Новые форматы организации знаний в подготовке инженеров 21 века

УДК 003.63

НОВЫЕ ФОРМАТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЗНАНИЙ В ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРОВ XXI ВЕКА

В.И. Разумов

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского

Реиндустриализация в РФ окажется перспективной при условии ориентации технических университетов на разработку и применение в обучении, познании, проектировании новых интеллектуальных технологий, предусматривающих новые форматы организации знаний. Для этого предложены интеллектуальные схемотехники, основывающиеся на категориально-системной методологии (КСМ) и теории динамических информационных систем.

Ключевые слова: реиндустриализация, техническая новация, креативный инженер, схемотехника, категориальная схема, динамическая информационная система.

Тема реиндустриализации России занимает всё большее внимание в обществе, и она имеет прямое отношение к подготовке современных инженеров. Остановлюсь на следующих проблемах. Более двадцати лет промышленность РФ развивалась очень избирательно, инженерные специальности относились к разряду непрестижных. В СССР была сформирована масштабная промышленность, но в 80-е гг. ХХв. она оказалась мало конкурентоспособной в мировой экономике. Перед Россией в ХХ1в., как минимум, в четвёртый раз встаёт вопрос о создании индустрии мирового уровня. Причём, и это показали международные события, обусловленные кризисом на Украине, страны Запада не заинтересованы в сильной, технически и экономически развитой России.

Не останавливаясь на теме причин и состояния промышленности РФ, подготовки инженеров, обращу внимание на имеющиеся результаты в области переработки информации и упаковки знаний любого типа, имеющие прямое отношение к формированию у будущих специалистов качественно новых компетенций. Обозначим круг проблем, которые разрешаются в указанном подходе. Любая техническая новация от уровня идеи до производства и эксплуатации требует дополнения смыслосодержательных аспектов проработки переводом знаний на формально -математический уровень. Фактически с этим сталкивается любой креативный инженер или коллектив специалистов. Несмотря на вы-

полняющиеся с 70-х гг. ХХв. работы в области искусственного интеллекта, информационные и компьютерные технологии далеки от решения задач согласования автоматизации вычислений и автоматизации рассуждений. Методики применения знаний в подготовке инженеров существенно отстают от компетенций необходимых для работы с техническими объектами. Большая часть знаний, включая математические дисциплины, осваивается студентами в линеаризованном виде, т.е. как одно-, двумерные конструкции, но технические системы - объекты трёхмерные, а их мысленные представления имеют ещё более сложный характер. Мышление современного инженера формируется на интеллектуальной культуре, сформированной более двух тысячелетий назад. Стратегии мышления, сформированные ещё до нашей эры, тем более с учётом перехода человечества в ХХ1 в. в новую эпоху, уже не способны поддерживать генерацию инженерами прорывных инноваций. Проект реиндустриали-зации следует начинать с новых интеллектуальных установок в подготовке специалистов. Рассмотрим предложение по использованию в преподавании любых дисциплин в технических вузах новых форматов организации знаний, разработанных на базах категориально-системной методологии (КСМ), теории динамических информационных систем (ДИС, ТДИС).

Именно в разработке электроники возникает понятие схемотехники - комплекса

знании о проектировании и изучении схем электронных устройств.В данном и совсем не исключительном случае практика опередила теорию. Изображение технических объектов, инженерных задач в схемах представляется актуальным фактором в реформе обучения специалистов. Целесообразно осуществить ещё один шаг и перейти к области интеллектуальных схемотехник, предметом которых выступают знания любого типа. Интеллектуальные схемотехники - результат объединения аппаратов КСМ и ТДИС. Это методология, предполагающая использование схем в качестве когнитивных инструментов, при этом схемы, преобразуясь в формат когнитивных шаблонов, становятся ключевыми компонентами новых интеллектуальных технологий (ИнТ), позволяющих осуществлять процессы переносов знания и технологий, устанавливать связи между логико-математическими, естественными, социально-гуманитарными и инженерно-техническими науками. На пути развития ИнТ и интеллектуальных схемотехник как их инструментальной основы могут решаться поставленные выше задачи: соединения смыс-ло-содержательных и формально-математических компонентов исследования; согласования автоматизации вычислений и рассуж-дений[1].

КСМ объединяет несколько классов категориальных схем (КС), строящихся на основе синтеза идей диалектики и кибернетики, и обращённых к универсальной природе (онтология, метафизика) объектов любого типа. Разработаны несколько классов КС,

основывающихся на кибернетической схемотехнике, а также выполненных на базе интерпретации символов древней философии (триграмма, кресты, пентаграмма, гексаграмма, энеаграмма, древо сефирот). Каждая из КС имеет своё особое содержание, которое переносится на объект, моделируемый с помощью этой КС. В результате в качественной модели объекта, выполняемой на языке его описания, удается выявить аспекты, различаемые именно с помощью данной КС. КСМ нашла применение в задачах предформализа-ции знаний, т.е. в подготовке знаний об объекте для выполнения математической модели. Также средства КСМ позволяют быстро смоделировать ситуацию в форме несложной КС на языке объекта, что удобно для подготовки принятия решений, в первоначальном выражении замысла проекта, конструкции. Практически для выражения любой учебной темы, познавательной задачи, проекта можно подобрать соответствующую КС [2].

ТДИС была разработана с установкой на синтез математики, физики, философии, поэтому её аппарат может использоваться для работы с объектами любого типа для решения задач в областях обучения, познания, проектирования. ТДИС широко использует КС, основанные на логике конструирования ДИС, объекта, аналитически определённого в системе аксиом. КС на базе ТДИС, также как и на основе КСМ имеют графические решения. Но КС на базе ТДИС - это конструкции, имеющие геометрические и топологические обоснования [3] (рис. 1).

Рис. 1. ДИС-компьютеры уровней 0-3 как когнитивные шаблоны для упаковки знаний:

*К - компьютер

В схеме на рис. 1 даны исходные шаблоны для применения КС в ранге ДИС к организации знания по любой теме. Кратко методику работы представим так. 1. Обсуждаемая тема выражается с помощью определённой категории. 2. К этой категории применяется операция дешифровки, когда образуются три категории, раскрывающие содержание данной категории. Дешифровки могут применяться к каждой из образованных категорий, что позволяет представить структуру объекта иерархически. В схеме на рис. 1 последовательно показаны результаты дешифровок 0, 1, 2, 3 уровней. Их результаты выражаются в орграфах (КС в языке ТДИС) с индексацией вершин в троичной системе счисления (0, 1, 2). 3. С орграфами от дешифровок с 1-го и последующего уровней проводятся процедуры мутаций. Это перестановки категорий и триад по сформированному алгоритму. В результате на базе исходного орграфа образуются ещё пять схем. 4. В полученных от применения мутацийорграфах образуются новые триады. Для дешифровки 2-го уровня (схема девятивершинника) их шесть. Сконструированные триады требуется назвать, для чего используется операция свёртки, пе-

рехода от триады категорий к категории, объединяющей их в целое. Методика автоматически даёт эвристический эффект, требуя ввести на указанном уровне 2 шесть новых категорий.

ДИС-технология работы со знаниями выводит также на проблему полноты, в частности, при оценке всякого проекта, конструкции. К сожалению, подавляющее большинство теоретиков и практиков не задумываются над тем, что даже, если ограничиться ключевыми компонентами объекта, к примеру, взять только ключевые слова к статье, то все возможные комбинации элементов составят п! Можно заключить, что за редкими исключениями все разработки реализуются в ситуации неосмысленной неполноты! Интеллектуальные схемотехники (КСМ, ТДИС), по крайней мере, предусматривают возможность работать в ситуации осмысленной неполноты.

Структурные проработки темы дополняются функциональным аспектом, развитым в ТДИС. Разработаны имитационные модели, и для ДИС проводятся вычислительные эксперименты, что позволяет представлять КС в ранге ДИС-*К (рис. 1).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Разумов В.И. Формирование синтетических стратегий мышления как условие перехода человечества в новую эпоху //Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования -основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России: матер. Всероссийской 66-й науч.-техн.конф. - Омск: СибАДИ, 2012. Кн. 2 - С.544-547.

2. Разумов В.И. Категориально-системная методология в подготовке ученых: учебное пособие [Электронный ресурс] / вступ. ст. А.Г. Теслинова. Омск: Омск. гос. ун-т, 2004. 277 с. - URL: http://www.omsu.ru/file.php ?id=3365.

3. Разумов В.И. Информационные основы синтеза систем: в 3 ч. Ч. I. Информационные основы системы знаний: монография

[Электронный ресурс] / В.И. Разумов, В.П. Сизиков. - Омск: Изд-во ОмГУ, 2007. - 268 с.

- URL: http: //www. omsu.ru/ file.php?id=2594; Разумов В.И. Информационные основы синтеза систем: в 3 ч. Ч. II. Информационные основы синтеза: монография [Электронный ресурс] / В.И. Разумов, В.П. Сизиков. - Омск: Изд-во ОмГУ, 2008. - 340 с. - URL: http://www.omsu.ru/ file.php?id=4265; Разумов В.И. Информационные основы синтеза систем: в 3 ч. Ч. III. Информационные основы имитации: монография [Электронный ресурс] / В.И. Разумов, В.П. Сизиков. - Омск: Изд-во Ом. гос. ун-та, 2011.

- 628 с. - URL: part 1 http://www.omsu.ru/ file.asp?id=6759 part 2. http://www.omsu.ru/ file.asp?id=6760.

Разумов Владимир Ильич - доктор философских наук, профессор, ^

, ./111 Статья поступила

заведующий кафедры философии Омского государственного универ- ~

^ ^ ^^ ч- ,!г в редакцию 3 июня

ситета им. Ф.М. Достоевского 2014 г razumov@omsu.ru

© В.И. Разумов, 2014