Введение

Интеграция России в мировое сообщество требует осознания своего места в системе мирового разделения труда, осознание своего рода "экологической ниши". Неоспоримым в настоящее время является приоритет нашей страны в генерации новых технических идей и решений.

Однако это справедливо сейчас. Прогнозируя же дальнейшее развитие технического творчества, нельзя не отметить два обстоятельства:

Первое. Изучение современного состояния подготовки специалистов, способных к нестандартным решениям (изобретателей) в нашей стране вызывает вполне обоснованную тревогу. Дело в том, что изобретательский корпус России катастрофически стареет. Так, например, возраст активно работающих инженеров-создателей новой оригинальной техники уже стал выше 45 лет.

Существовавшая при советской власти система государственного патентования и авторских свидетельств имела много недостатков. Она способствовала попаданию в ранг изобретений мелких и никому не нужных "усовершенствований", новизна которых не могла быть обнаружена невооруженным глазом, позволяла процветать "изобретателям" - версификаторам формул изобретений, наконец просто "патентоманам". Однако ее неоспоримым достоинством было то, что талантливый специалист мог изучить технологию изобретательства методом проб и ошибок, что в совокупности с системой технического образования и обеспечивало становление его как изобретателя.

Переход к действующему сейчас патентному праву отсек поток квази-изобретений, но вместе с тем стало невозможным самообучение методом проб и ошибок молодых изобретателей - будущих творцов новой техники. При нормальной работе промышленности изобретатель-профессионал вполне мог бы занимать достойное место в обществе. Тогда можно было бы рассчитывать хотя бы на семейное, "династическое" воспроизводство этого слоя творческой интеллигенции. Сейчас же приток молодежи в техническое творчество практически полностью иссяк.

Подготовкой творцов гуманитарных сфер человеческой деятельности (художников, композиторов, писателей) занимаются специальные учебные заведения, изобретателей же в стране не готовит никто. Технические ВУЗ'ы готовят исследователей, конструкторов, технологов в соответствии с государственными стандартами по единой программе, не предусматривающей, в общем случае, обучение творческим, не стандартным приемам решения современных задач науки и техники.

Конечно, в лучших ВУЗ'ах, в которых преподают талантливые изобретатели (увы, довольно быстро вымирающие), молодежь может учиться на их опыте, но единой системы такой подготовки в настоящее время нет.

Второе. Возрастание роли инфо-технологий в последнее время, а самое главное, - ее радикальное переосмысление привело к тому, что очень многие производственные функции, считавшиеся творческими, отданы на откуп компьютерным системам. Это коснулось и отношения к изобретениям и изобретательству. Последнее распалось на два весьма разных вида деятельности.

Один - это традиционное изобретательство, практикуемое теперь в основном в ВУЗ'ах. А ВУЗ'ы в целом стали быстро хиреть. Их сейчас слабо финансируют.

Другой, преимущественно используемый в больших корпорациях (в особенности, в корпорациях США, традиционно склонных к крайностям), со стороны человека сводится к отбору наиболее интересных изобретений, найденных "рабами-роботами" - компьютерными системами. Те за считанные минуты прочитывают огромные массивы информации, находят в ней "изюминки" и синтезируют предложения. В General Electric они читают статьи учёных и составляют список патентноспособного материала, который не заметили уважаемые авторы. В таких корпорациях никто не сомневается, что человек мыслит оригинальнее робота, но деньги охотнее вкладывают в машинные изобретения. Оба указанных обстоятельства отнюдь не способствуют прогрессу технического творчества.

1. Постановка задачи

1.1. Место изобретательства в системе человеческой деятельности.

Всякое изобретение по общепринятым требованиям должно содержать по меньшей мере элемент новизны. Именно по этому признаку патентные ведомства всего мира определяют, признавать ли приоритет со всеми вытекающими последствиями. "Элемент новизны" - понятие чрезвычайно широкое. Это может быть существенное изменение какой-либо мелкой детали уже существующего устройства, а может быть совершенно новое устройство или способ. (Здесь изобретение смыкается с открытием).

На рис. 1 серым цветом выделена ниша, принадлежащая, по нашему мнению, изобретательству. На этом же рисунке представлены перспективы автоматизации областей и видов человеческой деятельности.

В прогнозе этих перспектив мы исходили из гипотезы о том, что любая логическая закономерность (в том числе и закономерность научного поиска) раньше или позже реализуема методами инфо-технологий.

Частично алгоритмизуема и эвристика, которая в этой части также будет автоматизирована. Однако человеческая интуиция основана на отклонениях от "стандарта", и эффективность интуиции зачастую тем больше, чем нестандартнее, а, следовательно, уникальнее человек. Именно это делает нерентабельными попытки полной автоматизации интуитивной деятельности, тем более искусства.

Степень автоматизации может быть меньше или больше, мы в своих расчетах исходили из гипотезы нормального распределения индивидуальных свойств человека.

Отдав себе в этом отчет и понимая, что нынешнее увлечение инфо-технологиями не должно подавить все и вся, ибо инфо-технологии не смогут заменить непредсказуемую уникальность отдельных экземпляров Homo Sapiens, следует принять меры по поиску и обучению талантливых в техническом творчестве людей.

Именно с этой целью Академия Технического Творчества совместно с Санкт-Петербургским Государственным Техническим и Санкт-Петербургским Государственным Электротехническим Университетами учреждено Негосударственное образовательное учреждение послевузовского дополнительного образования - Высшая Творческая Инженерная Школа, которая должна стать своего рода консерваторией технического творчества. Мы отдаем себе отчет в том, что талант - генетическое свойство человека, но технология творчества может и должна быть предметом обучения.

1.2. Требования к содержанию учебного процесса.

Проанализируем специфику работы изобретателя. Не вызывает сомнения, что в ней существенны три аспекта:

• владение значительным объемом разнообразной информации,
• способность к эвристическому поиску решения творческих задач,
• умение оформить решение в общепринятом виде и реализовать его.

Рассмотрим их в порядке перечисления.

Владение значительным объемом разнообразной информации.

Хрестоматийные примеры "технологии" создания крупных изобретений позволяют сделать единственный вывод: заранее определить, какая именно информация и из какой именно области человеческой деятельности может оказаться полезной для данного изобретения, нельзя.

Иначе говоря, изобретатель должен быть широко эрудирован. Энциклопедическая подготовка - дело не только трудное, но и чрезвычайно дорогое, прежде всего из-за большого отсева. Если же вспомнить о том, что такой энциклопедист должен быть еще и генетически талантлив, то полезный выход такого учебного процесса вряд ли составит более долей процента.

Более экономно можно реализовать такую подготовку, работая параллельно с общим высшим естественнонаучным или техническим образованием. Это похоже на добычу малахита в процессе добычи медной руды. Основная часть затрат производится для стандартизованной подготовки, "доводка" же выявленных самородков путем проблемно ориентированной систематизации уже преподанных им знаний об окружающем мире существенно дешевле.

Способность к эвристическому поиску решения творческой задачи.

Из рассматриваемых аспектов наиболее существенным, но и наименее понятным является именно этот. Несмотря на большое количество научных трудов, посвященных вопросам эвристики, их авторы, как правило, касаются частных проблем и не дают четкого представления ни о предмете эвристики, ни о ее статусе среди других наук.

Так, например, Г. Буш и К. Буш, много сил отдавшие систематизации работ по эвристике, дают такие определения: "Эвристика - это общенаучная теория решения проблемных задач, возникающих в человеческой деятельности и общении". Предметом эвристики является "выявление, обработка и упорядочение закономерностей, механизмов и методологических средств антиципации (предвосхищения) и конструирования нового знания и целеустремленных способов деятельности и общения, создаваемых на основе обобщения прежнего опыта и опережающего отражения моделей будущего с целью более полного удовлетворения потребностей людей".

Оценивая приведенные выше определения, можно сказать, что с точки зрения обобщения частных подходов к эвристике они удались, но стремление к общности помешало авторам выделить специфические черты именно эвристики, и в результате под эти определения можно подвести многие общенаучные дисциплины, например такие, как прогнозирование или системный анализ. Множество толкований эвристики говорит о разном содержании, которое вкладывают авторы различных концепций в данное понятие.

Существенным же для наших целей является то, что во всех случаях:

• эвристика неразрывно связывается с творчеством;
• звеньями, связывающими "эвристику" и "творчество", являются представления о нетривиальности, неординарности, новизне и уникальности.

Следовательно, на первый план выступают поиск потенциальных изобретателей и гиппократовское "не навреди".

Умение оформить решение в общепринятом виде и реализовать его.

Этот аспект зачастую оказывается даже более трудоемким, чем сам процесс изобретения. Патентный поиск и юридически грамотное оформление изобретения, лицензионное право и маркетинг, наконец, психология общения (в частности, для "проталкивания" в производство) и многое, многое другое, -все это способно надолго оторвать изобретателя от творчества.

Возникает необходимость в преподавании целого ряда гуманитарных дисциплин, обеспечивающих эффективность работы изобретателя на заключительном этапе.

Резюмируя, получим следующий набор требований:

• Возможно более ранний поиск талантов.
• Энциклопедическое естественнонаучное образование.
• Максимальная индивидуализация обучения.
• Преподавание "технологии" изобретательства.

2. Методология обучения.

Сформулированные в предыдущем разделе требования в той или иной степени присущи всем отраслям искусства. Наиболее полно эти требования реализованы в подготовке художников и музыкантов. Рассмотрим организацию их подготовки подробнее.

2.1. Возможно более ранний поиск талантов.

Основу системы составляет сеть кружков в Домах Культуры, детских дошкольных учреждениях и общеобразовательных школах, позволяющая выявить и подкрепить соответствующие склонности детей.

Следующей ступенью служат специализированные школы, которые работают либо в параллель с общеобразовательными (подавляющее большинство, например, музыкальных школ), либо сами осуществляют и общеобразовательную, и специальную подготовки.

Важной частью системы являются институты культуры, готовящие преподавателей и руководителей кружков, студий и т.п.

Применительно к нашим задачам в качестве такой сети могли бы быть использованы физические и технические кружки в школах и Центры НТТМ. Отметим здесь, что не следует рассматривать в качестве звена в нашей системе физико-математические школы. Ониимеют другую задачу - отбор будущих ученых, задача достаточно важная и специфичная. ("Эйнштейн не годится в Эдисоны, а из Эдисона не получится Эйнштейн").

Однако, в отличие от других видов творчества, техническое творчество не имеет ВУЗ'ов, готовящих преподавательский состав для этой сети. Поэтому представляется наиболее актуальным и, в то же время, вполне реальным организовать Курсы повышения квалификации учителей труда и руководителей технических кружков, а затем и преподавателей Центров НТТМ по специальным программам, включающим основы технологии изобретательства, элементы патентного права и психологии технического творчества. Такой шаг мог бы позволить, при минимальных затратах, получить сеть, подобную, например,сети музыкального образования.

2.2.Энциклопедическое естественнонаучное обучение.

Подобное требование в гуманитарной творческой деятельности отсутствует. К счастью, выполнению этого требования способствует принятая в РФ трехуровневая система высшего образования. Уровень подготовки бакалавра как раз и может обеспечить необходимый для последующей систематизации и свертки объем информации об окружающем мире. Организовав подготовку инженеров-изобретателей на базе бакалавриата (очную, заочную или в виде экстернатуры), мы получаем "безотходный" учебный процесс.

2.3. Максимальная индивидуализация обучения.

Максимум индивидуализации обучения, известный человечеству - персональное ученичество. Его широко используют музыканты и художники. Однако этот метод передает ученику не только достоинства, но и недостатки "гуру"-учителя.

Оптимум, вероятно, следует искать в сочетании следующих педагогических приемов:

• циркулярная передача информации - лекция;
• коллективная обработка информации - семинар;
• персональное руководство типа "учитель-ученик";
• самостоятельный свободный поиск.

В реализации каждого из приемов следует соблюдать ряд специфических требований.

Лекции должны обеспечить энциклопедичность знаний. Это означает с учетом ранее изложенного, что основной целью лекций является проблемно ориентированная на техническое творчество систематизация и свертка уже известной слушателям информации. Поэтому на первый план выступает проблемность лекции, стимулирование поиска аналогий и общности. В среднем каждая лекция должна обеспечить материалом для обсуждения не менее 2-х семинаров.

Семинар - коллективное обсуждение учащимися учебного материала при возможно более неявном участии преподавателя. Правильно организованный семинар - мозговой штурм поставленной преподавателем проблемы. Во время семинара допустимо произвольное (по интересам) дробление учебной группы.

Персональное руководство должно устанавливаться по выбору учащегося на длительный (не менее учебного года) срок.

Правильная организация перечисленных трех приемов должна автоматически обеспечивать реализацию последнего приема - самостоятельного свободного поиска учащимся.

2.4. Преподавание "технологии" изобретательства.

Преподавание "технологических" дисциплин должно преследовать выработку стандартизованных приемов и методов, поэтому должно включать большой объем практических занятий.

3. Организация обучения.

Предлагамая структура процесса подготовки изобретателей приведена на рис. 2.

Основу предложенной технологии обучения составляют многоцелевые учебные планы, разработанные для каждого уровня обучения, охватываемого этой технологией. Точнее говоря, каждый такой учебный план направлен в основном своем содержании на подготовку по одной из существующих специальностей, но обязательно содержит творческие компоненты (как правило, в факультативной форме), а также компоненты, необходимые в повседневной работе изобретателя, и тестовые задания творческого плана.

Таким образом, в процессе обычной подготовки специалистов происходит выявление личностей, предрасположенных к техническому творчеству.

Для реализации этой технологии Академия Технического Творчества имеет Негосударственное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Политехнический колледж" (на схеме - Колледж) и находящееся в стадии создания Негосударственное среднее образовательное учреждение дополнительного образования "Школа мастеров-изобретателей" (ШМИ).

Для заключительного этапа подготовки уже отобранных претендентов создано Негосударственное образовательное учреждение послевузовского образования "Высшая творческая инженерная школа" (ВТИШ).

4. Направления реализации.

4.1. Поиск талантов в общеобразовательных школах.

Обеспечить систему широкого поиска технических талантов в общеобразовательных школах можно только с помощью учителей производственного обучения. Поэтому необходима организация краткосрочных курсов повышения квалификации этой категории учителей. Учитывая подчиненность школ, такую работу можно проводить, получив лицензию и финансирование городского правительства, на базе Колледжа. Углубленный отбор следует вести в Центрах ТТМ. (Координировать эту работу должна ШМИ.)

4.2. Средняя профессиональная подготовка.

Среднюю профессиональную подготовку осуществляет Колледж. Она базируется на существующих стандартах специальностей с добавлением соответствующих факультативов. При этом переводные экзамены 1-го курса колледжа по перечню и уровню требований соответствуют вступительным экзаменам в ВУЗ'ы (СПбГТУ, СПбГЭТУ). Студенты колледжа, не прошедшие по конкурсу, продолжают учебу в колледже, а студенты младших курсов этих ВУЗ'ов, прекратившие по разным причинам учебу в них, могут продолжить ее на старших курсах колледжа для получения специальности.

4.3. Общая высшая естественнонаучная подготовка.

Общая высшая естественно-научная техническая подготовка будет осуществляться в ВУЗ'ах СПбГТУ и СПбГЭТУ до квалификации бакалавра. Затем студенты, проявившие склонность и способности к изобретательству, поступают в экстернатуру ВТИШ параллельно продолжению обучения в ВУЗ'е.

5. Содержание обучения во ВТИШ.

Заключительный этап подготовки инженера-изобретателя реализует ВТИШ. Учебный процесс ВТИШ организуется с максимальным учетом ранее изложенных требований, методологии и технологии.

5.1. Структура учебного плана:

Учебный план состоит из 3-х блоков дисциплин:

• Блок базисных дисциплин, включающий в себя:

• обязательные курсы: физическая картина мира, системный анализ, математическое моделирование, избранные главы математики, молекулярные технологии, проективные технологии;

• курсы по выбору:

• специальные главы математики (дискретная математика, матлогика, теория оптимизации, методы поиска и принятия решений, нечеткие множества, операционное исчисление, тензорный анализ, теория графов);
• специальные главы физики (микромеханика, термодинамика, электродинамика и радиофизика, оптика);
• специальные главы биологии (биомеханика, молекулярная биология и генная инженерия);
• курс по предложению студента.
• Блок прикладных дисциплин, включающий в себя:
• обязательные курсы (техника измерений, техника эксперимента, методы САПР, компьютерная графика, компьютерное моделироввание и вычислительный эксперимент, аналоговое моделирование, натурное моделирование, бионика, проектирование технических систем, радиационное легирование, пленочные технологии,)
• курсы по выбору в развитие обязательных курсов.
• Блок гуманитарных дисциплин, включающий в себя обязательные дисциплины (патентное право, инновационные аспекты экономики, психология технического творчества, история науки и техники, история и теория искусства).

Аудиторные часы, как правило, распределяются следующим образом:

• Лекции - от 1 до 2 часов в неделю;
• Семинары - все остальное аудиторное время.

Внеаудиторные часы, как правило, на 50% загружаются курсовыми лабораторными работами, выполняемыми студентами в учебных лабораториях самостоятельно и по индиввидуальному плану. Внеадиторные часы гуманитарного цикла загружаются курсовыми работами, выполняемыми в библиотеках или дома.

5.2. Краткие аннотации дисциплин.

Физическая картина мира. Курс предназначен для построения целостной модели физического мира на основе ранее изученных курсов физики. Содержание курса:

• материя, пространство, время, их свойства и измерение,
• движение в пространстве, пространство Минковского,
• взаимодействие физических объектов, поля, дуализм полей, вероятностные модели,
• электродинамика, квантовая механика
• молекулярная физика, атомная физика, ядерная физика.

Избранные главы математики. Курс предназначен для восстановления математической подготовки студентов применительно к практическому использованию наиболее мощных математических средств.

Содержание курса:

• классификация уравнений с частными производными (уравнения гиперболического, параболического, эллиптического типов - постановка, методы решения, примеры применения),
• специальные функции (постановка задач, методы решений, применения),
• специальные методы решений и некоторые часто встречающиеся задачи (метод конечных разностей, конформное преобразование в гидроаэродинамике и электростатике, распространение волн в пространстве и периодических структурах, распространение тепла в пространстве и другие).

Проективные технологии. Курс предназначен для восстановления и развития пространственного воображения и выработки навыков плоскостного изображения пространственных объектов.

Содержание:

• симметрия на евклидовой плоскости,
• метрическая геометрия (аксиоматика, проективные и проективно-метрические плоскости, метрическое векторное пространство),
• модели плоской абсолютной геометрии,
• основы компьютерной реализации методов проективной геометрии.

Прикладным курсом, базирующимся на курсе проективной геометрии, является курс компьютерной графики.

Молекулярные технологии: Синтетический курс, включающий в себя избранные разделы физической химии, химической физики, молекулярной биологии (дисциплин, имеющих общее происхождение, разделившихся в силу специфики изучаемых предметов).

Содержание:

• изучение методами физики (с позиций молекулярной и атомной физики) химических процессов и структур органической и неорганической химии,
• основы биосинтеза и генной инженерии.

Задачи курса - понимание студентами общности этих научных дисциплин, выработка навыков работы на стыке наук и применения методов одной науки для решения проблем другой на конкретных примерах этих трех научных дисциплин. Обязательным условием применительно к ВТИШ является чтение всего курса одним лектором.

Курсы блока прикладных дисциплин.

• Курсы дисциплин моделирования должны обеспечить, помимо своего прямого назначения, выработку навыков поиска аналогий в смежных и несмежных областях человеческой деятельности и природы. Поэтому эти курсы во ВТИШ должны читаться под общим методическим руководством и одновременно с курсом бионики.
• Курсы техники эксперимента и техники измерений читаются на обычном вузовском уровне, но имеют значительно большую прикладную направленность.
• Курсы компьютерной графики и методы САПР ставят своей целью доведение навыков студента в пользовании методами компьютерной графики до автоматизма.

Курсы блока гуманитарных дисциплин

• Курс патентного права должен читать квалифицированный патентный поверенный, имеющий значительный опыт патентования не только в России, но и зарубежных странах (Германии, США, Японии и др.) и способный дать сравннительные характеристики отечественной и зарубежной патентной практики.
• Курс инновационных аспектов экономики помимо стандартных экономических аспектов должен включать основы работы венчурных фирм, принципы расчета коммерческого риска и т.п.
• Курс психологии технического творчества должен обеспечить изучение студентами собственных психологических особенностей и выработку методов рационального их использования, а также дать основы организации работы группы в режиме "мозгового штурма".

Заключение. В настоящее время учредители ВТИШ и ее руководство ведут организационную работу по реализации изложенного в настоящем сообщении. Основным мотивом в этой деятельности является наше глубокое убеждение, что возрождение и развитие творческих начал в ближайших поколениях российской технической интеллигенции - вважнейшая задача Высшей школы России в современных условиях и не менее актуальное качество для самих ее представителей