Домовляючись про інтерв’ю із завідувачем кафедри д.т.н., проф. В.Ф.Шинкаренком, збиралася говорити про новітні прикладні розробки в галузі енергоресурсозбереження.
Та під час зустрічі Василь Федорович запитав: “А хочете дізнатися, звідки ми черпаємо ідеї для своїх проектів і розробок? Ви, певно, ще не чули про системно-когнітивні технології навчання й існування унікального генетичного банку інновацій у галузі структурної електромеханіки, який ми створюємо разом з нашими студентами?” Так з’явилася ця стаття.
На кафедрі електромеханіки
“У стратегічній перспективі про¬відні країни світу намагатимуться збільшити свій вплив на глобальні процеси за рахунок використання новітніх знань і технологій, – почав професор. – Загальновідомо, що ООН розробила систему критеріїв, які дозволяють визначити сучасний рівень і перспективи розвитку своїх членів. Основні з них – це рівень державних витрат на дослідження й інноваційний розвиток країни та індекс інтелектуальних активів суспільства. Саме ці критерії будуть визначати темпи і стратегію переходу до суспільства знань. Щоб створити суспільство, яке базується на знаннях, а саме про це неодноразово розмірковував у своїх виступах ректор нашого університету академік М.З.Згуровський, ми зобов’язані, перш за все, створити умови для підтримки й реалізації власних інноваційних проектів і технологій. Адже в НТУУ “КПІ” з його потужним науковим потенціалом і багатими традиціями ми в змозі готувати фахівців, які будуть здатні самостійно генерувати інноваційні проекти, не гірші від зарубіжних аналогів. Але якщо над цією проблемою не працювати послідовно і цілеспрямовано, то наші ідеї, але вже втілені у розробки заповзятливими іноземцями, згодом купуватимемо за шалені гроші за кордоном. Час уже зрозуміти, що інтелектуальний та інноваційний потенціал нації, який визначатиме стратегію розвитку України у світовій спільноті, формується саме сьогодні, в аудиторіях і лабораторіях наших університетів. Протягом останніх років ми зробили ряд наукових відкриттів, започаткували нові наукові напрями, створили і впровадили власні інноваційні освітні технології підготовки майбутніх фахівців”.
Науково-методична основа
З потоку інформації, що постійно зростає, молодій людині важко виділити головне, на основі чого можна опанувати все інше. “В умовах інтенсивного зростання напрямів досліджень і обсягів інформації, – розповідає вчений, – ключового значення набуває проблема фундаменталізації технічної освіти, основу якої мають складати результати системних досліджень міждисциплінарного характеру, які здатні інтегрувати на новій науково-методологічній основі накопичені факти не тільки в конкретній галузі знань, але й новітні досягнення з суміжних наукових дисциплін. Організацію таких досліджень в технічних науках, спираючись на наш досвід, доцільно здійснювати з використанням структурно-системного підходу.
У процесі структурно-системних досліджень було відкрито генетичну класифікацію первинних джерел електромагнітного поля, яка стала науковим підґрунтям для пізнання фундаментальних принципів структурної організації і законів генетичної еволюції електромагнітних і електромеханічних перетворювачів енергії. Результати фундаментальних досліджень знайшли узагальнення в науковій монографії “Основи теорії еволюції електромеханічних систем”, за яку проф. Шинкаренко отримав премію НТУУ “КПІ” у 2005 р. У книзі автор, на основі структурно-системного підходу, ідей симетрії й еволюції стосовно різноманітних класів електромеханічних систем, вперше розглядає електромеханічні перетворювачі енергії як особливий клас еволюціонуючих динамічних систем природно-антропогенного походження, з власною генетичною будовою і видовою структурою, та розкриває структуру і закономірності розвитку базових видів електромеханічних систем. Автор відкрив періодичну систему елементарних електромагнітних структур, науково обґрунтував їх генетичну природу і створив унікальну методологію еволюційного прогнозу і спрямованого генетичного синтезу нових класів електро¬механічних перетворювачів енергії за заданою цільовою функцією. За результатами структурно-системних досліджень на кафедрі започатковано й успішно реалізуються нові наукові напрями й унікальні проекти, серед яких: “Генетична електромеханіка”, “Еволюційна геносистематика електричних машин”, “Генетичне про¬ектування складних електромеханічних систем”, “Системно-когнітивні технології навчання в електротехнічній освіті”.
“Відкриття періодичного закону (системи) в певній галузі знань, – продовжує розмову вчений, – явище міждисциплінарного наукового значення і, як це було свого часу в хімії, кристалографії, пов’язано з кардинальним переглядом традиційних підходів до дослідження і вивчення прогресуючої різноманітності об’єктів не тільки в конкретній галузі знань, але і в суміжних. Тому проблема ефективного використання новітніх системних знань в сучасній електротехнічній науці, і особливо в освіті, виходить за рамки однієї електромеханіки і потребує перегляду структури і змісту взаємопов’язаних дисциплін. Пізнання і подальший розвиток положень генетичної теорії еволюції складних електромеханічних систем неможливе без знань теорії симетрії, елементів загальної теорії систем, окремих розділів сучасної математики, таких як топологія і фрактальна геометрія, теорія аттракторів, методів і досягнень сучасної генетики й біологічної систематики. На жаль, майже всі названі напрями практично не використовуються у вищій технічній освіті”.
“Ми вперше ініціювали і працюємо над унікальним проектом з розшифровки геному електромеханічних перетворювачів енергії і створення Національного генетичного банку інновацій зі структурної електромеханіки, – продовжує професор Шинкаренко. – Це один із ініційованих нами проектів міждисциплінарного рівня, який не має аналогів у світовій науці, оскільки здійснюється на основі новітніх наукових відкриттів і результатів структурно-системних досліджень, започаткованих у НТУУ “КПІ”. Генетичні банки даних (а вони можуть створюватися і в інших галузях знань) здатні концентрувати величезні масиви інформації щодо структурного потенціалу як відомих, так і потенційно можливих електромагнітних, електротехнічних і електромеханічних об’єктів. Ми впевнені, що така систематизована інформація, опрацьована інтелектом людини (фахівця), і буде визначати стратегію керованої еволюції інноваційного розвитку суспільства в недалекому майбутньому. Ми розпочали реалізацію унікальної програми геномних досліджень і володіємо генетичними законами керованої еволюції антропогенних систем, що дозволяє “стиснути” час техноеволюції і суттєво зекономити часові й матеріальні ресурси, які традиційно витрачаються на пошук нових оригінальних ідей, інноваційних проектів і технологій”.
Новітні освітні технології
Результати наукових відкриттів, перш за все, необхідно використовувати в системі освіти, вважає професор. Це створює передумови підготовки фахівців, знання яких випереджають час. Тож на кафедрі, починаючи з 4-го курсу, передбачена безпосередня участь усіх(!) студентів у науковій діяльності за тематикою фундаментальних досліджень з гарантованим кінцевим інноваційним результатом. Наявність генетичної класифікації й нескінченна структурна різноманітність генетично модифікованих об’єктів електромеханіки знімають обмеження на тематику пошукових досліджень та інноваційних розробок. На кафедрі створено тематичну базу даних для пошукових та інноваційних досліджень, яка весь час поповнюється за результатами досліджень самими студентами. Адже результатом роботи кожного студента є опис, візуалізація, інноваційний аналіз і локальна генетична база даних, яка може містити від десятків до сотень варіантів потенційно нових різновидів електромеха¬нічних об’єктів і систем. Кожен студент за власним бажанням обирає свій напрям і об’єкт дослідження або пропонує власну тему. За останні 5 років теми курсових і атестаційних робіт, в яких студенти моделюють, синтезують і аналізують генетично модифіковані різновиди нових електричних машин, ще не повторювалися. Для визначення інноваційного потенціалу синтезованого класу об’єктів, студенти обов’язково здійснюють патентний пошук. Майбутні фахівці з великою зацікавленістю опановують системні і генетичні методи досліджень, здійснюють спрямований пошук та генетичний синтез нетрадиційних різновидів електромеханічних об’єктів і систем з попередньо заданими функціональними властивостями, які є основою для майбутніх інноваційних розробок і технологій.
“Особливість створеної нами системно-когнітивної технології навчання, – продовжує професор, – полягає в тому, що подання теоретичного матеріалу і тематика пошукових досліджень мають проблемну постановку, а кінцевий результат значною мірою визначається творчими можливостями студента. Тому кожен студент обирає власну траєкторію розв’язання поставленої проблеми, використовуючи системну основу (періодичну генетичну класифікацію породжувальних структур), методологію генетичного та еволюційного моделювання і алгоритми спрямованого синтезу, з обов’язковою активізацією і використанням важливих когнітивних механізмів: просторової уяви, системного мислення, асоціативної пам’яті й професійної інтуїції. Результати таких досліджень, як правило, є принципово новими не тільки для самого студента, але і для його наставника – викладача. Наявність глибоких загальносистемних аналогій в генетичних принципах структуротворення і розвитку електромагнітних, хімічних, біологічних, математичних (теорія чисел), лінгвістичних та інших систем дозволяє нам здійснювати також постановку системних досліджень міждисциплінарного рівня, коли одну проблемну задачу досліджують, наприклад, студенти електромеханічного і біологічного профілю. Тож до активів такого навчання слід віднести не тільки новизну постановки проблеми, засвоєння новітніх системних методів досліджень та інноваційну цінність їх кінцевих результатів, а й той важливий психологічний аспект, коли студент вперше усвідомлює, що він є особистість і починає вірити у свої творчі можливості. Він виступає творцем (генератором ідей), експериментатором, систематиком, художником-графіком (конструктором), експертом і менеджером своїх ідей і гіпотез”.
Новації в навчанні приносять відчутні результати. За останні 5 років студенти спеціальності за результатами власних наукових до¬сліджень і розробок удостоювалися: іменних стипендій Президента України, Кабміну України, ректора НТУУ “КПІ”, Міжнародної премії Щецинського ТУ, грамот НАН України, грантів НТУУ “КПІ” для підтримки обдарованої молоді, дипломів лауреатів конкурсу НТУУ “КПІ” на кращу магістерську роботу, вони опублікували 16 наукових статей у фахових виданнях. Понад 20 студентів підготували заявки на свої перші винаходи. Кафедра створює умови для заохочення талановитої молоді. Уже 8 років серед студентів усіх курсів спеціальності тут проходить щорічний конкурс на кращу студентську роботу – “Електромеханіка майбутнього”. Головний критерій оцінювання – особистий творчий внесок студента і ступінь оригінальності його інноваційної розробки (проекту). Переможці у 5 призових номінаціях нагороджуються відзнаками кафедри і грошовими преміями. Умови і результати конкурсу висвітлюються на інформаційному стенді кафедри. З кожним роком збільшується кількість робіт, які виконуються студентами на замовлення зацікавлених підприємств, науково-дослідних установ і споріднених університетів.
На кафедрі електромеханіки практикується тестування студентів для визначення творчої орієнтованості й початкового рівня творчих здібностей. Як правило, лише 5% із них без підготовки здатні розв’язувати задачі творчого характеру. Але впровадження нових дисциплін і системно-когнітивної організації навчального процесу, орієнтованого на розкриття й ефективне використання прихованих творчих механізмів студентів, дозволило суттєво розширити їх творчі можливості і створило умови для переходу на якісно новий рівень підготовки майбутніх фахівців.
Успішна реалізація інноваційних освітніх технологій безпосередньо пов’язана з індивідуалізацією навчання. Професор Шинкаренко багато часу приділяє індивідуальній роботі зі студентами. Він також консультує чи є керівником магістрів та аспірантів з інших кафедр і навіть ВНЗ, веде просвітницьку роботу, виступає з доповідями і лекціями. Можливо, тому бракує часу пропагувати та просувати свої технічні інноваційні проекти.
“Ми фактично реалізуємо програму підготовки фахівців нового покоління, які володіють системними знаннями, новітніми методами наукових досліджень і здатні генерувати власні ідеї й проекти. Тому твердо переконані, що гармонійне поєднання результатів власних наукових відкриттів, інноваційного потенціалу генетичних банків даних і системно-когнітивних освітніх технологій, – це надбання нації, поки що реалізоване в масштабах окремо взятої кафедри. На даний час обсяги нової інформації інноваційного характеру, які містяться в нашому генетичному банку даних і потребують подальшого осмислення, узагальнення і проектно-технічної реалізації, значно перевищують можливості невеликої ініціативної групи викладачів, аспірантів і студентів, – зазначає професор. – Наразі постає завдання створення міжвузівського науково-методичного інноваційного центру, основним завданням якого є поширення наявного досвіду, ефективне використання накопиченого інноваційного потенціалу, а також методичне забезпечення і підвищення кваліфікації викладацьких кадрів, здатних сприйняти новітні освітні технології й реалізувати їх у своїх ВНЗ”.
Прощаючись, помітила на столі зав. кафедри випуск «Київського політехніка” з густими позначками на полях статті про можливі заходи щодо виявлення творчих здібностей студентів. “Ми ще не навчилися вивчати, ефективно використовувати і стимулювати досягнення і досвід у власних творчих колективах, – перехопивши мій погляд, зауважив співрозмовник. – Головне зараз, в умовах чергового реформування системи вищої освіти, суттєвого скорочення напрямів підготовки і кількості дисциплін, не втратити наші наукові досягнення і перспективні технології навчання, які визначають світовий пріоритет не тільки нашого факультету, університету, але й усієї України, і вже сьогодні ефективно працюють на реалізацію важливої державної стратегії – переходу до суспільства знань”. На тому й розпрощалися.