Думай как инженер: главное о системном мышлении / Newtonew: новости сетевого образования
Мы восхищаемся достижениями науки, но легко забываем о тех, кто напрямую меняет наши жизни — изобретателях и инженерах. Искусство инженера состоит в том, чтобы быть незаметным: обычно мы вспоминаем о нём только когда что-то сломалось или пошло не так.
Именно люди с инженерным мышлением проектируют нашу сегодняшнюю повседневность. Всё технологическое окружение — от транспортных систем до медицинского оборудования и интернет-сервисов — создано благодаря применению методов инженерного мышления.
Инженер отличается от учёного тем, что его деятельность направлена на решение конкретных задач, поскольку ему приходится иметь дело с огромным количеством ограничений и компромиссов.
Если для Галилея или Ньютона баллистика была «математическим спортзалом», в котором можно было оттачивать способы описания действительности, то для инженеров математика имеет значение лишь как способ ответить на вполне практические вопросы: как избавиться от дорожных заторов? Как отслеживать движение поездов? Как ускорить доставку почты, не повышая затраты на её обслуживание?
Новые изобретения очень часто оказываются бесполезными, поэтому мы почти ничего о них не знаем.
Источник: technocrazed.com
Публикуем отрывок из книги «Думай как инженер. Как превращать проблемы в возможности» Гуру Мадхаван, предназначенную «для всех, кто хочет мыслить системно и находить решения самых сложных и комплексных проблем».
В основе прикладного склада ума лежит то, что я называю модульным системным мышлением. Это не какой-то сверхталант, а сочетание методов и принципов. Мышление на уровне систем — не просто систематический подход; здесь большее значение имеет понимание того, что в жизненных перипетиях нет ничего постоянного и всё взаимосвязано. Отношения между модулями какой-либо системы порождают целое, которое невозможно понять путем анализа его составных частей.
Например, один из конкретных методов в модульном системном мышлении включает функциональное сочетание деконструктивизма (разделение крупной системы на модули) и реконструкционизма (сведение этих модулей воедино). При этом главная задача — определить сильные и слабые звенья (как эти модули работают, не работают или могли бы работать) и применить эти знания для достижения полезных результатов.
Связанная с этим концепция проектирования, используемая в особенности инженерами-программистами, — это пошаговое приближение. Каждое последующее изменение, вносимое ими в продукт или услугу, неизбежно способствует улучшению результата или разработке альтернативных решений.
Тут применяется стратегия проектирования «сверху вниз» (её ещё можно назвать «разделяй и властвуй»), при которой каждая подзадача выполняется отдельно в ходе продвижения к конечной цели. Противоположный подход — проектирование «снизу вверх», когда составляющие снова собираются вместе.
Рут Дэвид, эксперт по национальной безопасности и бывший заместитель директора по вопросам науки и технологий в ЦРУ, формулирует этот вопрос так:
Инженерия — синоним не только системного мышления, но и построения систем. Это умение всесторонне анализировать проблему. Нужно не только разбираться в элементах и их взаимозависимости, но и в полной мере понимать их совокупность и её смысл.
Это одна из причин, почему инженерное мышление оказывается полезным во многих сферах жизни общества и эффективно как для отдельных людей, так и для групп. Модульное системное мышление варьируется в зависимости от обстоятельств, поскольку не существует одного общепризнанного «инженерного метода».
Проектирование и возведение небоскреба Бурдж-Халифа в Дубае отличается от написания кода для Microsoft Office Suite.
Источник: wikipedia.org
Проявления инженерии весьма многообразны — от испытаний мячей в аэродинамической трубе для чемпионата мира по футболу до создания ракеты, способной сбить другую ракету в полёте. Методы могут разниться даже в пределах одной отрасли. Проектирование такого изделия, как турбовентиляторный двигатель, отличается от сборки такой мегасистемы, как воздушное судно, и, продолжая эту мысль, — от формирования системы систем, например сети воздушных путей сообщения. Окружающая нас действительность меняется, а с ней — и характер инженерии.
Если сравнивать нашу культуру с компьютером, то инженерия представляет собой её «аппаратное обеспечение».
Но инженерия к тому же — ещё и надежный двигатель экономического роста. Например, в США, по недавним оценкам, инженеры составляют менее 4% от общей численности населения, но при этом помогают создавать рабочие места для остальных. Следует признать, что некоторые технические новинки вообще отобрали у людей работу, которой те раньше зарабатывали себе на жизнь; тем не менее, инженерные инновации постоянно открывают новые возможности и пути развития.
У инженерного мышления есть три основных свойства. Первое — способность «увидеть» структуру там, где её нет. Наш мир — от хайку до высотных зданий — основан на структурах. И подобно тому, как талантливый композитор «слышит» звуки до того, как запишет их в виде нот, грамотный инженер способен визуализировать и воплотить структуры с помощью сочетания правил, моделей и интуиции. Инженерное мышление тяготеет к той части айсберга, которая находится под водой, а не над её поверхностью. Важно не только то, что заметно; невидимое тоже имеет значение.
В ходе структурированного процесса мышления на уровне систем нужно учитывать, как связаны элементы системы по логике, во времени, последовательности, функциям, а также в каких условиях они работают и не работают. Историку можно применять подобную структурную логику через десятилетия после произошедшего события, а инженеру нужно делать это превентивно, о чём бы ни шла речь — мельчайших деталях или абстракциях высокого уровня.
Именно это — одна из основных причин, почему инженеры создают модели: чтобы можно было проводить структурированные обсуждения, исходя из реальности. И, представляя себе какую-либо структуру, принципиально важно обладать достаточной рассудительностью, чтобы понять, когда она имеет ценность, а когда — нет .
При разработке чего-то нового нужно быть максимально последовательным и не забегать вперёд.
Источник: technocrazed.com
Рассмотрим, к примеру, следующий вопросник, автор которого — Джордж Хайлмайер, бывший директор Управления перспективных исследований и разработок Министерства обороны США, а также один из создателей жидкокристаллических дисплеев, ставших частью сегодняшних технологий воспроизведения изображений. Его подход к новаторству заключается в использовании списка контрольных вопросов, что приемлемо для проекта с чётко определенными целями и клиентами.
Что вы пытаетесь сделать? Чётко сформулируйте свои цели, полностью исключив жаргон.
Как это реализуется сегодня и каков диапазон возможных ограничений?
Что нового в вашем подходе и почему вы считаете, что он будет успешным?
Для кого это имеет значение? Если вы достигнете успеха, на что он повлияет?
Каковы ваши риски и выгоды?
Во сколько это обойдется? Сколько времени на это уйдет?
Какие промежуточные и итоговые проверки нужно провести, чтобы узнать, добились ли вы успеха?
По сути, такая структура помогает задавать нужные вопросы в логическом порядке.
Второе свойство инженерного мышления — это способность эффективно проектировать в условиях ограничений. В реальном мире они присутствуют всегда и определяют потенциальный успех или провал нашей деятельности. Учитывая свойственный инженерии практический характер, затруднений и напряжения в ней гораздо больше по сравнению с другими профессиями. Ограничения любого происхождения — налагаемые природой или людьми — не позволяют инженерам ждать, пока все явления будут в полной мере объяснены и поняты.
Предполагается, что инженеры должны добиваться максимально возможных результатов в имеющихся условиях. Но, даже если ограничений нет, грамотные инженеры знают, как применять ограничения для достижения своих целей. Временны́е ограничения стимулируют креативность и находчивость инженеров. Финансовые трудности и явные физические ограничения, зависящие от законов природы, также широко распространены наряду с таким непредсказуемым ограничением, как поведение людей.
Инженерам нужно постоянно соотносить свои проекты с существующим контекстом и даже изменениями, которые могут произойти в будущем.
«Вообразите ситуацию, в которой каждая очередная версия Macintosh Operating System или Windows представляла бы собой совершенно новую операционную систему, разработанную “с нуля”. Это парализовало бы сферу использования персональных компьютеров», — указывают Оливье де Век и его коллеги-исследователи из Массачусетского технологического института.
Технологии должны сочетаться друг с другом, иначе пользы от них будет немного.
Источник: sfgate.com
Инженеры часто дорабатывают свои программные продукты, поступательно учитывая предпочтения клиентов и нужды бизнеса, — а ведь это не что иное, как ограничения. «Изменения, которые поначалу кажутся незначительными, часто приводят к необходимости других изменений, а те, в свою очередь, обусловливают дальнейшие изменения… Нужно умудриться сделать так, чтобы старое продолжало работать, и при этом создавать нечто новое». Этим затруднениям нет конца.
Третье свойство инженерного мышления сопряжено с компромиссами — умением давать продуманные оценки решениям и альтернативам. Инженеры определяют приоритеты в проектировании и распределяют ресурсы, выискивая менее важные цели среди более весомых. Например, при проектировании самолетов типичным компромиссом может стать сбалансированность затрат, веса, размаха крыла и габаритов туалета в рамках ограничений, которые налагаются конкретными требованиями к летно-техническим характеристикам. Трудности такого выбора относятся даже к вопросу о том, нравится ли пассажирам самолет, в котором они летят.
Если ограничения можно сравнить с хождением по канату, то компромиссы напоминают ситуацию из басни про лебедя, щуку и рака.
Идёт борьба между тем, что имеется в распоряжении; тем, что возможно; тем, что желательно, и допустимыми пределами.
Пусть наука, философия и религия стремятся к правде в том виде, в котором она им представляется; инженерия же находится в центре обеспечения полезности в условиях ограничений. Структура, ограничения и компромиссы — вот «три кита» инженерного мышления. Для инженера они имеют такое же значение, как для музыканта — такт, темп и ритм.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
newtonew.com
Инженерная мысль (40 фото)
Инженерная мысль — это новейшие идеи в области техники, технологий, а также изобретения для улучшения уровня жизни и упрощения выполнения многих важных задач. Кстати, маленький инженер живёт в каждом человеке. Каждый из нас неоднократно придумывал что-нибудь необычное и нестандартное в экстренных ситуациях, при отсутствие нужных инструментов, деталей из подручных средств. Короче, предлагаю вашему вниманию новую коллекцию шедевров и маразмов на тему инженерии и смекалки.
kaifolog.ru
Высокий полёт «инженерной» мысли))
Инженерная мысль способна достичь невероятных высот! Однако не всем обладателям технического склада ума посчастливилось стать знаменитым конструктором автомобилей, самолетов или ракет. Но талант, как говорят, не утаишь, и он выплескивается наружу в обычных бытовых ситуациях, приобретая забавные и подчас даже курьезные формы.
На заметку туристам, собирающимся в Англию.
Из подручных средств.
Ну привык я к правому рулю.
Средства малой механизации.
Ничто не остановит инженера, если он захотел испечь блинчиков.
Он в курсе, что мистер Бин – это юмористический сериал, а не руководство к действию?
Выглядит может и неказисто, но функции выполняет.
Еще один миксер.
Надеюсь собаку гулять он не таким же образом выводит.
Металлическая вешалка вещь в кулинарии просто незаменимая.
Это классика.
Там горячий чай? По краю товарищ ходит.
Шикарная штука. Думаю, многие не отказались бы прокатиться.
Сам себе инженер 80го уровня.
Инженер – не только мужское призвание.
Оно что, работает?
Железный палец власти.
Иногда можно просто немного сместить горизонт.
А иногда много.
Зачем платить за тюнинг, когда можешь неплохо справиться сам.
ribalych.ru
Чудеса инженерной мысли
В связи со стремительным ростом населения планеты естественно увеличиваются и потребности в более развитой и масштабной инфраструктуре. Ведущие инженеры мира ежегодно реализуют проекты, поражающие своей грандиозностью и размахом.
В этом обзоре представлено 5 масштабных построек, которые можно назвать инженерным чудом.
1. Самый длинный мост в мире.
Danyang-Kunshan Grand Bridge — самый длинный мост в мире.Самые грандиозные сооружения мира
Даньян-Куньшаньский виадук, мост, протяженность которого составляет 164,8 км.
Настоящим инженерным подвигом можно назвать возведение Даньян-Куньшаньского виадука (Danyang-Kunshan Grand Bridge), соединившим Пекин и Шанхай. Протяженность моста составляет 164,8 километров, что делает его самым длинным подобным проектом в мире.
Строительство моста длилось 4 года (открытие состоялось в 2011-м). Для максимальной оптимизации процесса работы производились 10 000 строителей одновременно из противоположных точек. Стоимость проекта составила 10 миллиардов долларов.
2. Архипелаг из искусственных островов.
Palm Islands — рукотворные острова, выполненные в виде пальмы.
Насыпные пальмовые острова в Дубае.
Пальмовые острова в Дубае признаны настоящим инженерным и архитектурным чудом. За последние годы было создано 3 острова — (Пальма Джумейра, Пальма Джебель Али и Пальма Дейра). Для их возведения на морское дно было насыпано 85 000 000 кубов песка. Этот архипелаг виден с Луны даже невооруженным глазом.
3. Самая большая ГЭС в мире.
Three Gorges Dam
«Три ущелья» — крупнейшая ГЭС в мире, построенная в Китае.
ГЭС «Три ущелья» (Three Gorges Dam) — это самая крупная гидроэлектростанция в мире. Дина плотины составляет 2309 метров, а высота – 185 метром. При ее строительстве было использовано 27,2 млн кубометров бетона, которого бы хватило, чтоб заполнить 10200 олимпийских бассейнов. Энергия, производимая этой ГЭС, покрывает нужды 11% всей страны. На возведение Three Gorges Dam китайским властям пришлось выложить 50 миллиардов долларов.
4. Самый длинный аэропорт в мире.
Kansai Airport
Аэропорт Кансай построен прямо в заливе.
У берегов японского города Осака, прямо в заливе построен огромный международный аэропорт Kansai Airport. Для реализации этого проекта необходимо было построить рукотворный остров, укрепленный многочисленными металлическими конструкциями. Аэропорт строился в заливе с учетом внезапной угрозы затопления, возникновения тайфунов и высокой сейсмичности местности. Стоимость аэропорта Кансай составила 29 миллиардов долларов.
5. Защитный барьер от затопления Венеции.
Venice Tide Barrier Project
Барьер, сдерживающий паводковые воды.
Не секрет, что Венеция медленно, но верно уходит под воду. А периодические наводнения только «помогают» ей в этом. Чтобы защитить архитектурную и культурную жемчужину Италии от разрушения, был построен барьер (Venice Tide Barrier). Инженеры разработали уникальный метод использования мобильных ворот, чтобы сдерживать движение паводковых вод в залив.
Если статья понравилась, то поделитесь с друзьями в социальных сетях, буду благодарна!
izent.ru
Удивительная техника — чудо инженерной мысли
До чего дошёл прогресс… Вашему вниманию подборка самой удивительной техники на пике инженерной мысли со всего света!
Машина по укладке брусчатки
Tiger Stone не полностью автоматический и все еще требует, чтобы рабочие (2-3) кормили аппарат кирпичами, однако их положение теперь вертикальное, а сам процесс намного более эффективен. Одна команда может положить приблизительно 300 квадратных метров кирпичной, или плиточной дороги в день.
Моноцикл Говентозо
Одноцилиндровый моноцикл был построен итальянцем М. Говентозой (М. Goventosa) накануне Второй мировой войны. Максимальная скорость – 150 км/час. Практически бесшумный двигатель этого необычного мотоцикла приводится в действие паром, вырабатываемым компактным бойлером. Удивительное изобретение для того времени. Многие из современных автолюбителей, которые задумываются о том, где купить видеорегистратор, даже не подозревали о таком интересном техническом изобретении. Заглянув на сайт по продаже всевозможных автомобильных автоаксессуаров, можно выбрать любые видеорегистраторы, антирадары, свет, переферийные устройства и многое другое по желанию с доставкой на дом.
Вертолёт-топливозаправщик
Вертолет дозаправки наземных подразделений на этапе перегона.
Вертолет-триммер
Очень удобная штуковина для вертолета. Позволяет без проблем спиливать верхушки деревьев вдоль ЛЭП.
Самая огромная лопасть для ветряной турбины
Крупнейшая в мире ветряная турбина была успешно возведена на ферме Belwind Wind Farm в Бельгии. Название новой ветряной установки Haliade 150, высота башни составила 78 метров, а диаметр лопастей 73 метра.
Двигатель Pratt & Whitney Aircraft Engine
28 цилиндров с воздушным охлаждением (4 звезды, в каждой по 7 цилиндров.). Объем 71,5 литров. Мощность от 3000 до 4300 л.с. в зависимости от модификации. Оснащался механическим нагнетателем. Для достижения мощности в 4300 л.с. на него помимо нагнетателя ставили ещё два турбокомпрессора. Каждый ряд цилиндров был немного смещен относительно друг друга для лучшего охлаждения. За свой специфический вид он получил прозвище «corncob», что можно перевести как «сердцевина кукурузного початка». Налет между ремонтами около 600 часов.
Снегоочиститель для железной дороги
Иногда к обычному локомотиву присоединяют плуг с отвалом — получается снегоочиститель. Но когда и он не может справиться толщей снега, на помощь приходит такой монстр.
4500-сильная буровая установка
Шахтер взбирается на каменные глыбы на месте строительства Готардского базисного тоннеля в Швейцарии, 23 марта. Огромная буровая машина пробурила последний участок скалы.
Гаубица с глушителем
На снимках 155-мм гаубица М-109. Дело происходит в Германии. Удалённых от населённых пунктов полигонов там сейчас нет, даже на бывшей территории, Восточной Германии. Поэтому, чтобы не беспокоить покой мирных бюргеров, в Бундесвере пользуются этими девайсами.
Самый большой вертолет
Многоцелевой тяжелый транспортный вертолет Ми-26. Имеет два двигателя по 11000 л.с. мощности каждый. Это самый большой серийный транспортный вертолет в мире!
Гусеничный кран Liebherr LR 13000
Самый мощный гусеничный кран традиционной конструкции. Наиважнейшей областью применения нового крана LR 13000 является строительство электростанций. Подъем чрезвычайно больших единичных грузов требуется особенно при строительстве атомных электростанций последнего поколения.
Pan American Stratocruiser
Этот самолет был создан на основе бомбардировщика — В-29. Боинг Модель-377, или «Стратокрузер» («стратосферный крейсер») был рассчитан на 55-100 пассажиров в зависимости от планировки салона либо на 28 коек.
Сирена с двигателем HEMI
Американцы во время Холодной Войны настолько боялись атаки Советского Союза, что выпустили самую мощную в мире сирену. Она была изготовлена компанией Chrysler и получила название Air Rad Siren. В ее основе лежит мотор Hemi V8, который развивал 3600 оборотов в минуту, а сами детали сирены крутились со скоростью 2000 оборотов в минуту. Громкость такой сирены-монстра достигала 137 дБ. Вначале на Chrysler Air Raid Siren было сидение, для того, кто управлял сиреной, но затем управление сделали удаленным.
Северокорейский симулятор трактора
Это симулятор трактора, который стоит в одном из дворцов молодёжи, расположенных в Северной Корее. Как и положено, это именно кружок, в который ребёнок может ходить после занятий в школе.
Eicher Mammut HR
Серийный трактор 50-х. Икона дизельпанка — Eicher Mammut HR. Если к нему прикрутить магнитофон для особой музыки, можно прекрасно провести время на трассе. Или в поле.
Станок для штамповки кубиков Lego
Форма для штамповки кирпичиков Lego. Прежде чем стать экспонатом в Legoland California в августе 2008 года, она отштамповала более 120 миллионов деталек
Кокпит шаттла
Кабина пилотов космического шаттла «Индевор» перед одним из последних полетов.
Колесо обозрения в Ашхабаде
В 2012 году колесо было занесено в Книгу рекордов Гиннеса как самое большое в мире закрытое колесо обозрения. На его конструкцию затратили 90 миллионов долларов.
Самый большой экскаватор
Bagger 288 (Excavator 288 — экскаватор 288) — экскаватор, построенный в 1978 году немецкой компанией Krupp для предприятия Rheinbraun. По завершении строительства машины, по размерам Bagger 288 превзошёл гусеничный транспортёр НАСА для транспортировки шаттлов и ракет Аполлон на стартовую площадку, с весом 13 500 тонн, длиной 240 м и высотой 96 м. Однако Bagger получает энергию от внешних источников, поэтому его было бы точнее назвать движимым аппаратом для карьерных работ.
Судно «Космонавт Юрий Гагарин»
судно, предназначенное для управления космическими аппаратами, для выполнения траекторных и телеметрических измерений, для поддержания связи наземных пунктов управления полётами с экипажами космических кораблей и станций. Крупнейшее и мощнейшее судно в своём классе. Названо в честь Юрия Алексеевича Гагарина.
Судно для перевозки кораблей
«Штабель» из речных судов и понтонов был погружен на судно в шанхайском порту Наньтун, после чего судно MV Blue Marlin отправилось в путь и спустя 58 дней, 22 марта, прибыло в Нидерланды, в порт назначения.
Новый марсоход NASA MSL Curiosity
Модели всех трёх марсоходов в сравнении: Соджорнер (самый маленький), Оппортьюнити (средний), Кьюриосити (самый большой).
ribalych.ru
уровни оценки и формирование инженерного мышления
Современное общество все больше зависит от технологий и именно поэтому все более пристальное внимание уделяется такой области нашего интеллекта, как инженерное мышление. Именно этот тип мыслительной деятельности и является основной формой человеческой попытки преобразовать окружающий мир, преследуя собственные интересы. Поскольку в основе такой мысли лежит воплощение инновационной идеи, люди с инженерным складом ума всегда нужны на крупных предприятиях и в конструкторских бюро.
Спутник цивилизации
Вопросы о сути явлений начинают возникать еще на заре человеческой цивилизации, поскольку техническая составляющая присутствует в жизни человечества с давних времен.
Инженерное мышление это мощнейший цивилизационный фактор, а становиться он таковым в период глобальной техногенизации. Серийное производство, выделение профессии инженера лишь ускоряют этот процесс.
Но глобальному изучению проблема подвергается только в середине XX века. Именно в этот период уровень насыщения техникой достигает предела, за которым следует необходимость методологического и организационного упорядочивания вопросов технического характера.
Поскольку техника и технологии все больше проникают в нашу жизнь, осмысление проблем технической индустрии просто необходимо.
Проблемы инженерного мышления
Данная проблема многогранна, и требует решения множества задач:
- требуется детальное изучение технической философии;
- осмысление техники и ее аспектов, как одной из сторон культуры человечества;
- исследование такого этого типа мышления, как социально-культурного феномена;
- формирование связи между личностью инженера, как человека и инженерного мышления, как аспекта интеллектуальной деятельности.
Презентация: «Инновационное инженерное образование: содержание и технологии»
Но основной проблемой является попытка гуманитаризировать данное мышление, то есть синтезировать новый тип интеллектуальной деятельности, который при решении задач учитывал бы как технические аспекты, так и гуманитарную составляющую проблемы.
Уровни сформированности инженерной мысли
Профессия инженера, очень сложна и требует большого количества интеллектуальных ресурсов. Именно поэтому лишь небольшое количество людей имеет склонность к данному типу мыслительной деятельности. Это и является наиболее острой проблемой при наборе студентов.
Обнаружить способности человека к подобному мышлению не просто, но возможно.
Этот процесс должен происходить на самых ранних этапах обучения. Поскольку не всем и не всегда удается справиться со столь сложным курсом, если человек не обнаруживает способностей к инженерному мышлению, возможно ему стоит обратить свое внимание на другой тип деятельности и уступить место тому кто справиться.
На основе тестирования выделяют три типовые характеристики.
- Тип мышления сформирован слабо. Человек владеет минимумом знаний, но не воспринимает информационно-технологические знания, как свою опору для профессионального роста. Практически всегда находится на позиции «лидера по неволе» то есть по назначению. Не может организовать не только деятельность подчиненных ему людей, но и собственную. Редко держит под контролем ситуацию, не выдвигает никаких оригинальных идей, растерян, не собран, требуется постоянный контроль.
- Средний уровень. Владеет информационным минимумом, ориентируется в технических знаниях, развивается, так как осознает их важность для карьерного роста.
Презентация: «Достижение нового качества инженерного образования»
- Умеет ориентироваться в сложных ситуациях конкуренции. Способен выдвигать собственные идеи и отстаивать их, может становиться лидером в зависимости от ситуации. В нестандартных и сложных ситуациях ориентируется только с помощью других. Способность решать нестандартные задачи на практике сведена к минимуму.
- Высокий уровень. Познания такого человека выходят далеко за пределы, требуемые специальностью. Характеризуется умением настоять на своем. Способен на практике продемонстрировать свои умения и знания по созданию лучшего. Легко справляется с нестандартными задачами, обладает способностью непредвиденный результат направить в нужное русло и извлечь из него максимальную выгоду для проекта. Способен быстро переключаться с одного вида деятельности на другой. Не требует понуканий извне.
На основании этих характеристик и распределяются выпускники инженерных факультетов.
Современный этап
И все-таки при всей значимости инженерии и соответствующего типа мышления для современного общества, этот вопрос все еще остается неизученным. Чаще всего этот аспект рассматривается с точки зрения инженерной науки, либо философии техники. Но ни одна точка зрения не раскрывает полностью сути проблемы.
Инженерное мышление должно являться темой философских диспутов, на основе которых будут выведены собственные основания данной теории. Поскольку такое мышление, по своей сути, стоит на границе между научными теориями и технической философией, как основой ее практического использования.
Инженер — это человек способный применить теоретические предположения на практике, рассчитать выкладки ученых и превратить абстрактные представления в действующую модель.
С точки зрения научно-технического прогресса, данная мыслительная деятельность рассматривается, как некий комплекс, образованный при взаимосвязи высшего образования с научным и производственным фактором. Проще говоря, инженерная мысль есть синтез всех сфер человеческой деятельности, способный объединить теорию и практику.
Исследуя мыслительную деятельность человека с точки зрения научно-технических достижений и психологических аспектов инженерного мышления, ученые говорят о том, что данный процесс является в основном творческим. В основании этого утверждения лежит способность использовать в своей деятельности изобретательство, конструирование и проектирование.
В случае, когда три эти компонента начинают взаимодействовать, возникает понятие «технической реальности», как области предметного применения инженерного типа мысли. Данное образование является пограничным между нашей реальностью и миром цифр и чертежей. И именно возможность человека управлять «технической реальностью» позволяет с полной уверенностью говорить об инженерном складе его ума.
tonusmozga.ru
2.2. Инженерное мышление и творчество
Инженерная профессия и деятельность требуют от неё субъектов, технических специалистов соответствующей подготовки, определённых способностей и творческого мышления. В этой связи инженерное мышление и творчество нуждаются в своем философском осмыслении.
Инженерное мышление – это специальное, профессиональное мышление, направленное на разработку, создание и эксплуатацию новой высокопроизводительной, надёжной, безопасной и эстетической техники, на разработку и внедрение прогрессивной технологии, на повышение качества продукции и уровня организации производства.
Главное в инженерном мышлении – решение конкретных технико-технологических, производственных и организационно-управленческих проблем и задач с помощью технических средств, выдвижение и внедрение инноваций для достижения наиболее экономичных, эффективных и качественных результатов, а также для гуманизации производства и труда, техники и технологии.
В.Г.Горохов считает, что на протяжении веков сформировались три основные особенности инженерного мышления – художественная, практическая (или технологическая) и научная. Он справедливо подчеркивает, что современное инженерное мышление глубоко научно [22,с.59].
А.И.Ракитов, выявивший признаки, отличающие развитое инженерное мышление от прединженерного мышления, пришёл к выводу, что инженерное мышление формируется на машинной основе, как мышление по поводу конструирования, создания машин; оно рационально, выражается в общедоступной форме, имеет тенденцию к формализации и стандартизации, опирается не только на экспериментальную базу, но и на теорию, систематично формируется профессиональными инженерными дисциплинами, экономической рентабельностью. Наконец, инженерное мышление имеет тенденцию к универсализации и распространению на все сферы человеческой жизни [82,с.95 — 96].
В структуру инженерного мышления входят рациональный, чувственно-эмоциональный и аксиологический элементы, память, воображение, фантазии, способности, профессиональное самосознание и пр.
Понятно, что рациональную, теоретическую и методологическую его основу составляют знания прежде всего технические, технологические, естественно-научные, инженерные, однако сейчас всё большее и большее место в нём занимают и социально-гуманитарные знания.
Хотелось бы здесь особое внимание обратить на технические способности, которые позволяют инженеру добиться значительных успехов в своей деятельности.
Технические способности – сочетание индивидуально — психологических свойств, которые дают возможность инженеру при благоприятных условиях сравнительно легко и быстро усвоить систему конструкторско-технологических знаний, умений, то есть овладеть одной или несколькими техническими профессиями и добиться значительных успехов в них. Главными компонентами технических способностей, в том числе и инженерных, являются: склонность к технике, технологии и инженерному делу, к техническому творчеству, техническому мышлению; наличие пространственного воображения; техническая наблюдательность, ярко выраженные зрительная и моторная память, точность глазомера; ручная умелость (ловкость) и др.
Инженерное творчество имеет свою специфику, выходит за рамки сугубо технического мышления, которому чаще всего присущи узкий прагматизм, технократизм, асоциальность, а порой и дегуманизированность.
Инженерное творчество – это свободная неалгоритмированная деятельность, которая совершенствует старую технику и технологию и создаёт новые технические и технологические средства, обладающие производственной и социальной значимостью, а также предлагает новые, более прогрессивные формы организации труда и производства.
Надо заметить, что в инженерно-техническом творчестве процесс создания нового технического объекта идёт не от научной идеи к технике, а от технической идеи к техническому решению, а от него – к новому техническому объекту.
В инженерно-техническом творчестве часто выделяют пять этапов.
Первый этап — создание нового технического объекта, формирование проблемной ситуации с одновременным аналитическим осмыслением её структуры субъектом творчества (отражение технической потребности, осознание необходимости нового и недостатков старого, раскрытие конкретных технических противоречий и формулировка технических задач с определённой структурой).
Второй этап — рождение и вынашивание новой технической идеи (нового принципа, новой трансформации и др.).
Третий этап — разработка «идеальной модели», функциональной и структурной схемы будущего технического объекта («идея — образ»).
Четвертый этап — конструирование. Переход от мысленного построения к реальным разработкам — качественный скачок. Поиск реальных форм воплощения нового качества — это создание нового в специфике конкретных условий. С этого этапа идет разрешение противоречий между идеальным и материальным, между теорией и практикой.
Пятый этап — предметное и относительно завершённое воплощение изобретения, усовершенствование или приспособление в новом техническом объекте. Он складывается из трех основных стадий: создание экспериментального образца — испытание в экспериментальных условиях — доработка и изменение на основе данных эксперимента; создание промышленного образца — ограничение производственных условий — доработка на основе полученных данных; серийное или массовое производство — применение в многообразных промышленных условиях — доработка путем устранения недостатков функционирования новых технических средств в разнообразных условиях [9, с.50-51].
Другими словами, инженерно-техническое творчество выступает как единство экспериментального и теоретического поиска решения технико-технологических проблем и задач.
В.П.Булатов и Е.А.Шаповалов в инженерной деятельности выделяют несколько иные крупные этапы [14,с.57-59].
Перечислим основные инженерные операции, составляющие в совокупности пять этапов, элементов структуры инженерной деятельности.
На этапе определения потребности инженер составляет представление о ней, формулирует конечную цель деятельности в наиболее общем виде и конкретизирует эту цель путем целеполагания отдельных технических характеристик создаваемого объекта.
На этапе выработки и принятия решения осуществляются его информационная подготовка, выработка вариантов и нахождение оптимального среди них. Истинность найденного решения подвергается проверке путем теоретического анализа, а после изготовления макета или опытного образца – анализом практических результатов комплекса экспериментов над ним. Затем решение принимается инженером. Для того чтобы оно было принято обществом, и технический объект запущен в производство, необходимо еще доказать целесообразность данного решения. Этим заканчивается рассматриваемый этап процесса инженерной деятельности.
На этапе подготовки производства составляется вся техническая документация, необходимая для изготовления технического объекта, а именно, проект и его экономическое, социальное, экологическое и другие обоснования.
На этапе регулирования производства инженерная деятельность связана с функцией технического управления, обеспечения взаимодействия людей и техники в процессе изготовления технического объекта. Как известно, функция управления производством относится в большей степени к экономической, хозяйственной деятельности. Инженер не подменяет хозяйственного руководителя, но в то же время участвует в решении экономических вопросов производства. Этот этап инженерной деятельности – ключевой и очень важен для общества. Именно здесь расходуются людские, материальные, финансовые ресурсы, и общество вправе ожидать высокого конечного результата производства. В материальном производстве как основе жизнедеятельности общества соединяются все виды социальной деятельности, в том числе и инженерная.
На этапе удовлетворения технической потребности инженерная деятельность связана с управлением процессом использования техники. Здесь не только проверяется качество инженерных решений, но и обнаруживаются новые технические потребности. Они составляют исходные данные для повторения цикла инженерной деятельности.
Таковы функции элементов структуры инженерной деятельности. Каждый из них определяет крупные виды разделения труда внутри инженерной профессии. Поэтому структура инженерной профессии в общем виде совпадает с внутренней структурой инженерной деятельности.
Структура инженерной профессии сложна и многообразна. Она детерминируется не только внутренними факторами инженерной деятельности, но и внешними (общественным разделением труда, состоянием технического базиса общества, научно-технической политикой государства, материально-техническим и финансовым обеспечением инженерной деятельности и др.).
Функции профессиональной деятельности инженера, содержание его труда определяются структурой инженерной деятельности. Назовем этот структурный срез инженерной профессии общей структурой, так как количество её элементов не зависит от конкретной технической потребности. Общая структура инженерной профессии состоит из пяти последовательно соединенных элементов, симметричных пяти этапам структуры инженерной деятельности. Это следующие элементы или крупные блоки инженерной профессии: общее проектирование, инженерные исследования и разработки, проектирование и конструирование, производство и строительство, эксплуатация.
Отраслевая структура инженерной профессии основана на общественном разделении труда, определяющем место профессиональной деятельности инженера в народном хозяйстве: отрасль промышленности, строительство, сельское хозяйство, транспорт, наука, здравоохранение, сфера обслуживания и т.п. Технический базис общества определяет структуру инженерных специальностей через конкретный вид техники, на который направлена деятельность инженера, — механическая, измерительная, медицинская, транспортная, бытовая техника, электрические установки, строительные конструкции и т.п.
Исключительно важным результатом инженерно-технического творчества является изобретение. Изобретение – продукт творческой деятельности, в котором на основе научных знаний и технических достижений создаются новые принципы, действия или контролирование технических систем, их отдельных компонентов. Если научное открытие выступает приращением нового знания к существующему, то изобретение является приложением этого знания с целью его практического использования].
Понятно, что речь здесь идет о подлинных, а не мнимых инженерах.
Инженеры, чтобы соответствовать своему центральному месту в современном производстве и по-настоящему профессионально выполнять свои функции, должны иметь творческое мышление и заниматься инновационной деятельностью.
Для повышения творческой активности инженеров предусмотрено их участие в научно — технических конференциях, на которых обсуждаются вопросы состояния и перспективы развития производства, науки, техники, технологии и инженерного дела на современном этапе. Ещё необходимо повысить эффективность работы по организации рационализаторской и изобретательской деятельности, создавать совет молодых специалистов и учёных и др.
В этой связи уместно подчеркнуть, что научно-техническое творчество студентов, целенаправленно организованное в техническом вузе, является важным средством формирования у будущих инженеров творческого мышления, навыков и умений для осуществления инновационной деятельности, для решения сложных технико-технологических, инженерных и производственных проблем и задач в будущей их профессиональной деятельности. Положительный опыт в организации и осуществлении научно-технического творчества студентов имеется у таких уфимских вузов, как УГАТУ и УГНТУ.
Такова самая общая характеристика инженерного мышления и творчества.
studfiles.net