделирование технологических и других производственных процессов с применением специально создаваемых педагогических программных средств (ППС). При этом основным сродством имитации технологического процесса и обратной связи является непосредственно компьютер. Тренажер операторской деятельности при этом строится на основе наглядного изображения реального объекта, совпадающего с ним настолько, что работа с компьютером имитирует реальную исполнительскую деятельность.

Как показали экспериментальные исследования и передовой педагогический опыт, все частные технологии тренажерного обучения по управлению автоматизированным оборудованием основываются на общем алгоритме упражнений, включающем следующие основные этапы: задание мастером определенной ситуации, режима тренировки на тренажере → анализ учащимися содержания задания → определение состояния моделируемой на тренажере системы, выявление отклонений от нормы, их величины и характера → принятие учащимися решения и определение алгоритма приведения системы в норму → работа учащихся с органами управления тренажером по приведению системы в норму → отработка способов деятельности → текущий контроль состояния системы на основе данных информационной части тренажера → анализ мастером и учащимися успешности тренировочных упражнений по показаниям контрольного пульта управления тренажером → обоснование учащимися полученных результатов.

Организуя упражнения на тренажере, необходимо ознакомить учащихся со специальным визуальным языком, способами кодирования информации; формой, размером, пространственной ориентацией, буквами, цифрами, цветом, яркостью, частотой мельканий, логограммами, знаками изображения, используемыми в дисплеях тренажера, различного рода индикаторах, экранах, табло. Это особенно важно при подготовке квалифицированных рабочих и специалистов самых разных профилей, например, для аппаратчиков (операторов) химических и нефтехимических производств. На тренажере, предназначенном для обучения таких специалистов, имитируется нормальный технологический режим и характерные отклонения и неполадки, в том числе аварийные ситуации. При выходе параметров процесса за допустимые пределы срабатывает звуковая и световая сигнализация. Учащиеся, получая по показаниям контрольно-измерительных приборов информацию о нарушении того или иного параметра, принимают определенное решение и возвращают процесс к нормальному режиму, что осуществляется при помощи органов ручного или дистанционного управления. Тренажер позволяет также демонстрировать работу установки в автоматическом режиме. За правильностью действий учащихся мастер следит по показаниям контрольно-измерительных приборов, а также поданным звуковой и световой сигнализации. Кроме того, действия учащихся фиксируются на самопишущих приборах, что позволяет осуществлять контроль и самоконтроль.

Применение тренажеров в профессиональном образовании - это не самоцель и не дань моде, а настоятельная необходимость. Это разумное создание искусственных условий, имеющих большие дидактические преимущества и потенциальные резервы. Такие искусственные условия создают реальные возможности, во-первых, для планирования всех звеньев процесса обучения (предъявление учебной информации, усвоение ее, выполнение учебной деятельности, анализ характера и качества этой деятельности, корректирующие воздействия на нее и др.), во-вторых, для оптимального их функционирования, в-третьих, для управления познавательной деятельностью учащихся. Именно наличие возможностей для управления познавательной деятельностью учащихся обеспечивает эффективность применения упражнений с использованием тренажеров.