Мыслить как инженер: ТПУ разработал новый курс для магистрантов

ТОМСК, 3 ноя – РИА Томск. Томский политехнический университет (ТПУ) завершил образовательный эксперимент с участием магистрантов: в течение двух месяцев студенты, обучающиеся прикладной системной инженерии, аналитике бизнес-процессов, цифровому маркетингу и технологическому предпринимательству, проходили курс по инженерному мышлению. Чем им поможет новая образовательная дисциплина и что такое инженерное мышление – в обзоре РИА Томск.

Как рассказала агентству исполняющая обязанности директора Школы инженерного предпринимательства ТПУ Наталья Чистякова, курс "Инженерное мышление" начался 1 сентября и завершился 31 октября в рамках стратегического проекта ТПУ "Новое инженерное образование" программы "Приоритет – 2030".

Появление этого курса во многом связано с запросами промышленных предприятий: подбирая новых сотрудников, они ищут тех, кто способен не просто выявлять технические проблемы и предлагать соответствующие решения, а умеет видеть структуру во всем, определять и развивать взаимосвязи в производстве и технологиях.

Компании "охотятся" за такими выпускниками вузов, и университеты, в том числе ТПУ, отвечают на их запрос, модернизируя образовательный процесс. Уже недостаточно дать студенту знания по специальным дисциплинам, важно также научить его мыслить как инженер и технологический предприниматель.

Что хотят компании

"Ключевые задачи для подготовки инженеров современного типа – это не только обучение hard skills, то есть, собственно профессии, но и "докрутка" студентов до потребностей компании", – объясняет Чистякова.

По ее словам, первое, на что обращают внимание промышленные компании, – это навыки проектной деятельности, основанной на кейсах из индустрии. Чтобы решать эти кейсы, молодежи нужно инженерное мышление.

"Как таковое мышление развивается во время обучения в любом вузе: студент читает литературу, выполняет курсовые проекты, в общем, так или иначе "прокачивает" себя. Но никогда ранее в вузах не было концентрированного знания по разным технологиям мышления, которые базируются на результатах и успехах предыдущих промышленных революций", – продолжает собеседница агентства.

Томский политех сделал ставку на новое инженерное образование и формирование его новых моделей несколько лет назад, когда эта тема еще не была в тренде. Взяв правильное направление для собственного развития, ТПУ провел реорганизацию, запустил новые образовательные программы, дал новые возможности студентам. Курс "Инженерное мышление" стал продолжением этой работы.

Собрать фабрику в университете

Новый курс заменил образовательную программу о философских методах науки. Приглашенный лектор – руководитель программного комитета конференции "Современная подготовка инженеров" Владимир Алейник – рассказал студентам об истории развития инженерной мысли, основах технологического инженерного мышления и провел игру "Конструирование. Проектирование. Исследование".

"Ребята слушали лекции о конструировании, проектировании и исследовании, которые предполагают разные навыки мыслительной деятельности. А в бизнес-игре будущие инженеры создавали прототипы, делали модели серийного производства этих прототипов, проводили исследования по повышению эффективности производственного процесса", – объясняет Чистякова.

Лектор и организаторы программы сразу отказались от той модели обучения, когда студенты превращаются в "приемник информации". Ставку сделали именно на практическую часть и живые дискуссии.

Бизнес-игра состояла из несколько этапов. Первый – соорганизоваться в конструкторское бюро, разработать на схеме или эскизе идеальные конструкции машин, которые сортируют шарики разных размеров или считают их с использованием двух десятичных разрядов, собрать работающие прототипы. Созданные аппараты оценивало специально созданное "патентное бюро".

Второй этап – проектирование серийного производства. Студенты должны были занять позицию инженера-проектировщика и разработать проект организации системы разделения труда на серийном производстве. А затем организовать это "производство", "произвести" на нем не менее трех одинаковых машин и "продать" предприятие "технологическим компаниям".

На третьем этапе необходимо было стать инженером-исследователем, сформулировать гипотезы о ресурсах роста производительности труда и спроектировать эксперименты по проверке этих гипотез.

Участники оптимизировали производственный процесс и организовывали рабочее пространство так, чтобы тратить минимум времени на одну машину и не терять при этом в качестве создаваемого оборудования. Потребовалась также оптимизации конструкции машины – сокращение числа элементов устройства.

В итоге студенты отработали различные навыки инженерного мышления и реализовали промышленный кейс – в игровой форме, безопасной и для них, и для окружающих. Эксперимент завершился удачно, и теперь ТПУ готовится внедрить новый курс и на других магистерских программах.

Как развивалось инженерное мышление

"Мышление не формально. Оно зависит от того, что является его объектом. Поэтому существует не одно универсальное мышление, а множество типов и видов мышления: инженерное, предпринимательское, управленческое, философское, методологическое и так далее", – комментирует преподаватель курса "Инженерное мышление" ТПУ Владимир Алейник.

Алейник изучает мышление вместе с коллегами из специально созданной научной группы. Ученые пришли к выводу, что инженерное мышление связано с этапами промышленных революций.

По словам собеседника агентства, в настоящее время существует гипотеза, что каждая промышленная революция начинается тогда, когда складывается новая технология инженерного мышления.

"В какой-то момент, когда мы проводили анализ первой промышленной революции в Англии, наша команда выяснила, что до нее состоялась промышленная революция в Нидерландах (поэтому мы назвали ее "нулевой") и проходила она условно в 1550-1700 годы. Тогда, грубо говоря, становится "производительной силой" такая технология инженерного мышления как конструирование", – объясняет преподаватель.

Речь идет о создании замысла изделия или вещи. В указанный период была создана первая в мире инженерная школа – "Nederduytsche Mathematique" или "Duytsche Mathematique" при Лейденском университете.

В следующую промышленную революций – первую – в Англии инженеры и предприниматели создавали серийные производства.

"Это уже формирование совершенно другой технологии мышления – проектирования – и появление позиции инженера-проектировщика. Примером является создание Ричардом Аркрайтом прядильных фабрик", – рассказывает Алейник.

В те годы из-за создания ткацких станков в этом секторе подскочила производительность труда, но прядение по-прежнему оставалось ручным и тормозило производство потребительских продуктов.

В 1769 году Аркрайт построил мастерскую с лошадиным приводом. Она выступила прототипом созданной им в 1771 году первой прядильной фабрики с приводом от водяного колеса. И в мастерской, и на фабрике была машинизирована всего одна операция – прядение тонкой нити.

"Аркрайт дал техническое задание инженерам на машинизацию всех операций прядения, получил патент на изобретение и в 1775 году открыл фабрику. Так произошла революция в производстве, а инженеры стали не только конструировать замысел изделия, но и проектировать производство в целом", – говорит Алейник.

Еще один важный для инженерного мышления рубеж – это появление исследовательских лабораторий в Германии в первой половине XIX века: "В них, среди прочего, создавались модели различных новых химических материалов, которых не существовало в природе, и процессов их синтеза".

В настоящее время инженеры имеют новую точку роста – цифровую, и уже можно говорить о новой технологии мышления – программировании.

"Все вещи становятся в значительной степени компьютерами. Мир постепенно превращается в мир "умных" вещей. Мышление современного инженера таково, что оно начинает представлять все в цифре. Появляется цифровая модель АЭС, города, автомобиля. А следующий шаг – это цифровые материалы с проектируемыми свойствами", – резюмирует ученый.