elektronik sigara О состоянии дел в технологическом образовании

A+ A A-

О состоянии дел в технологическом образовании

Оцените материал
(0 голосов)

О СОСТОЯНИИ ДЕЛ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ

ОТ РЕДАКЦИИ. Данная статья подготовлена на основе одного из докладов, прозвучавших на круглом столе «Некоторые аспекты информационной безопасности предприятий и организаций ГК «Ростех» 9 июля (см. стр. 15).

Рассмотрим вопрос соответствия между технологическим образованием в  России и  современными технологическими трендами, определяющими развитие цивилизации на  ближайшие годы. Оценим также особую роль технологических вузов, способных осуществлять интегральную подготовку специалистов по  всему спектру основных технологических трендов, включая проблему комплексной информационной безопасности.

STEM-индустрия подготовки специалистов

Россия, как всегда, находиться в долгом раздумье о путях своего дальнейшего развития. Теперь, когда мы оказались в  экономической блокаде со  стороны наиболее технологически развитых стран, бесперспективность дальнейшего «сырьевого образа жизни» становиться не только очевидной, но  и  вполне ощутимой. Надо отдать должное — власть имущие это осознают. В статье «О наших экономических задачах» В. В. Путин пишет: «Иметь экономику, которая не гарантирует нам ни  стабильности, ни  суверенитета, ни  достойного благосостояния, для России непозволительно. Нам нужна новая экономика, с  конкурентоспособной промышленностью. Экономика, работающая на современной технологической базе».1

Собственно говоря, выбор вариантов экономического развития не слишком велик.

Первый вариант связан с  уже привычным следованием западным стандартам и ориентацией на создание постиндустриального общества на  базе высоких технологий и банковского сектора. Второй вариант — индустриальный, т. е. всемерное развитие всех видов промышленности на основе создания и внедрения новейших промышленных технологий.

Сравнение эффективности этих двух вариантов экономического развития все более наглядно проявляет преимущество сочетания индустриального и  технологического подходов. Правительство США фактически уже признало, что именно промышленность, а  не хайтек и  не банковские манипуляции, является истинным драйвером развития экономики и социума в целом. В частности, уже на  уровне выступления американских конгрессменов декларируется, что отказ от  собственного промышленного производства в 70–80-е годы привел не только к  торможению темпов экономического развития страны, но  и  к  росту деградационных тенденций среди населения. В  настоящее время формируется новый «обамовский» план реиндустриализации страны до 2020 года, включающий в  себя некоторый американский аналог ГОЭРЛО — план усиленного развития гидроэнергетики и промышленного производства.2

Однако, сможет ли США вернуть тренд индустриального развития и вытеснить на мировом рынке из этого сектора набравший силу Китай — вопрос открытый.

В контексте данной статьи выбор одного из двух указанных путей экономического развития не существенен, поскольку в обоих случаях ключевое слово — «технологии». Невозможно построить ни  индустриальное общество, ни  постиндустриальное без развития новых технологий и  стоящей за  ними образовательной STEM-индустрии подготовки научных и  технологических кадров. STEM — это принятая на западе аббревиатура базовых и прикладных технологически ориентированных направлений: Science, Technology, Engineering & Mathematics.3

Подготовка эффективных STEM-специалистов является важнейшей заботой правительств развитых и  развивающихся стран. При этом на острие развития экономики стоят технологи, преобразующие результаты фундаментальных исследований в области математики и естественных наук в  реальные технические прорывы и достижения сегодняшнего дня. Возникает естественный вопрос — чему и как учить будущих технологов 21 века?

Чему учить?

Еще в  2006  г. Национальный научный фонд США, определяющий стратегические тренды технологического развития, а  заодно и  основные потоки финансирования научных проектов, выделил группу технологий, определяющих развитие цивилизации на ближайшие 50 лет. 4В нее вошли нанотехнологии, биотехнологии, информационные и  когнитивные технологии — сокращенно NBIC (nano, bio, information and cognitive technology).

Степень соответствия отечественного инженерного образования мировым технологическим трендам оценим на примере одного из  старейших в  России — Санкт-Петербургского государственного технологического института. Он был основан Николаем  I в  1828  году, как первый «практический» императорский технологический институт и  первоначально состоял из  двух факультетов — химического и механического. В настоящее время в Институте 6 факультетов — три химико-технологических, механический, информационных технологий и управления, экономики. Все, что нужно для всестороннего обучения технологов, и  ничего лишнего. В  соответствии с  исторически сложившейся традицией, на  первом месте стоит задача подготовки химиковтехнологов для отечественной промышленности.

С точки зрения основных трендов NBIC, прежде всего, следует отметить подготовку специалистов в  области биотехнологий. Только в  последнее время в  Институте под руководством профессора А. В. Гарабаджиу созданы две новые научно-исследовательские лаборатории, развивающиеся на  средства выигранных мегагрантов — «Молекулярной фармакологии» и  «Клеточной биотехнологии». Во  главе этих лабораторий стоят признанные в мире ведущие ученые, соответственно, итальянец Джернарро Мелино и ирландец Симус Мартин.

В лаборатории, возглавляемой Д. Мелино, изучается механизм воздействия онкосупрессорных белковна  раковые клетки. Кроме того, в  задачи группы молекулярной и  клеточной биологии входит широкий ряд работ по установлению неизвестных мишеней и поиску альтернативных мишеней для известных фармацевтических препаратов.

Задача, сформулированная С. Мартином выглядит весьма академично — изучение протеолитических ферментов, участвующих в  гибели клеток, а  также их влияние на  активацию и  дезактивацию провоспалительных цитокинов. Если удастся найти ингибиторы процесса активации цитокинов, то  тем самым будет создана основа для разработки новых противовоспалительных лекарственных препаратов, а, как следствие, платформа для борьбы с развитием таких заболеваний человека, как рак, диабет, аутоиммунные заболевания, ожирение и  т. п. Выявление новых низкомолекулярных ингибиторов воспалительных реакций может иметь огромный потенциал в терапии различных патологий.

Подготовка специалистов в  области нанотехнологий также полностью погружена в  сферу фундаментальных и  прикладных научных исследований. Один только перечень грантов и хоздоговорных работ занял бы несколько страниц текста. Назовем лишь некоторые из них:— разработка светоизлучающих наноматериалов для усовершенствования методики фотодинамической терапии онкологических заболеваний, осуществляемая под руководством доктора химических наук М. М. Сычева;— фундаментальные основы синтеза функционально ориентированных нанокомпозитов, состоящих из  оксидов в  неравновесном фазовом состоянии и  кластеров никеля, разрабатываемые научной школой профессора Е. А. Власова;— физико-химическое  конструирование и  разработка химической технологии наноструктур и  функциональных материалов для энергетики, осуществляемые под руководством члена-корреспондента РАН профессора В. В. Гусарова;— разработка  экспериментальных, квантово-химических и  термодинамических основ химической сборки моно и  многофазных наноструктур и  нанокомпозитов различного функционального назначения научной школой профессора А. А. Малыгина и т. д.

Очевидно, что будучи взаимосвязанными единой университетской платформой с  мощными био, нано и  химико-технологическими исследованиями, информационные технологии в  Технологическом институте имеют специфическую «химическую» окраску. При этом перечень прикладных задач для  IT-специалистов включает в  себя такие приложения, как формирование информационных оболочек физико-химических экспериментов, 3D-визуализацию протекающих процессов и  реакций, виртуальное экспериментирование, создание систем эволюционного моделирования в  задачах пролонгации многомерных экспериментальных данных, создание баз знаний натурных экспериментов и комфортных для экспериментаторов HMI интерфейсов, создание тренажеров для промышленных технологических установок производства наноматериалов и многое, многое другое.

Говоря о  когнитивных технологиях, следует заметить, что по  существу они представляют собой некоторый тренд, основы которого были заложены задолго до  его современной идентификации. Этот тренд объединяет, прежде всего, биотехнологии (например, биохимические усилители активности мозговой деятельности), информационные и математические технологии, интегрирующие в себе разнородные методы и алгоритмы искусственного интеллекта (AI, artificial  intelligence), когнитивные пси-технологии, ориентированные на  психологические аспекты познавательной деятельности и, конечно, когнитивные образовательные процессы.

Как учить?

Образовательная среда по  своей природе консервативна и  жестко отторгает грубые административные вмешательства, даже если их пытаются осуществить с благими намерениями.

Ох  уж эти «благие намерения»… Хорошо известно, куда ведет вымощенная ими дорога. Еще в  17  веке английский богослов Дж. Герберт в своей книге «Jacula prudentun» писал: «Hell  is full of good meanings and wishings».Техноложка, как и  положено старинному «императорскому» институту, консервативна вдвойне, и  не торопиться слета принимать новые западные веянья. И в то же время на дворе 21-й век, и учить так, как это делалось в 20 веке, нельзя. Студенты просто не смогут понять учителей, не способных воспринять современные образовательные тренды, основанные на  широком использовании информационных и  когнитивных технологий. Рассмотрим некоторые из  них, принятые на вооружение в ведущих западных и отечественных университетах.

1.Балльнорейтинговая система (БРС). Мощная электронная система тотального мониторинга, позволяющая практически непрерывно контролировать изменение образовательного состояния каждого обучающего. Одновременно система позволяет оценить эффективность взаимодействия преподавателя с аудиторией.

В настоящее время в Институте ведется работа над созданием аналитической надстройки над базой данных (БД) БРС, позволяющей автоматически формировать групповые и индивидуальные отчеты об  успеваемости студента, автоматически осуществлять sms-оповещение деканата, студента и его родителей о числе прогулов занятий, а  также формировать рекомендации по  индивидуальной корректировке образовательного процесса (корректирующие программы).

2.Электронное тестирование знаний. Эффективное средство оценки знаний, гарантирующее непредвзятость экзаменатора. Кроме того, система электронного тестирования всегда содержит электронную обучающую компоненту, использование которой позволяет студенту осуществлять предварительное самотестирование и тем самым повысить качество подготовки в  отношении практического решения задач. Обучающая система в  случае неправильного ответа предоставит правильное развернутое решение и  ссылку на  соответствующие теоретические материалы.

 

3.Электронные лекции и  учебные пособия. Зачем нужно полдня записывать материалы, когда можно получить их в  готовом, качественно отредактированном виде? Почему не использовать это время для прослушивания видеозаписей лучших отечественных и зарубежных профессоров?

 

А как же прямое общение с учителем? Что может заменить важность и  роскошь общения с  умным и  терпеливым наставником? Да, прямое общение с  учителем, безусловно, необходимо. Но  это действительно роскошь в  самом прямом финансовом смысле. Учитель в  России должен, также как это уже существует во  всем мире, быть на  достойном уровне материального обеспечения.

4.Сетевые программы мобильного обучения. Ничего нового здесь нет, еще в средние века по Европе ходили школяры-студенты, останавливаясь на  несколько семестров или лет обучения в  том или ином университете. Проблема в  согласовании национальных образовательных стандартов.

Образовательные  IT многое дают учебному процессу и  еще больший объем приложений от  них ждут в  ближайшем будущем. Но еще важнее осмыслить и внедрить, возможно, главный технологический тренд нового века — когнитивные технологии. Для образовательного процесса он означает переход от  системы наполнения знаниями к системе креативной генерации знаний, переход от  формулы «Учить знаниям» к формуле «Учить учиться».

На какие средства?

В качестве наследства от СССР, Россия получила достаточно мощную систему государственного образования. Во  времена «веселых 90-х» без «лишних формальностей» было открыто большое число частных вузов, ориентированных, как правило, на  экономическое и  юридическое образование. Подготовка STEM-специалистов требовало огромных начальных инвестиций, на  такие подвиги во  славу отечественной индустрии «деловары» 90-х были не готовы. Впрочем, и  теперь не слышно о  создании частных технологических институтов.

Эксперты, специалисты в  области стратегического анализа, утверждают, что успешное развитие экономики возможно лишь при затратах на  образование выше 7–8% от  валового национального продукта. Япония инвестирует в  обновление промышленности порядка 8% ВВП и более 16% — в  образование и  систему переподготовки.8-10

Более того, существуют некоммерческие курсы повышения квалификации для иностранных специалистов. Примером может служить всемирно известный центр инженеров-нефтянников и  инженеров-нефтепереработчиков JCCP (Japan Cooperation Center Petroleum), в котором бесплатно проходят стажировку и  обучение новым технологиям зарубежные инженеры.

В Бразилии еще в 2012 году была принята программа повышения расходов на образование с 5,5 до 10% от ВВП.

В Китае и ОАЭ за счет государства сформированы новейшие мощные образовательные кластеры, оснащенные по последнему слову техники и с выделенными грантами для приглашения на  преподавательскую работу крупнейших ученых мира.

В России на  образование выделено 4,3% ВВП, далее предполагается… сокращение до 4,1–3,5%!

Интеграция технологий, интеграция знаний

Почему важно интегрировать основные тренды «под одной научно-образовательной крышей»? Ответ достаточно очевиден. Реальные задачи, как правило, являются комплексными и  требуют привлечения для своего решения разнородных технологий.

Классический пример — искусственный глаз. Понять последовательность биохимических процессов, превращающих изображение в  потоки электрохимических импульсов — задача биотехнологий. Создание высокочувствительной оптоэлектронной матрицы, имитирующую работу сетчатки, глаза, требует участия нанотехнологов. Разобраться с  информационными потоками, сформировать базу данных 3D-шаблонов видеоизображений, разработать алгоритмы и  программы распознавания образов — задачи для специалистов в  области  IT и  прикладной математики, и, наконец, увязать идентифицированные объекты с  системами познания и  выработки управляющих решений — проблема для когнитивистов.

В той или иной степени, современные технологии всегда пересекаются и требуют взаимного дополнения.

Другой пример, более приближенный к  производственной тематике. Традиционная схема оптимизации технологических процессов (ТП) уже давно не отвечает требованиям времени. Понятно, что оптимизации должна подвергаться вся технологическая цепочка, протянутая от сырья до выходного продукта. Соответствующее управления производственным циклам (или MES-управление, manufacturing execution system) приводит к  задачам управления с  терминальной оптимизацией, при которой, согласно принципам системного анализа, каждый отдельный ТП, входящий в производственную цепочку, будет работать в  неоптимальном для него режиме.11-12

Для решения подобной задачи требуется, помимо технологов-химиков, привлекать специалистов по информационным, математическим и  экономическим технологиям. А  для учета человеческого фактора, решения прогностических задач, привлечения средств и  технологий AI (искусственного интеллекта) требуются когнитивисты, подготовка которых пока что происходит в рамках других специальностей (IT, прикладная математика).

В конечном счете, необходимость в  подготовке специалистов в  области будущих интегральных технологий требует формирования новой образовательной программы, соответствующей перспективной и  крайне актуальной специальности «Когнитивные технологии».

Заключение

Зададимся одним очевидным вопросом: нужно ли гнаться за продвижением отечественных вузов в западных рейтингах, направляя почти все весьма ограниченные финансовые средства, отпущенные на  образование, в  полтора десятка «элитных» (по  нашим меркам) вузов? Может все-таки имеет смысл поддержать еще чудом сохранившиеся технологические вузы, обеспечивающие достойными инженерными кадрами сектор реальной экономики, сектор отечественной индустрии?

И еще один, уже риторический вопрос: что станет со страной, желающей сохранить свою политическую и  экономическую независимость, но не вкладывающей ресурсы в свое технологическое будущее, а  точнее — в  технологическое образование. Ответ, разумеется, очевиден.

А теперь приведем некоторые цифры для сравнения.

Бюджет Массачусетского технологического института (MIT, основан в 1861 г., примерно, 11000  студентов, штат профессорско-преподавательского состава (ППС) — примерно 1000  чел.) составил в 2014г. 12,4 млрд. USD.

Бюджет Калифорнийского технологического института (CalTech, основан в  1891  г., 2200  студентов, штат ППС — 294 чел.) составил в 2014г. 1,5 млрд. USD.

Бюджет Санкт-Петербургского государственного технологического института (основан в  1828  г., примерно 8500  студентов, штат ППС ~ 550  чел.) в  2014  г. составил около 1,8  млрд. рублей, т. е. по  курсу ЦБ РФ на  8.04.15 —  33,2  млн. USDт. е. меньше бюджета MIT примерно в 373 раза!

Как говорили Евклид и  Архимед, завершая доказательство очередной теоремы или утверждения, «Quod erat demonstrandum» — «Что и  требовалось доказать!».

А закончить эту статью хочется словами бывшего сотрудника Технологического института Д. И. Менделеева: «Школа — это мастерская, где формируется мысль подрастающего поколения, надо крепко держать ее в  руках, если не хочешь выпустить из рук будущее».

 

Литература

1. Путин В. В.  О  наших  экономических задачах//Ведомости. 30.01.2012. № 15 (3029). Электронный ресурс: http://www.vedomosti.ru/politics/articles/2012/01/30/o_nashih_ekonomicheskih_zadachah

2. Планы США до  2020//Электронный ресурс: http://novogornyj.ru/forum/15–106–1.

3. STEM fields//Электронный ресурс: http://en.wikipedia.org/wiki/STEM_fields.

4. Аматова Н. Е. Развитие  и  внедрение nbicтехнологий: история и  современность//Электронный ресурс: http://www.scienceeducation.ru/pdf/2014/5/637.pdf.

5. Константинов А. Когнитивные  технологии: будущее, которого мы не ожидали//Электронный ресурс: http://ifuture.livejournal.com/449110.html

6. Уфимцев Р. Когнитивные  технологии — это просто.//Электронный ресурс: http://www.cognitivist.ru/er/novice/058.xml

7. Малинецкий Г. Г.,  Маненков С. К., Митин Н. А.,  Шишов В. В. Когнитивный вызов и информационные технологии, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2010, 046, 28 с.

8. Рейтинг стран мира по  уровню расходов на  образование//Центр гуманитарных технологий. Электронный ресурс: http://gtmarket.ru/ratings/expenditureoneducation/info

9. Расходы на  образование в  разных странах//Электронный ресурс: http://www.examen.ru/main2/news_and_articles/articles/rashodynaobrazovanie

10. Сравнительная структура затрат на  образование в  бюджетах разных стран//Электронный ресурс: http://iam.duma.gov.ru/node/8/4562/15656

11. MES: системы особого масштаба//Электронный ресурс: http://www.connect.ru/article.asp?id=4763

12. Мусаев А. А.,  Шерстюк Ю. М. Автоматизация диспетчеризации производственных процессов промышленного предприятия//Автоматизация в  промышленности, 2003, № 9, с. 36–43

 

А. А. Мусаев,

Санкт-Петербургский государственный

технологический институт (технический университет)

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Войти or Регистрация

Войти

Регистрация

User Registration
Отмена