Материалы дискуссии по теме "Информационные технологии инженерного творчества"

**********************************************************************
От: Квятковская И.Ю. <irinak@astu.astranet.ru>
Кому: <ifets-east-euro@majordomo.ieee.org>
Дата: 21 апреля 2000 г. 15:21
**********************************************************************
В ответ на поставленные в дискуссии вопросы хочу отметить:

  1. Изучение предмета "Инженерно-техническое творчество" (ИТТ) необходимо не только для активизации творческого мышления будущих инженеров-конструкторов.
    В частности, на многих технических специальностях существует дисциплина "Законы развития техники", в рамках которой может быть поставлен и этот предмет.
    Эксперимент, проведенный в нашем университете М.Ф.Зариповым, показал, что высшей точкой при обучении студентов является оформление заявок на патентование предполагаемых изобретений. При автоматизации процессов проектирования с использованием методологии инженерно-технического творчества широкое поле деятельности найдут здесь и будущие инженеры-программисты (пример - темы курсовых работ студентов специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления": "Задача синтеза ФПД как поиск всевозможных путей на графе" или "Применение генетических алгоритмов для задач морфологического синтеза" или "Графический генератор физико-технических эффектов" и т.д.) И не случайно с 2000г. в АГТУ создана лаборатория инженерно-технического творчества и планируется создание каталога действующих моделей физико-технических эффектов.
  2. Перенос методов ИТТ с точных наук на гуманитарные уже произошел. Наиболее широкое применение нашли эвристические приемы, например, в рекламном деле. Год назад в Интернете появилась статья писателя-фантаста П.Амнуэля, который с помощью принципов Г.С.Альтшуллера произвел морфологический анализ произведений современной фантастики.
    А.В.Андрейчиков (г.Волгоград) в своей книге "Компьютерная поддержка изобретательства" описывает применение метода морфологического синтеза технических систем для развития творческих способностей детей. И, наконец, основоположник инженерно-технического творчества, А.И.Половинкин, в настоящее время занимается использованием приемов ИТТ для разработки систем проектирования с использованием концепций добра и зла.
Хотелось бы, чтобы откликнулись те, кто занимается интеллектуализацией систем проектирования с использованием методов ИТТ.

Квятковская И.Ю., Астраханский ГТУ
mailto: irinak@astu.astranet.ru

**********************************************************************
От: ittal <ittal@kstu.ru>
Кому: <ifets-east-euro@majordomo.ieee.org>
Тема: [IFETS-EAST-EURO] обучение творчеству
Дата: 22 апреля 2000 г. 9:19
**********************************************************************

Уважаемые коллеги!

Разрешите мне несколько расширить тему дискуссии. Прежде чем организовывать работу по созданию систем для поддержки инженерного творчества, наверное стоит привить студентам начальные навыки творческой работы.

Хочу поделиться своим опытом создания программ для управления решением учебных творческих задач по физике. Такой опыт может быть полезен и для создания серьезных профессиональных программ.

Основные требования и результаты опубликованы в журналах "Информатика и образование" , 1990,3 и "Физика в школе",1993,1.

Они сводятся к следующему:
  1. Перед учащимся должна быть четко поставлена цель, к которой он обязательно должен проявить интерес.
  2. В справочнике должна присутствовать вся необходимая для решения задачи информация, которая должна быть знакома учащемуся.
  3. На каждом шаге решения задачи должна создаваться проблемная ситуация, побуждающая учащегося к самостоятельному поиску ответа.
  4. В программе должен присутствовать блок психологического сопровождения для поддержания положительного настроя.
  5. В программе должен содержаться заключительный блок для обобщения результатов работы.
Содержание для таких программ очень продуктивно подбирать из смежных дисциплин так, чтобы пользуясь знаниями в одной дисциплине, учащийся решал задачу в другой, при этом полученный результат должен быть субъективно новым. Мы использовали на уроках физики программы, управляющие решением задач по построению принципиальных схем выпрямителя, усилителя и генератора.
При этом результаты показали, что решали задачи на творческом уровне только те учащиеся, уровень знаний которых по физике был не ниже третьего (по Беспалько) , т.е. которые умели использовать знания в типичных ситуациях. Последний вывод, очевидно, будет общим для любого обучения инженерному и научному творчеству.

С уважением,
Ирина Николаевна Голицына,
доцент , Казанский энергетический институт.
ADM@KSPEI.KCN.RU.

**********************************************************************
От: ittal <ittal@kstu.ru>
Кому: <ifets-east-euro@majordomo.ieee.org>
Тема: [IFETS-EAST-EURO] from East-Euro IFETS group
Дата: 22 апреля 2000 г. 9:24
**********************************************************************
Уважаемые коллеги!

Сегодня на нашем сайте появилась новая статья: "Концептуальная Структура для Интеллектуальных Обучающих Систем, размещаемых в Интернет". Ее авторами являются Kinshuk и Patel A.

Профессор Kinshuk родился 2 апреля 1970 года. В 1992 году получил степень бакалавра в Rajasthan Univ., Индия. В 1993 году получил степень магистра по проблемам компьютерных технологий обучения в Strathclyde Univ., Шотландия. В 1996 году в De Montfort Univ., Англия защитил диссертацию по компьютерным технологиям обучения и получил степень доктора филосовских наук (PhD). Работал лектором, научным работником в учебных заведениях Индии, Англии, Германии. В последнии годы работал исследователем в Германии в Институте человеко-компьютерного взаимодействия (Human Computer Interactions Institute) и в Немецком национальном исследовательском центре информационных технологий (German National Research Center for Information Technology). В настоящее время он является профессором на кафедре информационных технологий университета Massey University, Новая Зеландия и работает над проектом по интерактивным обучающим средам. Под его руководством организован Международный форум "Образовательные технологии и общество", подразделением которого является и наша Подгруппа.

С наилучшими пожеланиями,
I. Galeev, V. Chepegin, S. Sosnovsky

**********************************************************************
От: Laptev <Laptev@astu.astranet.ru>
Кому: Квятковская И . Ю . <ifets-east-euro@ieee.org>
Тема: [IFETS-EAST-EURO] Re:
Дата: 24 апреля 2000 г. 20:54
**********************************************************************

> Хотелось бы, чтобы откликнулись те, кто занимается интеллектуализацией
> систем проектирования с использованием методов ИТТ.

Уважаемые коллеги!
В рамках дискуссии по инженерному творчеству хотелось бы сказать следующее:
  1. Такая дисциплина, безусловно нужна! Но её преподавание должно быть творческим [ :-) ].
    Не совсем ясно, почему нужно ограничиваться рамками техники (физико-технические эффекты и т.п.).
    По моим наблюдениям, студент, обладающий творческим мышлением, с успехом применяет его и в далеких от техники дисциплинах - в программировании. То есть принципы творческого мышления в любой сфере - одни и те же. Однако в области программирования работ на эту тему маловато. В качестве примера можно назвать работы, выполненные в Волгоградском техническом университете на кафедре САПР (зав. кафедрой Камаев Валерий Анатольевич):
    фонд эвристических приемов проектирования программного обеспечения,
    проектная процедура разработки функциональных описаний и др.
    Еще в 1983 году Костерин В.В, работающий там же, с успехом применил морфологическую матрицу для синтеза идей построения алгоритма поиска глобального экстремума функций многих переменных на сетке кода Грея.
    Основы инженерного творчества для программирования сначала можно давать в курсе "Технология программирования", однако в дальнейшем необходим, конечно, отдельный курс.
    Все-таки технология - это не совсем творчество.
    Еще хотелось бы отметить следующее. Такой курс будет стимулировать процесс формулировки и формализации творческих приемов в той или иной сфере изобретательской деятельности. (Программирование - тоже во многом изобретательская деятельность.)
    А это даст возможность автоматизировать самую творческую часть изобретательского процесса: поиск, чем собственно, и занимаются все уважаемые люди, перечисленные в письмах. Процесс, конечно, идет, но не так быстро, как хотелось бы. И не во всех областях.
  2. Оформление заявок - это обязательная часть курса. Тем более, что сейчас можно получить авторское свидетельство и на программу.
  3. Вероятность новаторских решений - как при промывке золотоносного песка. Рутинной работы много, а результат может быть будет, а может быть и нет.
    Да и сам преподаватель должен быть способен оценить новаторское решение и его перспективы.
  4. Я сам не компетентен по этому вопросу, но присоединяюсь к Квятковской И.Ю., которая считает, что перенос методов ИТТ на гуманитарные науки уже произошел.
Лаптев Валерий Викторович.

Best regards,
Laptev
mailto: Laptev@astu.astranet.ru

**********************************************************************
От: Лаборатория 1.3 <lab3@sibfti.bulat.ru>
Кому: <irina@astu.astranet.ru>; <ifets-east-euro@majordomo.ieee.org>
Тема: [IFETS-EAST-EURO] Для дискуссии
Дата: 25 апреля 2000 г. 23:22
**********************************************************************
С удовольствием поддерживаю Вашу дискуссию.

  1. Вопрос: Считаете ли Вы необходимым внедрение в учебный процесс дисциплины "Научно -техническое творчество", с целью обучения сту-дентов рациональным принципам конструкторского мышления ?
    Ответ: Безусловно, да. Разве не основная цель подготовки студентов обу-чение их рациональному мышлению, способности создавать и творить? Что же касается "конструкторского" мышления этот термин не совсем по-нятен. На мой взгляд, нельзя делить единую способность человека рассуж-дать (представляющую собой отражение объективной действительности в представлениях, суждениях, понятий) на "научное", "инженерное", "эко-номическое" и др. мышления
  2. Возможно ли при использовании этой дисциплины в учебной процессе организовать студентов на получении авторских свидетельств и патентов на изобретение ?
    Ответ: В принципе, да, если создать условия для эффективной научной ра-боты студентов. В России - это проблематично.
  3. Какова возможность получения новаторских, пионерных решений при использовании информационных технологий инженерного творчества ?
    Ответ: Многие учёные преувеличивают роль современной вычислительной техники в области автоматизации интеллектуальной деятельности челове-ка. Часто после очередного успеха применения средств вычислительной техники, в какой - то узкой конкретной области, делается вывод, что на-ступила новая эра, когда машина начала мыслить. Не нужно идеализиро-вать возможности ЭВМ. Не надо придавать ей свойства интеллекта. Без специалиста и программиста ЭВМ скоростной автомат. Но и с ними, не-смотря на громадные возможности программных средств, ЭВМ не скоро научатся логически мыслить и творить. Чрезмерная вера в интеллектуаль-ные возможности ЭВМ при принятии самостоятельных решений в разных областях человеческой деятельности наносила и наносит громадный вред их развитию. Главное, рационально сочетать возможности ЭВМ и специа-листа, не обольщаясь творческим потенциалом обоих "созидателей". ЭВМ незаменима при раскрепощении психологической инерции специалиста и способна его подтолкнуть на оригинальное новое решение. Подхватив но-вую идею, специалист доводит её до конечной продукции.
  4. Как возможно перенести методы и приёмы инженерного творчества с точных наук, на социальные и гуманитарные науки ?
    Процедура творчества едина. В природе нет ни науки, ни техники. Нет точных и не точных наук. Поэтому, на мой взгляд, в области, которую че-ловек условно относит, к "социальным" наукам имеются общие законо-мерности. После их раскрытия и познания, предстоит сложная задача их формализации, для автоматизации процедуры творчества. Кроме того, как показывает "опыт - сын ошибок трудных…", выявленные приёмы "инже-нерного" творчества, на мой взгляд, можно распространить на "гумани-тарные" и другие науки.
    Например, приём поиска "условных противоположностей" в структуре технической системы, позволяет знаменитую Пушкинскую крылатую фра-зу преобразовать в выражение с достаточной "крылатостью": "Наука - дочь решений лёгких, дурак обыденному враг"
Алейников А.Ф.
Алейников Александр Федорович, д.т.н.
СибФТИ СО РАСХН, п. Краснообск Новосибирской области
http://www.bulat.ru/~sibfti
E-mail: sof@sibfti.bulat.ru

**********************************************************************
От: ittal <ittal@kstu.ru>
Кому: <ifets-east-euro@majordomo.ieee.org>
Тема: [IFETS-EAST-EURO] Date: Wed, 10 May 2000 10:25:08 +0400
Дата: 10 мая 2000 г. 22:59
**********************************************************************
Внедрение в учебный процесс творческого(поискового или исследовательского) подхода представляет самостоятельную проблему, решение которой требует больших сил и средств если процесс обучения пытаются технологизировать.
В современной дидактике все более складывается мнение что целью обучения является не приобретение знаний,умений и навыков (которые за время обучения успевают устареть),а формирование процессуальных и интелектуальных качеств мышления. При этом конечной целью обучения должно стать умение самостоятельно добывать знания, приобретать умения и навыки, т.е.сформировать поисковый, исследовательский стиль мышления.
В решении этой проблемы технологический аспект не должен противопоставляться творческому, поисковому. Поскольку принципы и методы поискового подхода являются средством, а технология-целью любого творческого процесса.
Процесс творчества не является завершенным, если в результате его не найдена формальная, конкретная процедура решения поставленной проблемы(алгоритм решения определенного класса задач) т.е. если в результате творческого порцесса не построена технология решения проблемы, применение которой уже не требует никакого изобретательства, никакого творчества.
Поэтому на современном этапе развития науки, постоянного пополнения фундаментальных и обновления приклодных знаний, перед системой образования стоит двойственная задача: с одной стороны-освоение обучаемыми уже известных технологий (принципов и методов решения устоявшихся задач и проблем) с другой-формирование мышления(поискового, творческого) способного к самостоятельному получению знаний.
При этом, при освоении уже известных знаний возможно использование принципов и методов поискового подхода, когда обучаемый осваивает знания, умения и навыки в результате активной, процессуальной деятельности по узнаванию, воспроизведению, применению, трансформации знаний(классификации, построения рядов сходства и контрастности признаков, детализации и обобщения, индукции и дедукции, формирования постепенно усложняющихся ассоциаций, усовершенствования либо поиска новых принципов и методов решения задач и т. п.).
С другой стороны, чтобы процесс такого активного приобретения знаний был посильным для обучаемого он должен быть технологизирован т.е. препарирован на такие элементарные шаги, которые были бы посильны для освоения средним, слабым, сильным студентом(возможно создание технологий обучения для студентов разных уровней подготовки и различного интелектуального развития). Здесь уже технология является средством развития поисковых, творческих элементов мышления обучаемого, поскольку требует от него активных мыслительных действий, и если его попытки будут успешны, то будет гарантировано как освоение знаний, так и развитие процессуальных качеств личности.
Таким образом желательно взаимопроникновение поисковых и технологичных подходов в образовании: технология обучения долна быть построена на принципах и методах поискового мышления и развития процессуальных качеств личности, а сам процесс развития этих качеств у обучаемого должен быть технологизирован.
В рамках форума "Образовательные технологии и общество" и ведущейся дискуссии, хотелось бы обсудить следующие вопросы:
  1. Постановка основной цели обучения(для обучаемого потенциально не достижимой) и ее многоуровневая декомпозиция на подцели, которые на нижних уровнях должны быть не только достижимыми, но и четко диагностируемыми(чего и на сколько достиг обучаемый в процессе обучения).
  2. Отбор содержания изучаемого материала и его структурирование с учетом внутрипредметных и межпредметных связей(граф или иная модель содержания изучаемого материала).
  3. Изложение одного и того же материала на разных уровнях абстракции и глубины изложения(по Беспалько С.Н.) позволяющее организовать обучение ориентируясь на "зону ближайшего развития обучаемого"(по Выготскому Л.С.) для обучаемых разных уровней развития и подготовленности, и реализации принципа постепенного перехода от простого к сложному для одного обучаемого.
  4. Вопросы тестирования и диагностики обучаемого для формирования индивидуальной траектории его дальнейшего обучения, а также выставления оценки на завершающем этапе.
  5. Принципы и методы используемые при разработке алгоритмов управления процессом обучения.
  6. Проблема формирования и развития мотивации в процесе обучения. Вопросы сотруднечества(обучаемых между собой и с преподавателем) и взаимодеиствия с формирущей обучаемого средой.
  7. Обсуждение известного "дидактического парадокса":чем более творческим является процесс обучения, тем менее он технологизируем, и наоборот-полностью технологизированный процесс обучения(жесткий, детерменированный наподобие производственного технологического процесса) уже не является ни поисковым, ни творческим.Пути разрешения парадокса.

Валитов Адель Зиганович,
Казанский государственный технический университет им. А. Н. Туполева.