Общие сведения об инженерном образовании. Инженерное образование в россии. Тенденция: "Размывание границ"
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ
Д.Л. САПРЫКИН, руководитель Центра исследований научно образовательной политики ИИЕТ РАН им. С.И. Вавилова
Инженерное образование в России: история, концепция, перспективы
В статье рассматривается трехвековая история инженерного образования в Рос! сии, выделены ее ключевые поворотные моменты. Представлены результаты сис! темного сравнительного анализа параметров, структуры и концепции инженерного образования в России и ведущих странах Европы и США. Особое внимание уделено зарождению «физико!технической»модели образованияв России. Отдельно рассмот! рен вопрос о перспективах инженерного и физико!технического образования в совре! менной ситуации.
Ключевые слова: инженерное образование, физико!техническое образование, исто! рия образования в России, технические университеты, инженер, национальные моде! ли образования.
Зарождение инженерного образования в России
Традиция государственного инженер ного образованияв Россиибыла заложена более трех веков назад. В 1701 г. по иници ативе Петра I в Москве создается Школа математическихинавигацкихнаук,ставшая идейнымпредшественникомНиколаевской морской академии (сейчас – Военно мор ская академия им. Н.Г. Кузнецова) и Мор скогоинженерного училищаимп. Николая I (ныне – Военно морской инженерный ин ститут). В 1773 г. в Санкт Петербурге орга низуется Горный институт имп. Екате рины II. Но самой замечательной датой в истории русского инженерного образова ния, пожалуй, является 20 ноября 1809 г., когда императорАлександрIподписал Ма нифест,учреждающий Корпус и Институт инженеровпутей сообщения.
Создание Института и Корпуса инже неров находилось в непосредственной свя зи с ключевой экономическойзадачей рос сийского правительства – формированием грандиознойтранспортной инфраструкту ры, котораядо настоящего времени состав ляетоснову развития России какодного из крупнейшихгосударств мира.Трудамирус
ских инженеров в XIX в. была построена уникальная система путей сообщения им перии, включавшая несколько водных сис тем (Мариинскую, Тихвинскую, Вышнево лоцкую, систему герцога Вюртенбургско го), системы железных ишоссейных дорог.
Министерство путей сообщения вплоть до самой революции 1917 г. являлось наи более щедро финансируемым ведомством империи. На втором месте (а во время войн и на первом) после МПС находилось воен ное министерство. Соответственно, подго товкекадрового составадлявоеннойимор ской промышленности уделялось не мень шее внимание.
Институт инженеров путей сообщения находился поднепосредственнымпатрона жем царя. Пример Александра I вдохно вил и его августейших братьев – Николая Павловича(будущего императора)и Миха ила Павловича. С 1819 г. они руководили организацией двух других выдающихся учебныхзаведений –Николаевского инже нерного иМихайловского артиллерийско го училищ. Из их офицерских классов поз же выделились Михайловская артиллерий ская академия,главная кузница кадров для российской военной промышленности, и
Николаевская инженернаяакадемия, alma |
хозяйственного образованияибиологичес |
|
mater многих выдающихсявоенных инже |
ких наук. |
|
неров. Эти три учебных заведения, как и |
Между 1870 и 1900 гг. имел место бес |
|
созданные чуть позже Институт граждан |
прецедентный рывок в промышленности |
|
ских инженеров Императора Николая I и |
двух стран – Германии и США. Именно в |
|
Технологический институт Императора |
этот период на базе уже существовавшей |
|
Николая I, а также специальные классы |
ранее горной и горнозаводской промыш |
|
Морского корпуса, в первой половине |
ленности вГермании мощноразвивались не |
|
XIX в. составляли основуподготовки тех |
только химическая,машиностроительная и |
|
ническихкадров ссистематическим высшим |
электротехническая отрасли, но и судо |
|
образованием в России. |
строение, которое до того считалось пре |
|
Положение русских инженерных ин |
рогативой Британской империи. Парал |
|
ститутов,в первойполовине XIXв. пользо |
лельно заокеаном послегражданской вой |
|
вавшихся личным покровительством импе |
ны 60 х годов в США наблюдался колос |
|
раторов ивысших должностныхлиц импе |
сальный промышленный рост,не нарушае |
|
рии, было уникальным в Европе. Пожалуй, |
мый нивойнами, нисильной конкуренцией |
|
только во Франции инженерное образова |
со стороны достаточно далеких европейс |
|
ние пользовалось таким же престижем. |
ких стран. |
|
Вплоть до 60 х годов XIX в. ни по числу, ни |
Российское правительство, впрочем, |
|
покачествуподготовкиинженеров Россий |
оказалось достаточно дальновидным, что |
|
скаяИмперия не уступала ни одной стране |
бы вовремя оценить эту ситуацию и при |
|
мира(кроме,можетбыть,тойже Франции). |
нять меры, без которых наша страна, по |
|
Это утверждение, как и замечание С.П. |
видимому, не устояла бы ни в Первой, ни |
|
Тимошенко о том, что «инженерные шко |
во Второй мировых войнах и не сохранила |
|
лы развились в России гораздо раньше, чем |
бы свойстатус мировойдержавы,завоеван |
|
в Америке, и что роль русских инженеров |
ныйв XIX в. Во второй половине80 х годов |
|
в развитии инженерных наук весьма суще |
XIXв. поднепосредственнымруководством |
|
ственна» , сегодня кажется уди |
выдающегося русского инженера, одного |
|
вительным,междутемонохорошо подтвер |
из основателей отечественной научной |
|
ждается статистикой и документами. И, |
школы в области конструирования машин |
|
несомненно, это обстоятельство является |
и впоследствии министра финансов И.А. |
|
одной из причин фантастического эконо |
Вышнеградского была разработана и нача |
|
мического и инфраструктурного рывка |
ла осуществлятьсяреформа среднегоиниз |
|
России в XIX в. и в первой половине ХХ в. |
шего технического образования. В тот же |
|
В 60–80 е годы XIX в. Россия в плане |
период былиоткрыты Электротехнический |
|
подготовки инженеров пропустила вперед |
институт Александра III в Санкт Петер |
|
не только Францию,но и Германию. Одна |
бурге(сейчас –СПбГЭТУ«ЛЭТИ»им. В.И. |
|
ко эпоха Великих реформ Александра II |
Ленина) и Харьковский технологический |
|
вовсе не была «потерянной» для развития |
институтАлександраIII. Электротехничес |
|
инженерного образования.Достаточно ска |
кий институт первоначально находился в |
|
зать, что в это время былиучреждены Риж |
почтовом ведомстве и был создан во мно |
|
ский политехнический институт и Импера |
гом для обеспечения коммуникационной |
|
торское Московское техническое училище |
инфраструктуры империи (позже кего за |
|
(ныне – МГТУ им. Н.Э. Баумана). К тому |
||
же некоторое«отставание» в области тех |
техника и энергетика). |
|
нического образованияв этотпериодотча |
С восшествием на престол Николая II |
|
сти компенсировалось развитием сельско |
началась вторая (после 10–20 х годов |
|
Страницы истории |
||||||||||
XIX в.) эпоха массового создания инже |
вузах до 1917 г. (накапливающимся ито |
|||||||||
нерных вузов в России. Между 1894 и |
||||||||||
1917 гг. были учреждены: Санкт Петер |
Из данных табл. 1–2 видно, что за 20 |
|||||||||
бургский политехнический институт Пет |
лет, предшествовавших революции 1917 г., |
|||||||||
ра Великого, Киевский политехнический |
в Российской империи имел место весьма |
|||||||||
институт имп. Александра II, Технологи |
значительный рост как естественно науч |
|||||||||
ческий институт имп. Николая II в Том |
ного, так и инженерного и сельскохозяй |
|||||||||
ске, Варшавский политехнический инсти |
ственного образования. К началу Первой |
|||||||||
тут имп. Николая II (в годы войны эвакуи |
мировойвойны российскаясистема высше |
|||||||||
рованный в Нижний Новгород), Алексе |
госпециального технического исельскохо |
|||||||||
евский Донской политехнический инсти |
зяйственногообразованияповсемпарамет |
|||||||||
тут, Московский институт инженеров |
рам заметно превосходила германскую. |
|||||||||
путей сообщения, Екатеринославский |
Это было достигнуто прежде всего за счет |
|||||||||
горный институт имп. Петра I, Уральский |
целенаправленной государственной поли |
|||||||||
горный институт имп. Николая II. Элект |
тики и значительных инвестиций в данную |
|||||||||
ротехнический институт получил статус |
сферуначиная ссередины 90 хгодов XIX в. |
|||||||||
высшего учебного заведения и был суще |
С учетом выбытия старых кадров к |
|||||||||
ственно расширен. Понятно, что выпуски |
1917 г. Россия обладала примерно таким |
|||||||||
из новых вузов начались после 1904 г., а |
же инженерным потенциалом, как Герма |
|||||||||
радикально ситуация поменялась пример |
ния,и превосходила Францию. Единствен |
|||||||||
но после 1908 г. |
ная страна, демонстрировавшая в этот пе |
|||||||||
Соответствующие данныео численнос |
риодсущественно более высокую динами |
|||||||||
ти учащихся в естественно научных и тех |
ку, чем Российская империя, – это США, |
|||||||||
нических вузах России и Германии приве |
где система технического и сельскохозяй |
|||||||||
дены в табл. 1 . |
ственного образования начала расти «как |
|||||||||
В табл. 2 приведены данные о выпуске |
на дрожжах» начиная с 60–70 х гг. XIX в. |
|||||||||
инженеров,окончивших курс в российских, |
Стоит отметить, что почти до самого |
|||||||||
германских, французских и американских |
конца XIX в. подготовка высококвалифи |
|||||||||
Таблица 1 |
||||||||||
Германия |
Россия |
|||||||||
Естественно- |
||||||||||
Университеты |
научные дисци- |
Университеты и |
||||||||
(философский |
высшие женские |
|||||||||
факультет) |
||||||||||
Агрокультура и |
Физмат в.ж.к. |
|||||||||
экономика |
||||||||||
Академии |
Сельскохозяйст- |
Академии и |
Сельскохозяйст- |
|||||||
институты |
венные и лесные |
|||||||||
Ветеринарные |
Ветеринарные |
|||||||||
Политехнические |
Политехниче- |
|||||||||
и технические |
ские и техниче- |
|||||||||
институты |
ские институты |
|||||||||
Данные по Германии и дореволюционной России дополнены по отчетам ведомств и вузов. В числе российских «политехнических и технических институтов» учтены в том числе Михайловская артиллерийская, Николаевская морская и инженерная академии, Морское инженерное училище, а также коммерческотехнические отделения Коммерческих институтов в Москве и Киеве, Московские и Петроградские высшие женские политехнические курсы.
Высшее образование в России № 1, 2012 |
||||||||||||
Таблица 2 |
||||||||||||
Германия |
||||||||||||
Данные по Германии, Франции и США заимствованы из работ . Данные по выпуску |
||||||||||||
российских инженерных вузов после 1900 г. взяты из работ , а до 1900 г. заново сверены автором по отчетам, юбилейным сборникам и спискам окончивших курс инженерных вузов Российской империи.
цированныхинженеровв Россиипочтипол |
роли родителейв образовании. В результа |
ностью сосредоточивалась в инфраструк |
те, например, появилась огромная литера |
турных отраслях (транспорт, строитель |
тура для родителей,к которой относятся и |
ство,военнаяисудостроительнаяпромыш |
классические пособия Перельмана и Игна |
ленность), причем инженер, как правило, |
тьева. Во многом именно благодаря созна |
оказывался на военной или государствен |
тельнойпозиции многихроссийских семей, |
ной службе. Даже химическая техника, |
продолжавших передавать научную куль |
металлургия и горное дело развивались в |
туру и формировать «образовательную» |
значительной степени в связи с запросами |
установку своих детей и в тяжелейшие |
военной промышленности. Исключение |
годы революции, и во время Гражданской |
составляли текстильная и пищевая, в том |
войны, и в послевоенный период разрухи, |
числе свекольно сахарная испиртовая от |
|
расли промышленности,действовавшие по |
скую научную и инженерную школу. |
иным (частно хозяйственным) принципам. |
«Российское» и «Советское» |
В царствование Александра III и особенно |
|
Николая II задача оказалась более широ |
С.П. Тимошенко в своевремя выдвинул |
кой. Теперь в инженерных кадрах нужда |
аргументированный тезис,что за десять лет |
лись не только государственные организа |
революционных реформ после 1917 г. |
ции и учебные заведения, но и крупные и |
«учебное дело в России было совершенно |
мелкие предприятия бурно развивавшихся |
разрушено, и когда позже взялись за уси |
отраслей (электротехника, нефтеперера |
ленное развитие промышленности, то ока |
ботка и химическая промышленность, ма |
залось, что дляэтого дела в России нет до |
шиностроение, индустрияматериалов, ме |
статочного количестваинженеров. Сталин |
талло и деревообработка и т.д.), а также |
поступил тогда решительно – упразднил |
органы самоуправления. Поэтомуразвитие |
всякие новшества и вернул школы к доре |
технического образованиястало результа |
волюционным порядкам» ; «тра |
томсложного государственно обществен |
диции старойшколы оказались очень силь |
но частного взаимодействия. В это время |
ными, и с помощью остатков старых пре |
появились частные иобщественныевысшие |
подавательских кадров было возможно |
учебные заведения,готовившиеинженеров. |
привестив порядокинженерное образова |
Другой тенденцией, имевшей место в |
ние, разрушенноево времяреволюции» . |
царствование Николая II, было заметное |
СССР получил в наследство от Россий |
усиление «семейной» традиции естествен |
ской империи сильную и сбалансирован |
но научного образования. После начала |
ную, хорошо оснащенную фондами систе |
школьных реформ в 1899–1902 годов го |
му технического образования. В РСФСР к |
раздо большее внимание стало уделяться |
1925 г. был только один абсолютно новый |
Страницы истории |
||
технический вуз (Московский горный ин |
Из программ ЕТШ 1920 х годов, по сути, |
|
ститут), не считая технических факульте |
просто исключены последние два–три года |
|
тов нового Среднеазиатского университе |
занятий по математике и другим общеоб |
|
та. Все остальные вузы возникли прямым |
разовательнымпредметам,предполагавши |
|
преобразованием уже существовавших ву |
есяв дореволюционных гимназияхи реаль |
|
зов или былиорганизованы на базе эвакуи |
ных училищах. То есть выпускникам «не |
|
рованных из Польши и Прибалтики инсти |
доставало» двух–трех летинтенсивных за |
|
тутов. В других случаях новые советские |
нятий по сравнению с выпускниками гим |
|
вузы (МАМИ, МХТИ, ЛИТМО, Москов |
назий предвоенного времени. А ведь они |
|
скийтекстильный иКазанский политехни |
составляли только 60% абитуриентов со |
|
ческий) создавалисьна основе самых круп |
ветских вузов 20 х годов – остальные не |
|
ных и богатых средних технических учеб |
имели даже такого уровня знаний! |
|
ных заведений,имевших в начале ХХ в. до |
Одновременно за годы революции и |
|
статочную материально техническую и |
Гражданской войны,в ходе репрессий про |
|
кадровую основу. |
тив наиболее образованных слоев населе |
|
Вместе с тем тезис о том, что «револю |
ния, страна потеряла от 50 до 80% наибо |
|
цияполностью разрушила» систему техни |
лее квалифицированных научных и препо |
|
ческого образования едва линаходит под |
давательских кадров. |
|
тверждение: к 1925 г. численность учащих |
Советская власть запретила доступ к |
|
сяна физико математических факультетах |
высшему образованию детям представите |
|
и в инженерных вузах даже немного пре |
лей «класса эксплуататоров», то есть наи |
|
взошла предреволюционный уровень . |
более образованных слоев населения. Од |
|
Система инженерного образования (в от |
новременно было ограничено влияние се |
|
личие от юридического и историко фило |
мьи на образование. Царское правитель |
|
логического, которое действительно было |
ство, по крайней мере в последние два де |
|
полностью уничтожено) все же сохрани |
сятилетия, всячески поощряло участие |
|
лась ипродолжала развиваться. Дореволю |
родителей в образовательном процессе, |
|
ционнаясистема техническихвузов сохра |
сближение «семьи и школы». Советская |
|
нилась фактически до реформы 1930 г., |
власть, по политическим мотивам отстра |
|
когда на основанииПостановления ВСНХ |
нив родителей от воспитания своихдетей и |
|
СССР старые институты были расформи |
||
рованы, а на базе их факультетов, кафедр |
мым не только была вынуждена наделить |
|
ишколобразованымногочисленныеотрас |
школу колоссальными дисциплинарными |
|
левые учебные заведения, находившиеся в |
функциями, но и нанесла сильный удар по |
|
ведении хозяйственных наркоматов и осу |
«семейным» механизмам воспроизводства |
|
ществлявшие массовый выпуск узких спе |
образования (в том числе в научной и тех |
|
циалистов по укороченной программе. |
нической сфере). |
|
В то же времяреволюционные экспери |
В 30 е годы советское правительство |
|
менты привели ккатастрофическому паде |
вполне осознало опасность падения уров |
|
нию уровняобщего(среднего)образования |
ня подготовки по общеобразовательным |
|
и, как следствие, к падению качества под |
предметам. Уже в Постановлении ЦК |
|
готовки абитуриентов. Начиная с 1918 г. |
||
все типы посленачальных и средних школ |
начало возрождению преподавания обще |
|
былислиты в «единые трудовыешколы» II |
образовательных предметов в отечествен |
|
ступени. При этом не только была наруше |
ной школе, признавалось, что «коренной |
|
на целостность гимназического образова |
недостатокшколыв данныймомент заклю |
|
ния – сами требования значительно упали. |
чается в том, что обучение в школе не дает |
|
Высшее образование в России № 1, 2012 |
||
достаточного объема общеобразователь |
ми вРоссии былиЛ.И. Мандельштам иН.Д. |
|
ных знаний инеудовлетворительно разре |
Папалекси), Мюнхенская техническая |
|
шает задачу подготовки для техникумов и |
школа (здесь работали А. Феппль и |
|
высшей школы вполне грамотных людей, |
Л. Прандтль) и в первую очередь – Гёттин |
|
хорошо владеющих основами наук (физи |
генский университет, где работала группа |
|
ка, химия, математика, родной язык, гео |
выдающихсяученых (в том числеФ. Клейн, |
|
графия ит.д.)». Затембыли восстановлены |
В. Фойгт и Л. Прандтль) и действовала из |
|
экзамены и отменены классовые ограниче |
вестная механическая лаборатория. Имен |
|
ния на поступление в высшие учебные за |
но великий немецкий математик Феликс |
|
ведения. Без особой натяжки можно при |
Клейн организовал целый ряд семинаров, |
|
знать,чтореальные(а непропагандистские) |
нацеленных на сближение математики и |
|
достижения советской власти в области |
инженерии. |
|
образования были связаны нес революци |
В России центрами работы по сближе |
|
онными экспериментами, а с восстановле |
нию фундаментальной наукииинженерной |
|
нием старых образовательных традиций |
практики былиПетербургский политехни |
|
(прежде всего – вобласти естественно на |
ческий институт, Электротехнический ин |
|
учного и инженерного образования) при |
ститут, Институт инженеров путей сооб |
|
определенном расширении «социальной |
щения (в С. Петербурге), Михайловская |
|
базы» образования. |
артиллерийская академия, Николаевская |
|
«Интеллектуальный прорыв» |
морская академия и Морское инженерное |
|
училище, Технологические институты в |
||
начала ХХ века |
С. Петербурге и Харькове, Политехниче |
|
Решающийпрорыв в области инженер |
скийинститут в Киеве и,конечно, Импера |
|
ного образованияв Россиивсе же был сде |
торскоеМосковскоетехническое училище, |
|
лан в первые два десятилетия ХХ века. Эти |
где былисозданы мощныелаборатории для |
|
годы быливременем расцвета русского ма |
проведения исследований в области меха |
|
тематического,естественно научногоитех |
ники, науки о материалах, электротехни |
|
нического образования. Именно тогда в |
ки, кораблестроения. Лаборатории распо |
|
Россиисформироваласьуникальнаямодель |
лагали своими собственными зданиями и |
|
и концепцияфизико технического образо |
блестяще оборудованными различными |
|
машинами истендами. Вэтих научно обра |
||
Применение сложных математических |
зовательных центрах, а также в действо |
|
методов и достижений в области теорети |
вавших в то время институтахпри ведущих |
|
ческой физики, механики, химии, биоло |
университетах, в исследовательских лабо |
|
гии к решению важных практических за |
раториях военного и морского ведомства в |
|
дач, становление профессиональной обла |
первые двадесятилетия ХХ в. преподавали |
|
сти прикладной науки, создание соответ |
или учились крупнейшие ученые и инжене |
|
ствующей инфраструктуры в виде инсти |
ры, позже создавшие (на дореволюцион |
|
тутов и лабораторий – эти тенденции |
ном заделе) советские научно исследова |
|
сформировались в целом ряде ведущих го |
тельские институты или оказавшие боль |
|
сударств,прежде всего – в Германии, США |
шое влияние на мировую наукуи инженер |
|
и России, еще до начала Первой мировой |
ное образованиев иммиграции. |
|
Условием возникновенияэтого «интел |
||
В началеХХ в.в Германиицентрами фи |
лектуального всплеска» была последова |
|
зико технических исследованийбыли, на |
тельная политика государства во главе с |
|
пример, Страсбургский университет, где |
Николаем II: с середины 90 х годов XIX в. |
|
работал профессорФ. Браун(его ученика |
государство не только активно стимулиро |
|
Страницы истории |
||
вало создание новых образовательных ин |
скому сообществу инженеров механиков |
|
ститутов, но и ставило перед учеными и |
примыкали ученые судостроители А.Н. |
|
инженерами новыесерьезные задачи в об |
Крылов, И.Г. Бубнов и К.П. Боклевский, |
|
ласти созданиятранспортнойинфраструк |
воспитавшие на кораблестроительном от |
|
туры, новых типов судов и авиации, воен |
делении Петербургского политехническо |
|
ной и химической промышленности, элек |
го института,в Николаевскойморской ака |
|
тро и радиотехники, энергетики и связи. |
демии и Морском инженерном училище |
|
Подобные запросы стали появляться и со |
целое поколениерусских кораблестроите |
|
стороныбурно развивавшейсячастнойпро |
лей. Подобные группы существовалив Ки |
|
мышленности. |
еве (там работали, например, Е.О. Патон и |
|
В идейном плане к «предтечам» этого |
С.П. Тимошенко) ив Москве (Н.Е. Жуков |
|
движения,кроме Д.И. Менделеева, можно |
ский иС.А. Чаплыгин). |
|
отнестиВ.Л.Кирпичева –выдающегосярус |
Аналогичные процессы происходили в |
|
ского физика и инженера механика, со |
областиорганической химииив сфере под |
|
здавшего инженерные школы в Харькове и |
готовки русскихинженеров химиков. Про |
|
Киеве, оказавшего сильное влияние на при |
фессор и генерал В.Н. Ипатьев, например, |
|
кладныеисследования иобучение инжене |
создал в Михайловской артиллерийской |
|
ров механиков в Петербурге. Он был вы |
академии хорошо оснащенную лаборато |
|
дающимся организатором науки и препо |
рию и воспитал целую школу инженеров, |
|
давателем, обладавшимчрезвычайно широ |
без которой было бы невозможно станов |
|
ким научным и культурнымкругозором. К |
ление принципиально новых отраслей хи |
|
тому он же являлся представителем выда |
мической ифармацевтическойпромышлен |
|
ющейся инженернойсемьи: шесть его бра |
ности во время Первой мировой войны |
|
тьев были крупными военными инженера |
||
ми, сын – академиком АН СССР, сам он, |
Важнейшими направлениями развития |
|
как выпускникМихайловской артиллерий |
прикладнойнауки и промышленности ста |
|
ской академии, был близко знаком с прак |
лиэлектротехника ирадиотехника,различ |
|
тическими применениямитогдашних науч |
ные направления теплотехникии энергети |
|
ныхдостижений. РазработанныеВ.Л. Кир |
ки,оптика и, наконец, физическая химия и |
|
пичевым методы преподавания механики, |
наука о материалах. |
|
его учебные пособия оказали сильнейшее |
В развитие отечественных научных и |
|
влияние на обучение инженеров и ученых |
инженерных школ в этих областях боль |
|
механиков во всем мире. |
шой вклад внесла группа ученых, во вто |
|
ром десятилетии ХХ в. являвшихся препо |
||
бургских инженеров механиков и матема |
давателями Петербургского Политехни |
|
тиков во главе с ректором Петербургского |
ческого института, Электротехнического |
|
политехнического института И.В. Мещер |
института и Физического института Петер |
|
ским. Им удалось добиться не только серь |
бургского университета. Хотя эти три ин |
|
езных научных результатов, но и вырабо |
ститута были подчинены трем разным |
|
тать новые методы преподавания и соста |
ведомствам,ученые истуденты в них нахо |
|
вить учебники и задачники, направленные |
дились в очень тесном контакте и, по сути, |
|
на то, чтобы «приблизить преподавание |
представлялиединоесообщество.Его орга |
|
механики ктребованияминженеров»ипоз |
низационным лидером, по видимому, был |
|
же (благодаря С.П. Тимошенко) легшие в |
В.В.Скобельцын, отецвыдающегося совет |
|
основуобразовательного процессане толь |
ского физикаД.В. Скобельцына.После И.В. |
|
ко в российских инженерных школах, но и |
Мещерского ондва срокаисполнялобязан |
|
в инженерныхшколах США. К петербург |
ностидиректораПетроградского Политех |
|
Высшее образование в России № 1, 2012 |
||
никума и одновременно был профессором |
Императорскихфарфоровыхистекольных |
|
Электротехнического института. В упомя |
заводах в 1914–1918 гг. . Другие при |
|
нутую группуученыхвходилисамВ.В. Ско |
меры: создание самостоятельной (незави |
|
бельцын, А.А. Радциг, М.А. Шателен, В.Ф. |
симойотнемецкихтехнологий)электротех |
|
Миткевич,В.Е. Грум Гржимайло,Н.С. Кур |
нической ирадиотехнической промышлен |
|
наков, Д.С. Рождественский, И.В. Гребен |
ности и электроэнергетики, разработка |
|
щиков, А.Ф. Иоффе. Они сформировали |
мероприятийв областиэнергетики, направ |
|
целый ряд научных и инженерных школ (в |
ленных на решение топливного кризиса и |
|
предреволюционные годы, например, Д.В. |
созданиеединойтранспортно энергетичес |
|
Скобельцын, Н.Н. Семенов, П.Л. Капица, |
кой системы страны. |
|
А.В. Винтер и Г.О. Графтио были младши |
Датой окончательного оформления но |
|
ми преподавателями и студентами этих |
вой модели «физико технического» обра |
|
трех институтов). |
||
Характерной чертойих работы был как |
ПетербургскомПолитехническоминститу |
|
раз«физико технический подход»,то есть |
те профессорами А.Ф. Иоффе и С.П. Ти |
|
применение современных математических |
мошенко былсоставлен проект нового фи |
|
и физическихметодов крешению сложных |
зико технического (физико механическо |
|
инженерно технических проблеми, наобо |
го) факультета и одновременно начал дей |
|
рот,применениеинженерных, промышлен |
ствовать семинар, из которого вышли, в |
|
ных методов в постановке научного экспе |
частности, П.Л. Капица и Н.Н. Семенов. |
|
римента. Именно этот подход позволил, |
Этот «физико технический» подход в |
|
например,П.Л. Капице,выпускникуПетер |
1920 е годы был положен в основу работы |
|
бургского Политехнического института |
новогофизико механического факультета |
|
сыграть большую роль в переводе научных |
Ленинградского политехнического инсти |
|
исследованийв лабораторииРезерфорда в |
тута иФизико технического института (яв |
|
Кембридже на новую технологическую |
лявшегося первоначально отделением Го |
|
сударственного рентгенологического и ра |
||
Важно отметить, что все преподаватели |
диологического института), связанных с |
|
русских технических вузов, помимо чисто |
именемА.Ф. Иоффе. Позже эта же модель |
|
теоретических исследований,вели практи |
повлияла на возникновение такназываемой |
|
ческие работы как для государственных |
«системы Физтеха».Замечательно ито,что |
|
нужд, так и для промышленности. Напри |
большинство крупных ученых,стоявших у |
|
мер, А.Н. Крылов, И.Г. Бубнов и К.П. Бок |
||
левский внеслисвой вкладв строительство |
ми обращенийк И.В. Сталину и членам со |
|
(после 1906 г.)нового русского флота. Н.Е. |
ветского правительства (прежде всего П.Л. |
|
Жуковский справедливо считался «отцом |
Капица,но также иА.Ф. Иоффе,А.Н. Кры |
|
русской авиации». В годы Первой мировой |
лов, А.И. Алиханов, Н.Н. Семенов), были |
|
войны С.П. Тимошенко осуществил рабо |
непосредственно связаны с «физико тех |
|
ты по прочностным расчетам самолетов (в |
нической» традицией Петроградского по |
|
том числе И.И. Сикорского), а вместе с |
литехнического институтаимператора Пет |
|
Н.П. Петровым разработал методы повы |
ра Великого. |
|
шения допустимойнагрузки транспортных |
«Физико технический подход» оказал |
|
путей (что было важно для разрешения |
определенное воздействие на европейскую |
|
транспортного кризиса). Д.С. Рождествен |
и американскую науку и образование (в |
|
ский, И.В. Гребенщиков непосредственно |
частности, благодаря деятельности В.Н. |
|
руководили разработкой технологии и за |
Ипатьева, С.П. Тимошенко, П.Л. Капицы, |
|
пускомпроизводства оптическогостекла на |
А.Е. Чичибабина иБ.А. Бахметьева). |
|
Страницы истории |
Концепция образования
В заключение постараемся ответить на вопрос: каковы же основные черты «клас сическойконцепции»инженерного образо вания,какой «идеальныйобраз» инженера
и инженера физика заложен в эту концеп цию?
Согласно господствующемуу нас до сих пор представлению, инженер – всего лишь «специалист», выполняющий в высоко дифференцированномсовременномхозяй ствевполне определенную порученную ему функцию. На практике же, особенно в ма лых высокотехнологичных компаниях, в наше время являющихся «основным гене ратором инноваций в современной эконо мике» , инженероказывается одновре менно и исследователем, и организатором работы«команды»,ируководителем. Вузы, как правило, не готовят к этому.
В XIX и начале ХХ в. ситуация была иной. Европейская традиция подготовки инженера зиждилась на соединении двух начал –научно технического подхода иду ховнойв своейоснове идеицелостного об разования человека.
ОбразованиечерезстяжаниедаровСвя того Духа (spiritus sapientiae et intellectus, spiritus consilii et fortitudinis, spiritus scientiae et pietatis – «дух премудрости и разума, дух совета и крепости, дух ведения
и благочестия») к достижению «царствен ного достоинства человека» по образу Бо жественного Царя – Христа составляло лейтмотив мощного движенияк возрожде нию «ИстинногоХристианства», затронув шего и европейские страны, и Россию в XVIII–XIX вв. Речь идет о внутреннем и внешнем«собирании» целостной личности, культивированииееинтеллекта,воли,нрав ственного иэстетического начала.Приэтом образованиеличностипонималось одновре менно какпуть кобразованию государства (Staatbildung ).
Само по себе слово «инженер» восхо дит к латинскому ingenium , в классичес
кой литературе (например, у Цицерона и Петрония) означающему не только изоб ретательность, но и способность, талант, остроту ума, культивирование ума и обра зованность в целом. Немецкое понятие Bildung , так же как и русское «образова ние», происходит от Bild – «образ». Оно предполагает целостноесозидание лично сти,семьиигосударства,раскрывающеебо жественный «образ» в человеке,и мыслит ся как продолжение божественного про цессатворениявистории(такпонимали его немецкие философы от Гердера до Шлей ермахераиГегеля).Конкретнымэмпиричес ким воплощением этого возвышенного по нятия стали преобразованные германские гимназии и университеты. Изначально вы дающиеся немецкие мыслители включали и естественно научное, и инженерное об разование в круг Wissenschaftliche Bildung . Демонстрациейэтого являются«образова тельные» романы Гете – «Призвание Виль гельма Мейстера»и«ГодыстранствийВиль гельма Мейстера»,два главныхгероякото рых (Мейстер и Ярно Монтан) в высшей точке своего образования выбирают при звание врача исследователя и горного ин женера соответственно.
Говоря о целостности образования, в первую очередь вспоминают идею «гума нитаризации» технической школы. Пред полагалось, что, как и выпускник универ ситета, инженер, наряду с глубокими на учными и техническими знаниями, должен обладать основательной гуманитарной культурой. Совсем не случайно то, что вы дающийся русский кораблестроитель ака демик А.Н. Крылов профессионально пе реводил с латыни Ньютона, авиастроитель И.И. Сикорский писал богословские трак таты, а «отец американской школы инже неров механиков» С.П. Тимошенко серьез но занималсяисторией науки. В профессии архитектора и гражданского инженера единство технического и художественного образования вообще составляет основу профессиональной компетенции.
Высшее образование в России № 1, 2012 |
||
Еще важнее соединение науки и прак |
детстваприучали своихдетейиспользовать |
|
тики. Особенностью русской (как и немец |
теоретическую подготовкув практической |
|
кой и французской)инженерной традиции |
жизни. С.П. Тимошенко в «Воспоминани |
|
с самого начала была опора на очень силь |
ях» в качестве своего важнейшего образо |
|
ноебазовое математическое иестественно |
вательногоопыта описываетто,какего отец |
|
научное образование. Деятельность инже |
(землемер, а позже владелец имения в Ки |
|
нера находится на стыке творческой науч |
евскойгубернии)приглашал его,тогда уче |
|
нойработы итехнической практики. В этом |
ника реального училища, к участию в сель |
|
принципиальное отличиеподготовки инже |
скохозяйственных работах, а потом пред |
|
неров во французском,русском, а потом и |
ложилему применитьсвои знанияпри про |
|
немецком стиле, от традиционной подго |
ектированиии строительстве нового дома. |
|
товки «мастеров» и «техников», отталки |
Значительная часть выдающихся инже |
|
вавшейся только от практики,лидером ко |
нерных сооружений (например, мостов и |
|
торой была Англия. Долгое время мастер, |
шлюзов) в XIX в. были выполнены студен |
|
техник практик шел впереди инженера, но |
тамиподруководствомпреподавателей. На |
|
ситуация резко поменялась, когда фунда |
летней практике студенты принимали уча |
|
ментальная наука стала играть в области |
стие в реальных работах по организации |
|
техники значительно большую роль. |
постройки зданийи сооружений. В Петер |
|
Инженердолжен теперь иметь способ |
бургском Политехникуме, например, сту |
|
ность (ивозможность) к творческому раз |
денткораблестроительногоотделенияодно |
|
витию своей сферы деятельности. Его ос |
лето проводил практику в портах, следую |
|
нованное на науке творчество должно идти |
щее– намашиностроительномзаводеитре |
|
не позади, а впереди практического опыта |
тье – в плаваниина большомкорабле. Курс |
|
мастеров и техников. Именно это измене |
теоретических, лабораторных занятий и |
|
ние, произошедшее на рубежеXIX–ХХ вв., |
проектов был выстроен так, чтобы подго |
|
породило долгосрочную тенденцию к раз |
товить студентак практике наилучшим об |
|
витию прикладной«промышленно органи |
разом. Отметим, что значительная часть |
|
зованной» науки и физико технического |
учебных пособий составлялись и издава |
|
образования. |
лись самими студентами. |
|
Ещеоднаособенность подготовкив тра |
Важно также, что русские (как и фран |
|
диционных инженерных школах заключа |
цузские и немецкие) инженерные вузы го |
|
лась в том, что выпускников ориентирова |
товили студентовне только к технической |
|
лина практическую реализацию закончен |
деятельности, но и к профессиональному |
|
ных проектов, доведение их «до конца». |
выполнению функций руководителя пред |
|
Так, в ходе обучения в Институте инжене |
приятия, к роли государственного и воен |
|
ровпутейсообщенияимператора Алексан |
нослужащего. Типичный пример– профес |
|
дра I студентдолжен был подготовить три |
сиональная судьба Д.И. Менделеева, В.Н. |
|
проекта (например, моста, шлюза и паро |
Ипатьева, А.Н. Крылова или И.А. Вышне |
|
вого двигателя),причем во время практики |
градского, которые были не только выда |
|
он получал опыт реализации этих или по |
ющимисяученымииинженерами,ноиорга |
|
добных проектов. Важно, что в этом отно |
низаторамипромышленности,образования |
|
шении учебный процесс в институте был |
и государственными деятелями. Инженер |
|
вполне согласенс лучшимитрадициями се |
с высшим образованием должен был быть |
|
мейного воспитания. Родители (будь они |
одновременно и ученым, и техническим |
|
профессора, чиновники, инженеры или |
специалистом, и организатором промыш |
|
даже самостоятельно хозяйствующие за |
ленного производства. Специалист, обла |
|
житочные крестьяне) во многих случаях с |
дающий техническими знаниями, но не го |
|
Аннотация: В лекции поставлены проблемы современного инженерного образования. Рассмотрены общемировые условия развития инновационной экономики, такие ее аспекты как глобализация рынков и гиперконкуренция, сверхсложные и гиперсложные проблемы ("мега-проблемы") и тенденция: "Размывание границ". Особое внимание уделено принципам построения современных организаций инновационной экономики и основным тенденциям, методам и технологиям современного инжиниринга. Кратко рассмотрены передовые стратегии внедрения современного инженерного образования.
1.1. Проблемы современного инженерного образования
В новых российских условиях перед высшей технической школой, прежде всего, перед ведущими втузами встали задачи обеспечения более глубокой фундаментальной, профессиональной, экономической, гуманитарной подготовки, предоставления выпускникам больших возможностей на рынке труда. Для обеспечения условий перехода страны к устойчивому развитию нужно возродить национальный промышленный потенциал , основанный на высоких технологиях, соответствующих мировым стандартам и реалиям стратегии индустриального развития России, необходимо предпринять main но структурной перестройке всей сферы материального производства, но выводу России на мировой рынок наукоемкой продукции и услуг, повышению международного авторитета и обороноспособности России, укреплению научно-технического, промышленного и экономического потенциала страны.
Ситуация для России осложняется тем, что в нашей стране на протяжении более двадцати лет промышленность не вкладывала значимых инвестиций в технологический рост, и по целому ряду направлений мы сейчас движемся в логике "догоняющего" развития: это и глобальные стандарты и практики эффективного проектирования и производства, информационные системы , ряд областей дизайна и инженерии.
"Информационный взрыв" и стремительные изменения в обществе, перманентное обновление техносферы предъявляют все более высокие требования к профессии инженера и к инженерному образованию.
Одной из самых характерных черт современного периода является ведущая роль проектирования всех сторон человеческой деятельности – социальной, организационной, технической, образовательной, рекреационной и т.д. То есть от неспешного следования обстоятельствам человек переходит к детальному прогнозированию своего будущего и к его скорейшему воплощению. В процессе такого воплощения, в материализации замыслов значительна роль инженерной деятельности, организующей этот процесс и реализующей тот или иной проект на основе новейших технологий. При этом от освоения и развития новых технологий зависит, в конечном счете, место и благосостояние государств и наций, а также отдельных людей .
Принципиальной особенностью проектной деятельности в современную эпоху является ее творческий характер (невозможность создания конкурентноспособных проектов на основе только известных решений), наличие всеобщего, не зависящего от государственных границ фонда технологий и открытий, ведущая роль науки и, в первую очередь , информационных технологий в создании новой техники, системный характер деятельности. Центральной фигурой в проектной деятельности является инженер, главной задачей которого является создание новых систем, устройств, организационных решений, рентабельно реализуемых как известными, так и вновь разработанными технологиями. Системный характер инженерной деятельности предопределяет и стиль инженерного мышления, которое отличается от естественнонаучного, математического и гуманитарного мышления равным весом формально-логических и интуитивных операций, широкой эрудицией, включающей не только некоторую предметную область, но и знание экономики, дизайна, проблем безопасности и много других, принципиально различных сведений, а также сочетанием научного, художественного и бытового мышления.
Все более очерчены новые тенденции интеграции, связанные с изменением пони-мания процесса проектирования, с изменением технологии инженерного труда. Сегодня проектирование понимается как деятельность , направленная на создание новых объектов с заранее заданными характеристиками при выполнении необходимых ограничений – экологических, технологических, экономических и т.д. В современном понимании в проектную культуру включаются практически все аспекты творческой деятельности людей – этические, эстетические, психологические. Проект в широком значении есть деятельность людей в преобразовании среды обитания, в достижении не только технических, но и социальных, психологических, эстетических целей . Центром проектной культуры остается инженерная деятельность , определяющая функция новой информации. Можно без преувеличения сказать, что инженер – главная фигура научно-технического прогресса и преобразования мира.
Любое проектирование есть, в первую очередь , информационный процесс, процесс генерирования новой информации. Этот процесс в количественном отношении имеет лавинообразный характер, т.к. с переходом на каждый новый информационный уровень неизмеримо возрастает число возможных сочетаний, а значит и мощность новых множеств объектов или их информационных замещений. Так, переход от отдельных фонем и букв к словам на много порядков расширяет множество объектов, а переход от слов к фразам создает поистине бесконечные возможности выбора. Развитие техносферы, как и развитие биосферы и социума, показывает справедливость положения о лавинообразном развитии, о росте многообразия.
При этом, в соответствии с принципом необходимого многообразия У.Р. Эшби, должны столь же быстро расти и возможности информационного описания и взаимодействия, информационные возможности каналов связи и средств хранения и обработки информации во всех областях человеческой деятельности ( обобщение принципа Эшби на гуманитарную сферу выполнено в книге Г. Иванченко ). Поскольку принцип необходимого многообразия состоит в необходимости достаточной информационной пропускной способности всех звеньев системы передачи информации (источника сообщения, канала связи, приемника), то отсюда следует необходимость опережающего развития средств проектирования и средств коммуникации по сравнению со средствами материального воплощения проекта в изделии.
Интересную аналогию развития культуры с биологической эволюцией привел Д. Данин в дискуссии о взаимодействии науки и искусства в условиях НТР. Он говорит, что, следуя природе, наука и искусство разделили в мире культуры функции двух решающих механизмов эволюции – общевидовой наследственности и индивидуального иммунитета. Наука – одна для всего человечества, объективное познание мира общезначимо. Искусство – свое для каждого: познавая себя в мире или мир через себя, каждый отражает свою индивидуальность. Наука, словно бы в подражание консерватизму наследственности, передает из поколения в поколение опыт и знания, обязательные для всех. Искусство, как и иммунитет, выражает индивидуальные различия людей. Более компактно об этом сказал И. Гете: "Наука – это мы, искусство – это я".
Новое понимание проектирования, новое инженерное мышление требуют существенной корректировки процессов подготовки и переподготовки инженеров, организации проектирования, взаимодействия специалистов различных уровней и отраслей. Преодолению негативных последствий узкопрофессиональной подготовки инженеров способствует гуманизация инженерного образования, включение технических знаний в общекультурный контекст . Не менее важным является умение будущих и работающих инженеров использовать в профессиональной деятельности гуманистические критерии, системное рассмотрение поставленных перед ними задач, включающее все основные аспекты применения разрабатываемых изделий. Важно при этом учитывать экологические, социальные и другие последствия применения новых технических устройств и использования новых технологий. Только при синтезе естественнонаучного (включая техническое) и гуманитарного знаний возможно преодоление развития технократического мышления, для которого характерны примат средства над целью, частной цели – над смыслом, техники – над человеком. Основным средством такого системного представления новых разработок и прогнозирования возможных последствий является математическое моделирование . Многочисленные варианты моделей экосистем, социальных и технических систем давно созданы и непрерывно совершенствуются. Но необходимо при проектировании любых систем и устройств иметь сведения о существующих моделях, возможностях их применения и ограничениях, при которых эти модели созданы. Иначе говоря, необходимо создание банка таких моделей с четким указанием всех моделируемых параметров и ограничений.
Особая роль инженерной профессии в эпоху технологического и информационного развития хорошо известна, однако далеко не в полной мере сформулированы конкретные требования к современному инженерному образованию. Эти требования определяются системным характером инженерной деятельности и многомерностью критериев ее оценки: функциональных и эргономических, этических и эстетических, экономических и экологических, опосредованным характером этой деятельности .
Увеличение влияния науки и техники на развитие общества, появление глобальных проблем, связанных с беспрецедентным ростом производительных сил, количества людей на планете, возможностей современной техники и технологии, привели к формированию нового инженерного мышления. Его основой являются ценностные установки личности и общества, целеполагание инженерной деятельности. Как и во всех сферах человеческой деятельности, главным критерием становятся нравственные критерии, критерии гуманизма. Академиком Н.Н. Моисеевым предложен термин "экологический и нравственный императив", означающий безусловный запрет на любые исследования, разработки и технологии, ведущие к созданию средств массового уничтожения людей, ухудшению состояния окружающей среды. Помимо этого для нового инженерного мышления характерно видение целостности, взаимосвязанности различных процессов, прогнозирование экологических, социальных, этических последствий инженерной и иной деятельности.
Процесс воспроизводства знаний и умений не может быть оторванным от процесса формирования личности. Тем более это относится к сегодняшнему дню. Но так как в настоящее время научные, технические и иные знания и технологии обновляются с невиданной ранее скоростью, то и процесс их восприятия, и формирование личности должны продолжаться всю жизнь. Важнейшим для каждого специалиста является осознание того факта, что в современных условиях нельзя получить в начале жизни образование, достаточное для работы во все последующие годы. Поэтому одним из наиболее существенных умений является умение учиться, умение перестраивать свою картину мира в соответствии с новейшими достижениями, как в профессиональной области, так и в других сферах деятельности. Реализация этих задач невозможна на основе старых образовательных технологий и требует как новых технических и программных средств, так и новых методик открытого, прежде всего, дистанционного образования.
Картина мира современного человека в значительной мере динамична, нестационарна, открыта влиянию новой информации. Чтобы ее создать, должно быть сформировано достаточно гибкое мышление , для которого естественны процессы перестройки структуры, изменения содержания понятий и непрерывного творчества как основного типа мышления. В этом случае расширение образовательного пространства обучающихся будет происходить естественно и эффективно. Как и любая сложная развивающаяся система , система образования имеет механизмы самоорганизации и саморазвития, которые функционируют в соответствии с общими принципами синергетики . В частности, любая самоорганизующаяся система должна быть сложной, нелинейной, открытой и стохастической системой со многими обратными связями. Все эти свойства присущи системе образования, в том числе и подсистеме инженерного образования. Следует отметить, что некоторые важные обратные связи (например, уровня образования и востребованности выпускников вуза) имеют существенно запаздывающий характер.
Можно с уверенностью утверждать, что в учебных планах современных вузов отсутствуют учебные дисциплины, в которых студентов обучали бы самому главному творческому акту – замыслу, поиску проблем и задач, анализу потребностей общества и путей их реализации. Для этого необходимы как курсы широкого методологического плана (история и философия науки и техники, методы научно-технического творчества ), так и специальные курсы с включением творческих задач и обсуждением направлений их решения. Безусловно, целесообразно развитие интеллектуальных информационно-аналитических систем сопровождения профессионального образования . В ближайшем будущем следует также ожидать широкое внедрение в образовательный процесс систем искусственного интеллекта – информационных, экспертных, аналитических и др.
Как и для любых сложных систем, для системы образования выполняется информационный закон необходимого многообразия У.Р. Эшби: эффективные управление и развитие возможны лишь при разнообразии управляющей системы не ниже разнообразия управляемой системы. Этот закон предопределяет необходимость широкой образовательной программы – как по совокупности изучаемых дисциплин, так и по их содержанию и формам изучения. Но вне предметной области инженерной деятельности – механики, радиоэлектроники, самолетостроения и т.д. – невозможно наполнение форм, создаваемых общими принципами, методиками, конкретным техническим содержанием, невозможна и высокая внутренняя мотивация. Расширение реальных возможностей такого синтеза дает создание корпоративных университетов. Это – один из шагов на пути повышения образовательной и профессиональной мобильности.
В то же время повышается значимость мотивации обучения и профессиональной деятельности, следствием чего является значительное увеличение роли довузовской подготовки, необходимость возможно более раннего выбора профессии. Следует подчеркнуть, что в настоящее время инженерная профессия недостаточно представлена в средствах массовой информации, хотя общественная потребность в ней и ее востребованность работодателями растет. Невозможность расчленения процесса современного проектирования на отдельные фрагменты, выполняемые узкими специалистами, требует расширения рамок профессионального инженерного образования, создания у каждого молодого специалиста такой картины мира, в которой были бы представлены все аспекты современного гуманитарного, естественнонаучного и математического знания. При этом все эти разноплановые знания должны представлять систему с четким соподчинением отдельных представлений, их гибкого взаимодействия на основе целеполагания.
Становится очевидным важность личностного развития студентов, что требует индивидуализации обучения, повышения самостоятельности в учебной деятельности. Большая мотивация в обучении может возникнуть лишь на основе творческого освоения, как знаний некоторой предметной области , так и постановки практически важных задач, не решенных на сегодняшний день. Развитие творческих способностей невозможно только в рамках академических занятий. Нужно активное участие в научно-исследовательской работе кафедр, в инженерных разработках, тесные творческие и личные контакты с инженерами, конструкторами, исследователями. Формы такого взаимодействия разнообразны – это и участие в учебной исследовательской работе, и работа в студенческих конструкторских бюро, по хозяйственным договорам кафедр. Существенны для повышения мотивации и творческих способностей любые возможности практического использования знаний и внедрения студенческих разработок.
Инженерная деятельность – как особое искусство, то есть как совокупность неформализуемых приемов, умений, как синтетическое видение объекта творчества, как неповторимый и личностный результат проектирования – требует специфического подхода, основанного, прежде всего, на личностном взаимодействии учителя и ученика. Этот аспект подготовки инженера-творца также невозможно реализовать лишь в форме академических занятий, требуется выделение специального времени на общение студента и руководителя при выполнении творческой индивидуальной работы.
Переход от доминирования формально-логических знаний и способов обучения к органичному сочетанию интуиции и дискурсии требует дополнительных усилий по развитию образного мышления и творческих способностей. Одним из главных средств развития творческого, образного и интуитивного мышления является искусство. Нужны как пассивные формы его восприятия, так и активное овладение искусством в форме художественного творчества, а также в его использовании в профессиональной деятельности. Хорошо известны примеры использования эстетических критериев в творчестве конструкторов, физиков, математиков .
Таким образом, в рамках формирующейся в России инновационной экономики знаний (Рис. 1.1) должен быть сформирован и получить гармоничное развитие Единый инновационный комплекс (Инженерное образование - Наука - Промышленность), где Инновации выступают в качестве мультиакселератора интеграции и развития достижений в образовании, науке и промышленности (включая ТЭК, ОПК, транспорт, связь , строительство и т.д.).
Рис.
1.1.
Единый инновационный комплекс (Инженерное образование - Наука - Промышленность) Источник:Современное инженерное образование: серия докладов / Боровков А.И., Бурдаков С.Ф., Клявин О.И., Мельникова М.П., Пальмов В.А., Силина Е.Н./- Фонд "Центр стратегических разработок "Северо-Запад". – Санкт-Петербург, 2012. – Вып.2 - 79 с.
1.2. Общемировые условия развития инновационной экономики
1.2.1. Глобализация рынков и гиперконкуренция
Глобализация рынков, конкуренции, образовательных и промышленных стандартов, финансового капитала и наукоемких инноваций требует гораздо более быстрых темпов развития, коротких циклов, низких цен и высокого качества, чем когда-либо прежде.
Быстрота реакции на вызовы и скорость выполнения работ, подчеркнем, на мировом уровне начинают играть особую роль.
Быстрое и интенсивное развитие информационно-коммуникационных технологий (ИКТ ) и наукоёмких компьютерных технологий (НКТ ), нанотех-нологий. Развитие и применение передовых ИКТ , НКТ и нанотехнологий, которые носят "надотраслевой характер", способствует кардинальному изменению характера конкуренции и позволяет "перепрыгнуть" десятилетия экономической и технологической эволюции. Ярчайшим примером такого "скачка" являются Бразилия, Китай, Индия и другие страны Юго-Восточной Азии.
1.2.2. Сверхсложные и гиперсложные проблемы ("мега-проблемы")
Мировые наука и промышленность сталкиваются со все более сложными ком-плексными проблемами, которые не могут быть решены на основе традиционных ("узкоспециализированных") подходов. Вспоминается "правило трех частей": проблемы делятся на I – легкие, II – трудные и III – очень трудные. Проблемами I заниматься не стоит, они будут решены в ходе развития событий и без вашего участия, проблемы III вряд ли удастся решить в настоящее время или в обозримом будущем, поэтому стоит обратиться к решению проблем II, размышляя над проблемами III, которые часто и определяют "вектор развития".
Как правило, такой сценарий развития приводит к интеграции отдельных научных дисциплин в меж-, мульти- и транс- дисциплинарные научные направления, развитию отдельных технологий в технологические цепочки нового поколения, интеграции отдельных модулей и компонентов в иерархические системы более высокого уровня и развитию мега-систем – крупномасштабных комплексных научно-технологических систем, которые обеспечивают уровень функциональности, который не достижим для их отдельных компонентов .
Например, в фундаментальных научных исследованиях применяется термин "меганаука" (mega-science), связанный с мегапроектами создания исследовательских установок, финансирование, создание и эксплуатация которых выходит за рамки возможностей отдельных государств (например, проекты: Международная Космическая Станция (МКС ); Большой Адрон-ный Коллайдер (БАК , Large Hadron Collider, LHC); Интернациональный Термоядерный Экспериментальный Реактор (ИТЭР ; International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) и др.
1.2.3. Тенденция: "Размывание границ"
Происходит все большее размывание отраслевых границ, сближение секторов и отраслей экономики, размывание границ фундаментальной и прикладной науки за счет необходимости решения комплексных научно-технических проблем, возникновения мега-проблем и мега-систем, диверсификации и активизации деятельности, зачастую на основе современных форм – аутсорсинга и аутстаффинга, а также на основе эффективной кооперации компаний и учреждений как в рамках отрасли (например, формирование высокотехнологичных кластеров из научно-образовательных организаций и промышленных фирм, от крупных госкомпаний до малых инновационных предприятий), так и из разных отраслей. Отличительной характеристикой времени является создание с применением современных нанотехнологий новых функциональных и smart-материалов, материалов с заданными физико-механическими и управляемыми свойствами, сплавов, полимеров, керамик, композитов и композитных структур, которые, с одной стороны, являются "материалами-конструкциями", а с другой стороны, сами являются составной частью или компонентом макроконструкции (автомобиля, самолета, и т.д.) .
1.3. Принципы построения современных организаций инновационной экономики
Отметим основные принципы построения современных организаций, предприятий и учреждений инновационной экономики знаний :
- принцип государственного участия через осуществление политики, направленной на улучшение взаимодействий между различными участниками инновационного процесса (образованием, наукой и промышленностью);
- принцип приоритетности долгосрочных целей – необходимо сформулировать видение (vision) долгосрочной перспективы развития структуры на основе развития имеющихся конкурентных преимуществ и инновационного потенциала, миссию, и далее, на основе технологий позиционирования и дифференциации разработать стратегию инновационного развития;
- принципы Э. Деминга: постоянство цели ("распределение ресурсов таким образом, чтобы обеспечить долговременные цели и высокую конкурентоспособность"); непрерывное улучшение всех процессов; практика лидерства; поощрение эффективных двухсторонних связей в организации и разрушение барьеров между подразделениями, службами и отделениями; практика подготовки и переподготовки кадров; реализация программ образования и поддержки самосовершенствования сотрудников ("знания – источник успешного продвижения в достижении конкурентоспособности"); непоколебимая приверженность высшего руководства к постоянному улучшению качества и производительности;
- кайдзен-принципы – принципы непрерывного процесса совершенствования, составляющие центральную концепцию японского менеджмента; основные компоненты кайдзен-технологий: всеобщий контроль качества (TQC); менеджмент, ориентированный на процесс; концепция "стандартизированной работы" как оптимального сочетания работников и ресурсов; концепция "точно вовремя" (just-in-time); PDCA-цикл "планируй – делай – изучай (проверяй) – воздействуй" как модификация "колеса Деминга"; концепции 5-W/1-H (Who – What – Where – When – Why / How) и 4-M (Man – Machine – Material – Method). Принципиально важно, что в кайдзен должны быть вовлечены все – "от высшего руководства до рядовых сотрудников", т.е. "кайдзен – дело всех и каждого";
- принцип McKinsey – "война за таланты" – "в современном мире выигрывают те организации, которые являются наиболее привлекательными на рынке труда и делают все, чтобы привлечь, помочь развитию и удержать наиболее талантливых сотрудников"; "назначение отличных работников на ключевые позиции в организации – основа успеха";
- принцип "компания – создатель знания" (The Knowledge Creating Company). Основные положения этого подхода: "знание – основной конкурентный ресурс"; организационное обучение; теория создания знания организацией, основанная на способах взаимодействия и трансформации формализованных и неформализованных знаний; спираль, точнее, геликоид, создания знания, разворачивающийся "вверх и вширь"; команда, создающая знание и состоящая, как правило, из "идеологов знания" (knowledge officers), "организаторов знания" (knowledge engineers) и "практиков знания" (knowledge practitioners);
- принцип самообучающейся организации (Learning Organisation). В современных условиях "жесткая конструкция" организации становится препятствием для быстрого реагирования на внешние изменения и эффективного использования ограниченных внутренних ресурсов, поэтому организация должна обладать таким внутренним строением, которое позволит ей постоянно адаптироваться к постоянным изменениям внешней среды. Основные составляющие обучающейся организации (П. Сенге): общее видение, системное мышление, мастерство совершенствования личности, интеллектуальные модели, групповое обучение на основе регулярных диалогов и дискуссий;
- принцип "скорострельности" Toyota – "мы делаем все необходимое, чтобы сократить временной промежуток от момента, когда Заказчик обращается к нам, и до момента оплаты за выполненную работу" – совершенно очевидно, что такая установка нацеливает на непрерывное улучшение и совершенствование;
- принцип "обучение через решение задач" – развитие системы регулярного участия студентов и сотрудников в совместном выполнении реальных проектов (в рамках деятельности виртуальных проектно-ориентированных команд) по заказам предприятий отечественной и мировой промышленности на основе опережающего приобретения и применения современных ключевых компетенций, в первую и технологий компьютерного инжиниринга;
- принцип "образование через всю жизнь" – развитие комплексной и меж-дисциплинарной подготовки / профессиональной переподготовки квалифицированных и компетентных специалистов мирового уровня в области наукоемкого компьютерного инжиниринга на основе передовых наукоемких компьютерных технологий;
- принцип меж- / мульти- / транс- дисциплинарности – переход от уз-коспециализированных отраслевых квалификаций как формально подтвержденного дипломом набора знаний к набору ключевых компетенций ("активных знаний", "знаний в действии" – "Knowledge in Action!") -способности и готовности вести определенную деятельность (научную, инженерную, конструкторскую, расчетную, технологическую и т.д.), отвечающую высоким требованиям мирового рынка;
- принцип капитализации Know-How и ключевых компетенций – реализация этого принципа в условиях глобализации и гиперконкуренции позволит постоянно подтверждать высокий уровень выполняемых НИР , НИОКР и НИОКТР , создавать новые научные и технологические заделы путем систематической капитализации и многократного тиражирования на практике как отраслевых, так и меж- / мульти- / транс- дисциплинарных Know-How; именно этот принцип лежит в основе создания и распространения в рамках организации ключевых компетенций – гармоничной совокупности взаимосвязанных навыков и технологий, содействующих долгосрочному процветанию организации;
- "принцип инвариантности" мультидисциплинарных надотраслевых компьютерных технологий, позволяющий создавать значительные и уникальные научно-образовательные практические заделы путем систематической капитализации и многократного применения на практике многочисленных меж- / мульти- / транс- дисциплинарных Know-How, отладить рациональные эффективные, схемы и алгоритмы инженерной (политехнической) системы трансфера, что принципиально важно для создания инновационной инфраструктуры будущего.
1.4. Основные тенденции, методы и технологии современного инжиниринга
Обладание передовыми технологиями является важнейшим фактором обеспечения национальной безопасности и процветания национальной экономики любой страны. Преимущество страны в технологической сфере обеспечивает ей приоритетные позиции на мировых рынках и одновременно увеличивает ее оборонный потенциал , позволяя компенсировать уровнем и качеством высоких технологий диктуемые экономическими потребностями необходимые количественные сокращения. Отстать в развитии базовых и критических технологий, представляющих фундаментальную основу технологической базы и обеспечивающих инновационные прорывы, значит, безнадежно отстать в общечеловеческом прогрессе.
Процесс развития базовых технологий в разных странах различен и неравномерен. В настоящее время США, Евросоюз и Япония являются представителями высокоразвитых в технологическом отношении стран, которые держат в своих руках ключевые технологии и обеспечивают себе устойчивое положение на международных рынках готовой продукции, как гражданского, так и военного назначения. Это дает им возможность занимать доминирующее положение в мире.
Падение "железного занавеса" поставило перед Россией сложнейшую историческую задачу – войти в мировую экономическую систему. В связи с этим важно отметить, что стратегия технологического развития России в корне отличается от стратегии СССР и основывается на отказе от концепции "замкнутого технологического пространства" – создания всего спектра наукоемких технологий собственными силами, что представляется малореальным из-за существующих серьезных финансовых ограничений. В сложившейся ситуации необходимо эффективно использовать технологические достижения других развитых стран ("открытые технологические инновации", " Open Innovations"), развивать технологическое сотрудничество (по возможности, "встраиваться в технологические цепочки" фирм-лидеров), стремиться к максимально широкой кооперации и международ-ному разделению труда, учитывая динамику этих процессов во всем мире, и, самое главное, систематически аккумулируя и применяя передовые наукоемкие технологии мирового уровня. Необходимо понимать, что передовые в технологическом отношении страны уже фактически создали единое технологическое пространство .
Рассмотрим основные тенденции, методы и технологии современного инжиниринга.
- "MultiDisciplinary & MultiScale & MultiStage Research & Engineering – муль-тидисциплинарные, многомасштабные (многоуровневые) и многостадийные исследования и инжиниринг на основе меж- / мульти- / транс- дисциплинарных, иногда называемых "мультифизичными" ("MultiPhysics"), компьютерных технологий, в первую очередь, наукоемких технологий компьютерного инжиниринга (Computer-Aided Engineering). Как правило, осуществляется переход от отдельных дисциплин, например, теплопроводности и механики, на основе термо-механики, электромагнетизма и вычислительной математики к мультидисциплинарной вычислительной термо-электро-магнито-механике (концепция MultiDisciplinary), от одно-масштабных моделей к многомасштабным иерархическим нано-микро-мезо-макро моделям (концепция MultiScale), применяемым совместно с НКТ при создании новых материалов со специальными свойствами, разработке конкурентоспособных систем, конструкций и продуктов нового поколения на всех технологических этапах "формирования и сборки" конструкции (например, литье – штамповка / ковка / … / гибка – сварка и т.д., концепция MultiStage).
- "Simulation Based Design" – компьютерное проектирование конкурентоспособной продукции, основанное на эффективном и всестороннем применении конечно-элементного моделирования (Finite Element Simulation, FE Simulation) – де-факто основополагающая парадигма современного машиностроения в самом широком смысле этого термина. В основе концепции "Simulation Based Design" лежит метод конечных элементов (МКЭ; Finite Element Method, FEM) и передовые компьютерные технологии, тотально использующие современные средства визуализации:
- CAD , Computer-Aided Design – компьютерное проектирование ( САПР , Система Автоматизированного Проектирования, или, точнее, но тяжеловеснее Система Автоматизации Проектных Работ, а потому используется реже); в настоящее время различают три основных подгруппы CAD : машиностроительные CAD (MCAD – Mechanical CAD), CAD печатных плат (ECAD – Electronic CAD / EDA – Electronic Design Automation) и архитектурно-строительные CAD (CAD /AEC – Architectural, Engineering and Construction), отметим, что наиболее развитыми являются MCAD-технологии и соответствующий сегмент рынка. Итогом широкого внедрения CAD -систем в различные сферы инженерной деятельности явилось то, что около 40 лет назад Национальный научный фонд США назвал появление CAD -систем самым выдающимся событием с точки зрения повышения производительности труда со времен изобретения электричества;
- FEA , Finite Element Analysis – конечно-элементный анализ, в первую очередь, задач механики деформируемого твердого тела, статики, колебаний, устойчивости динамики и прочности машин, конструкций, приборов, аппаратуры, установок и сооружений, т.е. всего спектра продуктов и изделий из различных отраслей промышленности; с помощью различных вариантов МКЭ эффективно решают задачи теплообмена, электромагнетизма и акустики, строительной механики, технологические задачи (в первую очередь, задачи пластической обработки металлов), задачи механики разрушения, задачи механики композитов и композитных структур;
- CFD , Computational Fluid Dynamics – вычислительная гидроаэродинамика, где основным методом решения задач механики жидкости и газа выступает метод конечных объемов CAE , Computer-Aided Engineering – наукоемкий компьютерный инжиниринг, основанный на эффективном применении мультидисциплинарных надотраслевых CAE -систем, основанных на FEA , CFD и других современных вычислительных методов. С помощью (в рамках) CAE -систем разрабатывают и применяют рациональные математические модели, обладающие высоким уровнем адекватности реальным объектам и реальным физико-механическим процессам, выполняют эффективное решение много-мерных исследовательских и промышленных задач, описываемых нестационарными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных; часто FEA , CFD и MBD (Multi Body Dynamics) считают взаимодополняющими компонентами компьютерного инжиниринга (CAE ), а терминами уточняют специализацию, например, MCAE (Mechanical CAE), ECAE (Electrical CAE), AEC (Architecture, Engineering and Construction) и т.д.
Как правило, конечно-элементные модели сложных конструкций и механических систем содержат 105 – 25*106 степеней свободы, что соответствует порядку системы дифференциальных или алгебраических уравнений, которую необходимо решить. Обратимся к рекордам. Например, для CFD -задач рекорд составляет 109 ячеек (компьютерное моделирование гидро-и аэродинамики океанской яхты с использованием CAE -системы ANSYS, август 2008 года), для FEA -задач – 5*108 уравнений (конечно-элементное моделирование в турбомашиностроении с применением CAE -системы NX Nastran от Siemens PLM Software , декабрь 2008 года), предыдущий рекорд для FEA -задач – 2*108 уравнений также принадлежал Siemens PLM Software и был установлен в феврале 2006 года.
Рис. 1.2. Мультидисциплинарные исследования и надотраслевые технологии (Источник: Современное инженерное образование: серия докладов / Боровков А.И., Бурдаков С.Ф., Клявин О.И., Мельникова М.П., Пальмов В.А., Силина Е.Н./- Фонд "Центр стратегических разработок "Северо-Запад". – Санкт-Петербург, 2012. – Вып.2)
Мультидисциплинарные исследования выступают фундаментальной научной основой надотраслевых технологий (ИКТ , наукоемкие суперкомпьютерные компьютерные технологии на основе результатов многолетних меж, мульти- и транс- дисциплинарных исследований, трудоемкость создания которых составляет десятки тысяч человеко-лет, нанотехнологии , …), НБИК-технологии (НБИК-центр в Национальном исследовательском центре "Курчатовский институт" и НБИК-факультет в НИУ МФТИ; М.В. Ковальчук), но-вые парадигмы современной промышленности, например, SuperComputer (SmartMat*Mech)*(Multi**3) Simulation and Optimization Based Product Development , "цифровое производство", "умные материалы" и "умные конструкции", "умные заводы", "умные среды" и т. д.).Надотраслевые технологии способствуют стремительному распространению и проникновению новых меж- и мультидисциплинарных знаний в новые области, межотраслевому трансферу передовых "инвариантных" технологий. Именно по-этому мультидисциплинарные знания и надотраслевые наукоемкие технологии являются "конкурентными преимуществами завтрашнего дня". Их широкое внедрение позволит обеспечить инновационное развитие высокотехнологичных предприятий национальной экономики.
В XXI веке основополагающая концепция " Simulation Based Design" интенсивно развивалась силами ведущих фирм-вендоров CAE -систем и промышленных компаний. Эволюцию основных подходов, тенденций, концепций и парадигм от " Simulation Based Design" до " Digital Manufacturing " ("Цифровое производство") можно представить следующим образом:
Simulation Based Design
– Simulation Based Design / Engineering (не только "проектирование", но и "инжиниринг")
– MultiDisciplinary Simulation Based Design / Engineering ("мультидисципли-нарность" – задачи становятся комплексными, требующими для своего решения знаний из смежных дисциплин)
– SuperComputer Simulation Based Design (широкое применение HPC-технологий (High Performance Computing ), суперкомпьютеров, высокопроизводительных вычислительных систем и кластеров в рамках иерархических киберинфраструктур для решения сложных мультидисциплинарных задач, выполнения многомодельных и многовариантных расчетов)
– SuperComputer (MultiScale / MultiStage * MultiDisciplinary * MultiTechnology) Simulation Based Design / Engineering (применение триады: "многомасштаб-ность" / "многостадийность" * "мультидисциплинарность" * "мультитехно-логичность")
– SuperComputer (Material Science * Mechanics ) (Multi**3) Simulation Based Design / Engineering (одновременное компьютерное проектирование и инжиниринг материалов и элементов конструкций из них – гармоничное
Состояние российской системы инженерного образования в настоящий момент оценить сложно, так как имеются диаметрально противоположные точки зрения на этот вопрос. Для того, чтобы лучше понять ситуацию, сложившуюся в инженерном образовании в России, стоит рассмотреть ее как следствие предшествующего исторического развития.
Инженерное образование в России имеет трехвековую историю. Первое учебное заведение было открыто в 1701 году по инициативе Петра I - Школа математических и навигацких наук. Все последующие правители, возглавлявшие Российскую империю вплоть до революции 1917 года, уделяли большое внимание развитию инженерного образования. До 60-х годов XIX века Российская империя не уступала ни одной стране мира ни по числу, ни по качеству подготовки инженеров. В этот временной период, пожалуй, только во Франции инженерное образование пользовалось таким же престижем, как в России. Во время царствования Александра II по качеству инженерного образования Российскую империю обогнала Германия. Однако, в это время были открыты такие учебные заведения как Рижский политехнический институт и Московское техническое училище (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (Сапрыкин Д.Л., Вавилова С.И., 2012).
Начиная с середины 90-х годов XIX века, государство стало вести целенаправленную политику в области повышения качества инженерного образования. Были значительно увеличены инвестиции в эту сферу, что позволило открыть ряд учебных заведений. Также правительство ставило перед учеными и инженерами новые задачи в разных областях. Помимо государства запросы стали появляться со стороны частной промышленности. Таким образом, к началу Первой мировой войны российская система образования по всем параметрам значительно превосходила германскую (Сапрыкин Д.Л., Вавилова С.И., 2012).
Благодаря государственной политике, в первые два десятилетия XX века в России был сделан прорыв в области инженерного образования. Тогда была сформирована концепция физико-технического образования, активно действовали центры по сближению фундаментальной науки и инженерной практики. Важно отметить, что все преподаватели технических вузов того времени помимо чисто теоретической деятельности, вели практические работы как для государственных нужд, так и для промышленности (Сапрыкин Д.Л., Вавилова С.И., 2012).
Анализ системы дореволюционного инженерного образования позволяет выделить ряд ключевых особенностей, которые в настоящее время сохранены только в ведущих вузах Российской Федерации. Это такие особенности, как:
- - развитие, наряду с научными и техническими знаниями, гуманитарной культуры;
- - соединение науки и практики;
- - формирование способности творческого развития своей сферы деятельности;
- - ориентация на практическую реализацию законченных проектов;
- - подготовка к профессиональному выполнению функций руководителя предприятия, к роли государственного и военного служащего.
Гуманитаризация технической школы была одной из основных идей того времени. Наряду с гуманитаризацией можно выделить сочетание науки и практики. Это соединение было особенностью не только российской, но и немецкой и французской школ - основных конкурентов Российской империи в борьбе за лидерство в инженерном образовании. Основываясь на качественном математическом и естественнонаучном образовании, деятельность инженера соединяла в себе творческую научную работу и практику. В противопоставление можно привести Английскую инженерную школу, которая готовила в основном мастеров и техников, отталкиваясь только от практики. Стоит отметить, что долгое время мастер и техник шли впереди инженера-исследователя, но со временем ситуация изменилась, и наука стала играть большую роль (А. И. Боровков, С. Ф. Бурдаков и др., 2012).
Таким образом, инженер с высшим образованием должен быть одновременно ученым, техническим специалистом, менеджером и руководителем. Примеры выдающихся инженеров - П.Л. Капица, Н.Е. Жуковский, А.Ф. Иоффе и другие.
Формирование перечисленных компетенций у инженера происходило не только в рамках вузовского образования. На тот период в Российской империи были очень сильны семейные традиции образования, формировались семейные династии инженеров.
Реструктуризация экономики в XX веке сказалась на структуре инженерного образования. Во-первых, образование стало массовым. Во-вторых, сосредоточение технологий в государственных предприятиях привело к тому, что такие качества инженера, как менеджерская и экономическая, стали не нужны. В-третьих, государство разделило науку, промышленность и образование. Все эти факты отрицательно сказались на качестве инженерного образования. Но, стоит отметить, что есть университеты, которые смогли сохранить традиции классической концепции инженерного образования до настоящего времени. Один из таких университетов - МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Особенно большие масштабы массовизация высшего образования приняла в 90-е годы XX века. Увеличению количества учреждений высшего профессионального образования способствовал закон об образовании 1993 года, который закрепил автономность вузов и легитимировал появление мест с оплатой обучения, частных и негосударственных вузов (рисунок 1) (Фрумин, Карной, 2014).
Рисунок 1. Число высших учебных заведений
Понятно, что такое увеличение возможностей учиться привело не только к падению конкурсов, но и к тому, что те выпускники школ, которые по уровню своей академической подготовки еще пару десятилетий назад не могли и рассчитывать на обучение в вузах, теперь получили возможность там учиться. К примеру, в 1991 году на 1 курс вузов было зачислено 583,9 тыс. студентов, из них 360,8 тыс. на очное отделение. В 2013 году эти цифры значительно выше -1,25 млн и 665 тыс. студентов соответственно (Источник: Росстат, 2014. Российский статистический ежегодник). Одновременно происходит падение престижа профессии инженера, поэтому на инженерные специальности российских вузов поступают абитуриенты с низкими баллами ЕГЭ (Стенографический отчёт о заседании Совета при Президенте по науке и образованию, 2014).
Рассмотрим, для примера, данные о качестве приема на инженерные специальности «Электротехника» и «Компьютерные науки» в 2014 г. (по базе Министерства образования и науки 2014 г.). По специальности «Электротехника» в 2014 году такую подготовку в России вели 155 вузов, из них - 5 частных и 150 государственных. По направлению подготовки «Компьютерные науки» подготовку студентов осуществляли 283 вуза, из них, соответственно, 55 частных и 228 государственных. На рисунке 2 приведены сведения о качестве подготовки по профильным экзаменам - математике и физике - студентов, зачисленных в российские вузы по данным специальностям.
Рисунок 2. Качество приема по направлениям «Электротехника» (количество поступивших 15272 человека) и
«Компьютерные науки» (количество поступивших 17 655 человек)
Анализ данных, представленных на рисунке 3, показывает, что средний балл при поступлении в вузы и по математике, и по физике меньше ТБ2 , которые в 2014 году были равны 63 и 62 балла, соответственно. При этом, заметна большая разница между минимальным и максимальным средними баллами, которые показали абитуриенты при поступлении в различные вузы. Этот факт говорит о существующей дифференциации вузов по уровню подготовки поступающих.
И тем не менее, падение подготовки абитуриентов подтверждается не только результатами ЕГЭ, но и мнением преподавателей ведущих вузов. И.Б. Федоров - президент ассоциации технических вузов России, в своем интервью журналу «Аккредитация в образовании» в 2011 году заявил, что «качество школьного образования продолжает снижаться. С каждым годом ухудшается математическая подготовка, а это самым тесным образом связано с качеством подготовки инженеров».
Опрос работодателей, организованный в 2013 году показал, что качество подготовки выпускников технических вузов оценивается в 3,7 балла по 5-балльной шкале, примерно 40% нуждаются в переподготовке (Совет при Президенте по науке и образованию, 2014). В литературе отмечается, что в России не хватает инженеров, способных выполнять конкретные практические задачи (Ю.П. Похолков, 2012). По результатам исследования, организованного ассоциацией инженерного образования в России, более половины экспертов в области высшего технического образования, принимавших участие в данном исследовании, оценивают состояние инженерного дела в России как критическое или находящееся в глубоком системном кризисе (соответственно 28% и 30%) (Ю.П. Похолков, 2012).
Однако, ряд экспертов убеждены в том, что обвинения в низком качестве инженерного образования в России является бездоказательными, по их мнению российские университеты находятся на уровне ведущих инженерных центров мира. Стоит отметить, что большинство экспертов, отмечающих высокое качество инженерных школ в России, работают в ведущих вузах, сохранивших классическую концепцию инженерного образования - это А.А. Александров, Н.И. Сидняев, А.Н. Морозов, С.Р. Борисов и другие.
При этом, даже те эксперты, которые свидетельствуют о высоком качестве инженерного образования в России, говорят о том, что политика государства по отношению к инженерному образованию претерпела значительные изменения. Наряду с ростом количества вузов в 90-е годы значительно снизилось их финансирование. Следствием этого стало то, что Россию обогнали такие страны как США, Япония, многие страны Западной Европы, Южная Корея, Тайвань. Такая политика снижает шансы России на подъем в послекризисный период XXI века (Г.Б. Евгеньев, 2001).
Таким образом, анализ литературы и результатов ЕГЭ показывает, что в России в настоящее время ярко выражена дифференциация вузов по уровню технической подготовки. В стране есть вузы, сохранившие лучшие образовательные традиции, что позволяет им находиться на уровне ведущих мировых университетов. Также есть вузы, на деятельности которых значительно сказалась реструктуризация экономики, что повлекло за собой изменение в структуре вуза, методиках преподавания и, как следствие, падение уровня подготовки их выпускников.
Чтобы понять, что позволяет определенным инженерным вузам занимать лидирующие позиции, следует проанализировать их образовательные стратегии. В качестве ведущих вузов на основании мониторинга эффективности деятельности вузов (http://indicators.miccedu.ru/) можно выделить Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта (Российский государственный университет им. Иммануила Канта), Дальневосточный федеральный университет (Дальневосточный государственный университет), Московский физико-технический институт (государственный университет), Казанский государственный технический университет им. А. Н.Туполева, Казанский государственный технологический университет, Московский государственный институт электронной техники, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана и другие. Все перечисленные университеты сохранили в себе традиции классической инженерной школы. Среди перечисленных университетов выделяется МГТУ им. Баумана. Рассмотрим на его примере, как традиции русской инженерной школы воплощены в жизнь в современное время.
История инженерного образования Конец ХХ века: модуляризация, «системы систем», науки о сложности Материализация Ремесленники, ученые- универсалы, цеховая культура Макетирование Создание начертательной геометрии как языка инженера Парижская политехническая школа Борьба «Цеха» и «Школы» Моделирование Выделение профессиональной группы менеджеров из инженеров, контролирующих технологию и производство Развитие инженерных специализаций и прикладной науки Развитие автоматизации, усиление роли и места фундаментальной науки Системная инженерия
Мировые тенденции инженерии Автоматизация традиционных инженерных функций и рутинных интеллектуальных операций Системная инженерия Управление жизненным циклом Экономическая эффективность и снижение издержек Глобализация рынков и гиперконкуренция Сверхсложные и гиперсложные проблемы Современная инженерия Быстрое и интенсивное развитие информационно-коммуникационных технологий Размывание отраслевых границ Общемировые условия:
Проблемы инженерного образования в России Причины: Со стороны промышленности: большое количество предприятий полного цикла («советское наследие»), ориентация на создание региональных (внутрироссийских) промышленных кластеров ориентация на конкуренцию с мировыми лидерами промышленности, а не на глобальную кооперацию значительное влияние ОПК на развитие инженерии Со стороны образования: отсутствие работы со студентами по формированию понимания устройства инженерной деятельности и инсталляции глобального контекста в ней ориентация на российский рынок труда узкая специализация выпускников отсутствие управленческой и кросс-коммуникационной подготовки отсутствие практики международной кооперации на стадии обучения Основная проблема инженерии и инженерного образования России – отсутствие готовности и компетенций встраиваться в глобальные технологические цепочки и систему мирового разделения труда в условиях глобальности систем и технических решений
Проблемы выпускников инженерных вузов в России Незнание иностранного языка Неумение работать в команде Отсутствие уважения к интеллектуальному труду и интеллектуальной собственности Слабая устойчивость к информационной перегрузке Отсутствие понимания потребностей потребителя Отсутствие способности вести эффективную коммуникацию Боязнь брать на себя лидерство в вопросах запуска и инициирования проектов
Основные вызовы Сокращение потребности в кадрах и повышение требований к специалистам: при массовом выпуске инженеров структура подготовки и компетенции специалистов не соответствуют потребностям высокотехнологичной индустрии. Необходимость в постоянном повышении квалификации кадров по всей линейке: современные российские вузы слабо адаптированы под задачу обеспечения непрерывного повышения квалификации специалистов 7
ТРИ ТИПА ВОСТРЕБОВАННЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ Квалифицированный техник» – тот, кто способен работать со сложной техникой. Должен знать основы программирования (для работы с оборудованием с ЧПУ), основы электроники, технологии быстрого прототипирования. «Линейный инженер» – тот, кто выполняет рутинную интеллектуальную работу и создает отдельные элементы комплексных систем. Работает со сложными системами, поэтому должен владеть основами системной инженерии, набором нетехнических навыков (softskills: работа в команде, международная коммуникация, английский язык, знание международных стандартов), PLM-системы, пакеты цифрового проектирования. «Инновационный инженер» («инженер-конструктор»)–системный инженер, главная компетенция которого – задумывать и проектировать большие системы междисциплинарного характера (в т.ч. «умные» системы), управлять процессом их создания в полном жизненном цикле. Востребованные компетенции: владение системной инженерией, способность задумать сложную систему, набор нетехнических навыков (softskills: управление проектами, управление командой, работа в гиперконкурентной среде). 8
Структура подготовки инженерных кадров (ВПО) Проблемой является не количество, а структура и качество подготовки инженерных кадров Общее количество инженерных вузов – 392 Контингент студентов, обучающихся на инженерных направлениях подготовки и специальностях – 1,7 млн. (34% от общего числа студентов) Доля выпускников школ, поступивших на инженерные специальности в 2012 г. - 49%. Поддержка инфраструктуры инженерного образования на гг. – 440,2 млрд. рублей 9
Основные компетенции современного инженера Владение современными методами и инструментами разработки систем и реализации интегрированных системных решений Владение методами и инструментами анализа систем (включая моделирование, анализ надежности, анализ рисков, анализ технико- экономических характеристик и т.п.) Владение навыками цифрового проектирования Владение процессным подходом, навыками управления производством Умение управлять изменениями Умение управлять жизненным циклом изделия (в т.ч. экономикой жизненного цикла) Умение налаживать эффективное взаимодействие, работу в команде Владение навыками эффективной коммуникации (в т.ч. на английском языке) 10
Ключевые решения Создание профессиональных и образовательных стандартов, совершенствование образовательных программ и технологий Развитие практикоорентированного обучения на рабочем месте Подготовка инженеров высшего уровня Организация переподготовки кадров за счет средств государственных программ 11
Меры Минобрнауки России по развитию инженерного образования 1.Формирование когорты ведущих вузов из числа вузов, программы развития которых поддержаны из средств федерального бюджета (ФУ, НИУ, ПСР) 2.Совершенствование содержания и структуры профессионального образования (обновленный ФГОС, прикладной бакалавриат) 3.Новый порядок формирования контрольных цифр приема граждан, учитывающий потребности ОПК и отраслей промышленности регионов. 4.Реализация Президентской программы повышения квалификации инженерных кадров на
Образовательные программы для инженеров БАКАЛАВРИАТ Английский язык Базовая инженерная подготовка Развитие личностных качеств Расширенная практика Формирование основ профессиональной культуры и основных деятельностных компетенции (навыки коммуникации, поиска и анализа информации, самообразования, командной работы и т.д.) МАГИСТРАТУРА Углубленная профессиональная подготовка Многопрофильная инженерно- техническая практика Развитие системного мышление Постановка технологий управления жизненным циклом Управленческая подготовка Предпринимательская подготовка Подготовка специалистов (исследователей, системных интеграторов, технологических предпринимателей), способных к решению наиболее сложных профессиональных задач, организации новых областей деятельности, проектной инженерии, исследованиям и управлению ПРОГРАММЫ ПЕРЕПОДГОТОВКИ Управленческая подготовка Предпринимательская подготовка Подготовка инженеров-управленцев и технологических предпринимателей высшего уровня
Это образовательная квалификация присваиваемая выпускнику, закончившему основную образовательную программу высшего образования уровня бакалавриата, обладающего компетенциями по решению технологических задач в различных сферах социально-экономической деятельности, готового приступить к профессиональной деятельности сразу после окончания вуза. Основные отличительные особенности программ прикладного бакалавриата связаны с ориентацией на конкретного работодателя, который: принимает непосредственное участие в проектировании и реализации образовательных программ, организует производственные практики, объем которых увеличен в полтора - два раза в сравнении с программами академического бакалавриата. В программы прикладного бакалавриата встраивается дуальное обучение: предусмотрено присвоение квалификаций рабочего или должности служащего по профилю подготовки; в структуру программ заложены элементы сопряжения с профессиональными программами соответствующего профиля (программы СПО) 14
Перечень мер 1. Правительству Российской Федерации при формировании и корректировке Государственных программ Российской Федерации по развитию промышленности предусматривать разделы, касающиеся кадрового обеспечения соответствующих отраслей экономики, а также его финансового обеспечения. 2. Правительству Российской Федерации с целью повышения эффективности расходования средств федерального бюджета обеспечить учет приоритетов экономической модернизации при распределении бюджетных мест в вузы на инженерные направления подготовки и специальности, предусмотрев повышенные нормативы финансового обеспечения и особые требования к вузам. 3. Правительству Российской Федерации с целью повышения практико- ориентированности инженерного образования обеспечить модернизацию Федеральных государственных образовательных стандартов, предусмотрев совмещение теоретической подготовки с практическим обучением на предприятии. Российскому союзу промышленников и предпринимателей, компаниям с государственным участием, в которых Российская Федерация владеет более 50 % акций, рассмотреть возможность создания образовательных структур, реализующих инновационные образовательные программы высшего образования инженерного профиля. 16
Наверняка, многим школьникам и даже взрослым, желающим сменить профессию, интересно, что представляет собой инженерное образование, чем занимается специалист и какую сферу деятельности он может выбрать. Вы сможете для себя решить, подойдет ли вам подобное направление.
Кто такой инженер?
Это технический специалист, который выполняет различные задачи:
- проектирует;
- конструирует;
- обслуживает технические объекты;
- строит;
- создает новые объекты и так далее.
Человек данной профессии должен быть изобретательным, уметь логически мыслить и представлять свою идею так, словно она уже существует.
Чтобы стать грамотным профессионалом, нужно получить высшее инженерное образование. Конечно, существуют профессии, где принимают со средне-специальным образованием техника, но полученных в колледже знаний будет недостаточно, чтобы самостоятельно решать сложные задачи.
Итак, инженер - это техник с высшим образованием, умеющий владеть инструментами, приборами. Приветствуется аналитический склад ума, навыки в расчетах, а также требуется знание компьютерных программ по проектированию.
Какие профили существуют?
Чтобы стало ясно, кто такой инженер, стоит привести примеры. Давайте обратим внимание на строящееся здание. Прежде чем началось его возведение, кто-то должен был составить проект. Как раз этим процессом и занимается инженер-строитель. А как создается автомобиль или самолет? Разумеется, сначала их придумывает инженер.
Есть также программисты и создатели оргтехники, гаджетов. Специалисты в данных областях должны хорошо разбираться в поставленных задачах, так как программирование и электроника являются одними из самых сложнейших направлений. Несмотря на то, что инженерное образование есть и у того, кто создает новейший сложный прибор, и у обслуживающего транспортную технику, уровень подготовки и база знаний сильно отличаются.
Давайте приведем в пример инженера-эколога или специалиста по охране труда. Первый занимается тем, что изучает состояние окружающей среды и разрабатывает мероприятия по улучшению экологической ситуации, а второй - разрабатывает мероприятия по оптимизации условий на рабочих местах в конкретной организации.
Также инженер несет полную ответственность за свои действия. Дело в том, что его проекты и разработки могут влиять на здоровье и жизнь людей. Представьте себе, что проектировщик ошибся в расчетах, когда конструировал усовершенствованный автобус, в итоге всё привело к аварии. Или, допустим, построенный дом оказался непригодным для жилья.
Благодаря инженерам мы окружены различной техникой:
- компьютерами и ноутбуками;
- средствами связи;
- бытовой и транспортной техникой;
- электричеством и теплом и так далее.
Таким образом, если вы мечтаете стать инженером, лучше определиться с направлением. Очень часто молодежь совершает ошибку, например, выбрав специальность программиста, а не строителя. Ведь может получиться так, что вы не любите создавать программы на компьютере, зато имеете талант к проектированию красивейших загородных домов.
Какие школьные предметы нужно знать, чтобы стать инженером?
Теперь рассмотрим очень важный пункт, который пригодится будущим абитуриентам, а именно, что требует от нас инженерное образование. Институты в обязательном порядке при приеме будущих студентов экзаменуют по русскому языку, а также математике и физике. Кроме того, если поступаете на специальности, связанные с информационными технологиями, то и без углубленных знаний по информатике не обойтись. Конечно, в настоящее время практикуется не проведение устно-письменного экзамена, а прием результатов ЕГЭ. Вы должны очень хорошо понимать физику и математику. Лучше всего при переходе из 9-го класса в 10-11-е выбирать физико-математический профиль.
Стоит отметить, что именно в этот момент (при обучении в физмате) вы сможете оценить свои знания и навыки к техническим наукам, а также понять, интересно ли вам заниматься расчетами или лучше выбрать гуманитарные, химико-биологические или иные науки.
В какой вуз нужно поступать?
Инженерно-техническое образование можно получить в любом вузе, в котором есть технические специальности. Но лучше всего поступать в профильные университеты. Например, чтобы стать прекрасным строителем и ведущим инженером, лучше выбрать вуз по профилю. Допустим, МГСУ в Москве.
Для будущего программиста или специалиста по оптоволоконной связи можно рекомендовать МТУСИ, который также находится в столице России.
Так, допустим, человек, прекрасно разбирающийся в физике и желающий развивать эту науку, может поступить в МИФИ или МГУ им. Ломоносова.
Кому дано быть техническим специалистом?
Еще будучи школьником, вы должны обратить внимание на то, какие предметы вам даются лучше всего. Ведь инженерное образование подходит именно тем, у кого отличная успеваемость не только по математике и физике, но также информатике и черчению. А тот, кто мечтает стать инженером по охране труда или экологом, должны дополнительно изучить экологию и ОБЖ.
Популярно ли инженерное образование в России?
Очень часто задают люди вопросы о том, какая специальность востребована в данный период. Не стоит надеяться на популярность профессии в настоящее время, так как люди получают диплом на всю жизнь.
Что касается сути данного вопроса, то инженерное образование в России, как и в других развитых странах, не перестанет быть востребованным. Ведь техники становится все больше, а строительство зданий и прочих сооружений не прекращается.
Зарплата инженера
Также зачастую люди задают вопрос о том, является ли инженерное образование поводом для получения высокооплачиваемой работы. С уверенностью можно сказать, что да, но не для всех и не везде. Все зависит от профиля, региона и компании. Конечно, обычный в провинции на железной дороге получает маленькую зарплату (обычно от 7-9 тыс. рублей), а его коллега-программист в ведущей компании по созданию графических приложений для ПК и планшетов гораздо больше (40-60 тыс. рублей).
Выбирайте только ту специальность, которая вам наиболее близка, тогда вы точно сможете реализоваться как успешный и востребованный специалист.