Договариваясь об интервью с заведующим кафедрой д.т.н., проф. В.Ф.Шинкаренком, собиралась говорить о новейших прикладных разработках в области энергоресурсосбережения.
Но во время встречи Василий Федорович спросил: "А хотите узнать, откуда мы черпаем идеи для своих проектов и разработок? Вы, наверное, еще не слышали о системно-когнитивной технологии обучения и существования уникального генетического банка инноваций в области структурной электромеханики, который мы создаем вместе с нашими студентами? "Так появилась эта статья.
На кафедре электромеханики
"В стратегической перспективе ведущие страны мира постараются увеличить свое влияние на глобальные процессы за счет использования новейших знаний и технологий, - начал профессор. - Общеизвестно, что ООН разработала систему критериев, позволяющих определить современный уровень и перспективы развития своих членов. Основные из них - это уровень государственных расходов на исследования и инновационное развитие страны и индекс интеллектуальных активов общества. Именно эти критерии будут определять темпы и стратегию перехода к обществу знаний. Чтобы создать общество, основанное на знаниях, а именно об этом неоднократно размышлял в своих выступлениях ректор нашего университета академик М.З.Згуровский, мы обязаны, прежде всего, создать условия для поддержки и реализации собственных инновационных проектов и технологий. Ведь в НТУУ "КПИ" с его мощным научным потенциалом и богатыми традициями мы можем готовить специалистов, которые будут способны самостоятельно генерировать инновационные проекты, не хуже зарубежных аналогов. Но если над этой проблемой не работать последовательно и целенаправленно, то наши идеи, но уже воплощены в разработке предприимчивыми иностранцами, впоследствии будем покупать за бешеные деньги за границей. Пора понять, что интеллектуальный и инновационный потенциал нации, который будет определять стратегию развития Украины в мировом сообществе, формируется именно сегодня, в аудиториях и лабораториях наших университетов. В течении последних лет мы сделали ряд научных открытий, начали новые научные направления, создали и внедрили собственные инновационные образовательные технологии подготовки будущих специалистов ".
Научно-методическая основа
Из потока информации, что постоянно растет, молодому человеку трудно выделить главное, на основе чего можно овладеть всем иным. "В условиях интенсивного роста направлений исследований и объемов информации, - рассказывает ученый, - ключевое значение приобретает проблема фундаментализации технического образования, основу которой должны составлять результаты системных исследований междисциплинарного характера, которые способны интегрировать на новой научно-методологической основе накопленные факты не только в конкретной отрасли знаний, но и новейшие достижения в смежных научных дисциплинах. Организацию таких исследований в технических науках, опираясь на наш опыт, целесообразно осуществлять с использованием структурно-системного подхода.
В процессе структурно-системных исследований было открыто генетическую классификацию первичных источников электромагнитного поля, которая стала научным основанием для познания фундаментальных принципов структурной организации и законов генетической эволюции электромагнитных и электромеханических преобразователей энергии. Результаты фундаментальных исследований нашли обобщение в научной монографии "Основы теории эволюции электромеханических систем", за которую проф. Шинкаренко получил премию НТУУ "КПИ" в 2005г. В книге автор на основе структурно-системного подхода, идей симметрии и эволюции относительно различных классов электромеханических систем, впервые рассматривает электромеханические преобразователи энергии как особый класс эволюционирующих динамических систем естественно-антропогенного происхождения, с собственным генетическим строением и видовой структурой, и раскрывает структуру и закономерности развития базовых видов электромеханических систем. Автор открыл периодическую систему элементарных электромагнитных структур, научно обосновал их генетическую природу и создал уникальную методологию эволюционного прогноза и направленного генетического синтеза новых классов електромеханических преобразователей энергии по заданной целевой функции. По результатам структурно-системных исследований на кафедре начаты и успешно реализуются новые научные направления и уникальные проекты, среди которых: "Генетическая электромеханика", "Эволюционная геносистематика электрических машин", "Генетическое проектирование сложных электромеханических систем", "Системно-когнитивные технологии обучения в электротехническом образовании ".
"Открытие периодического закона (системы) в определенной области знаний, - продолжает разговор ученый, - явление междисциплинарного научного значения и, как это было в свое время в химии, кристаллографии, связано с кардинальным пересмотром традиционных подходов к исследованию и изучению прогрессирующего разнообразия объектов не только в конкретной области знаний, но и в смежных. Поэтому проблема эффективного использования новейших системных знаний в современной электротехнической науке и особенно в образовании, выходит за рамки одной электромеханики и требует пересмотра структуры и содержания взаимосвязанных дисциплин. Познание и дальнейшее развитие положений генетической теории эволюции сложных электромеханических систем невозможно без знаний теории симметрии, элементов общей теории систем, отдельных разделов современной математики, как топология и фрактальная геометрия, теория аттракторов, методов и достижений современной генетики и биологической систематики. К сожалению, почти все названные направления практически не используются в высшем техническом образовании ".
"Мы впервые инициировали и работаем над уникальным проектом по расшифровке генома электромеханических преобразователей энергии и создания Национального генетического банка инноваций со структурной электромеханики, - продолжает профессор Шинкаренко. - Это один из инициированных нами проектов междисциплинарного уровня, не имеющий аналогов в мировой науке, поскольку осуществляется на основе новейших научных открытий и результатов структурно-системных исследований, начатых в НТУУ "КПИ". Генетические банки данных (а они могут создаваться и в других отраслях знаний) способны концентрировать огромные массивы информации о структурном потенциале как известных, так и возможных электромагнитных, электротехнических и электромеханических объектов. Мы уверены, что такая систематизированная информация, проработана интеллектом человека (специалиста), и будет определять стратегию управляемой эволюции инновационного развития общества в недалеком будущем. Мы приступили к реализации уникальной программы геномных исследований и обладаем генетическим законом управляемой эволюции антропогенных систем, что позволяет "сжать" время техноэволюции и существенно сэкономить временные и материальные ресурсы, которые традиционно расходуются на поиск новых оригинальных идей, инновационных проектов и технологий ".
Новейшие образовательные технологии
Результаты научных открытий, прежде всего, необходимо использовать в системе образования, считает профессор. Это создает предпосылки подготовки специалистов, знания которых опережают время. Поэтому на кафедре, начиная с 4-го курса, предусмотрено непосредственное участие всех (!) студентов в научной деятельности по тематике фундаментальных исследований с гарантированным конечным инновационным результатом. Наличие генетической классификации и бесконечное структурное разнообразие генетически модифицированных объектов электромеханики снимают ограничения на тематику поисковых исследований и инновационных разработок. На кафедре создана тематическая база данных для поисковых и инновационных исследований, которая все время пополняется по результатам исследований самими студентами. Ведь результатом работы каждого студента есть описание, визуализация, инновационный анализ и локальная генетическая база данных, которая может содержать от десятков до сотен вариантов потенциально новых видов електромеханических объектов и систем. Каждый студент по собственному желанию выбирает свое направление и объект исследования или предлагает собственную тему. За последние 5 лет темы курсовых и аттестационных работ, в которых студенты моделируют, синтезируют и анализируют генетически модифицированные разновидности новых электрических машин, еще не повторялись. Для определения инновационного потенциала синтезированного класса объектов, студенты обязательно осуществляют патентный поиск. Будущие специалисты с большим интересом овладевают системными и генетическими методами исследований, осуществляют направленный поиск и генетический синтез нетрадиционных видов электромеханических объектов и систем с предварительно заданными функциональными свойствами, которые являются основой для будущих инновационных разработок и технологий.
"Особенность созданной нами системно-когнитивной технологии обучения, - продолжает профессор, - состоит в том, что представление теоретического материала и тематика поисковых исследований имеют проблемную постановку, а конечный результат в значительной степени определяется творческими возможностями студента. Поэтому каждый студент выбирает собственную траекторию решения поставленной проблемы, используя системную основу (периодическую генетическую классификацию порождающих структур), методологию генетического и эволюционного моделирования и алгоритмы направленного синтеза, с обязательной активизацией и использованием важных когнитивных механизмов: пространственного воображения, системного мышления, ассоциативной памяти и профессиональной интуиции. Результаты таких исследований, как правило, являются принципиально новыми не только для самого студента, но и для его наставника - преподавателя. Наличие глубоких общесистемных аналогий в генетических принципах структурообразования и развития электромагнитных, химических, биологических, математических (теория чисел), лингвистических и других систем позволяет нам осуществлять также постановку системных исследований междисциплинарного уровня, когда одну проблемную задачу исследуют, например, студенты электромеханического и биологического профиля. Поэтому к активам такого обучения следует отнести не только новизну постановки проблемы, усвоение новейших системных методов исследований и инновационную ценность их конечных результатов, но и тот важный психологический аспект, когда студент впервые осознает, что он личность и начинает верить в свои творческие возможности. Он выступает творцом (генератором идей), экспериментатором, систематиком, художником-графиком (конструктором), экспертом и менеджером своих идей и гипотез ".
Новации в обучении приносят ощутимые результаты. За последние 5 лет студенты специальности по результатам собственных научных исследований и разработок удостаивались: именных стипендий Президента Украины, Кабмина Украины, ректора НТУУ "КПИ", Международной премии Щецинского ТУ, грамот НАН Украины, грантов НТУУ "КПИ" для поддержки одаренной молодежи, дипломов лауреатов конкурса НТУУ "КПИ" на лучшую магистерскую работу, они опубликовали 16 научных статей в профессиональных изданиях. Более 20 студентов подготовили заявки на свои первые изобретения. Кафедра создает условия для поощрения талантливой молодежи. Уже 8 лет среди студентов всех курсов специальности здесь проходит ежегодный конкурс на лучшую студенческую работу - "Электромеханика будущего". Главный критерий оценки - личный творческий вклад студента и степень оригинальности его инновационной разработки (проекта). Победители в 5 призовых номинациях награждаются знаками отличиями кафедры и денежными премиями. Условия и результаты конкурса освещаются на информационном стенде кафедры. С каждым годом увеличивается количество работ, которые выполняются студентами по заказу заинтересованных предприятий, научно-исследовательских учреждений и родственных университетов.
На кафедре электромеханики практикуется тестирование студентов для определения творческой ориентированности и начального уровня творческих способностей. Как правило, только 5% из них без подготовки способны решать задачи творческого характера. Но внедрение новых дисциплин и системно-когнитивной организации учебного процесса, ориентированного на раскрытие и эффективное использование скрытых творческих механизмов студентов, позволило существенно расширить их творческие возможности и создало условия для перехода на качественно новый уровень подготовки будущих специалистов.
Успешная реализация инновационных образовательных технологий напрямую связана с индивидуализацией обучения. Профессор Шинкаренко много времени уделяет индивидуальной работе со студентами. Он также консультирует или является руководителем магистров и аспирантов из других кафедр и даже вузов, ведет просветительскую работу, выступает с докладами и лекциями. Возможно, поэтому не хватает времени пропагандировать и продвигать свои технические инновационные проекты.
"Мы фактически реализуем программу подготовки специалистов нового поколения, которые обладают системными знаниями, новейшими методами научных исследований и способны генерировать собственные идеи и проекты. Поэтому твердо убеждены, что гармоничное сочетание результатов собственных научных открытий, инновационного потенциала генетических банков данных и системно-когнитивных образовательных технологий, - это достояние нации, что пока реализовано в масштабах отдельно взятой кафедры. В настоящее время объемы новой информации инновационного характера, содержащиеся в нашем генетическом банке данных и требуют дальнейшего осмысления, обобщения и проектно-технической реализации, значительно превышают возможности небольшой инициативной группы преподавателей, аспирантов и студентов, - отмечает профессор. - Сейчас стоит задача создания межвузовского научно-методического инновационного центра, основной задачей которого является распространение имеющегося опыта, эффективное использование накопленного инновационного потенциала, а также методическое обеспечение и повышение квалификации преподавательских кадров, способных воспринять новые образовательные технологии и реализовать их в своих вузах ".
Прощаясь, заметила на столе зав. кафедры выпуск «Киевского политехника" с густыми пометками на полях статьи о возможных мерах по выявлению творческих способностей студентов. "Мы еще не научились изучать, эффективно использовать и стимулировать достижения и опыт в собственных творческих коллективах, - перехватив мой взгляд, заметил собеседник. - Главное сейчас, в условиях очередного реформирования системы высшего образования, существенного сокращения направлений подготовки и количества дисциплин, не потерять наши научные достижения и перспективные технологии обучения, которые определяют мировой приоритет не только нашего факультета, университета, но и всей Украины, и уже сегодня эффективно работают на реализацию важной государственной стратегии - перехода к обществу знаний ". На том и расстались.