Во вводной части курса есть смысл рассмотреть следующие вопросы:
- цель и особенности дисциплины в системе подготовки по специальности 20.08;
- основные понятия и определения курса;
- содержание, структура и план изучения.
1.1. Цель, задачи и особенности курса.
Для ответа на поставленные в начале вопросы необходимо указать, что "изучается в данном курсе", т.е. каков объект изучения?
Ответ прост и лежит в самом названии дисциплины:
- проектирование (процесс, совокупность действий по достижению поставленных задач);
- радиоэлектронное средство (РЭС)
Кроме того, необходимо разобраться и с теми методами и средствами, с помощью которых выполняется процесс проектирования.
Рис. 1.1. Объект изучения.
Достаточно очевидно, что все составляющие изучаемого объекта взаимосвязаны. Действительно, если изменяется РЭС, то, очевидно, будет меняться и процесс ее создания в общем случае. И наоборот, если изменить процедуру создания аппарата, изменится результат, т.е. само РЭС. Следовательно, нельзя отрывать изучение РЭС от изучения процесса его создания и наоборот.
Теперь можно сформулировать цель дисциплины:
Цель курса - изучение в комплексе (в единстве) РЭС, процессов проектирования, методов и средств и их взаимного влияния.
Итак, цель дисциплины - изучение названного объекта. А что является результатом изучения?
Результат изучения в общем случае состоит в получении:
- знаний об объекте изучения;
- умений использовать знания на практике;
- навыков по применению знаний и умений.
Значит, идеальная цель курса - дать знания, умение и навыки проектирования конструкций РЭС.
Каковы же задачи курса? Для того чтобы достигнуть цель необходимо пройти некоторый путь и преодолеть множество препятствий. Вот эти препятствия и являются "
задачами курса.
Задач курса множество:
- изучение конструкций отдельных модулей и РЭС в целом;
- изучение способов соединения модулей;
- изучение критериев конструирования и способов их обеспечения и т.д.
Разработать конкретную конструкцию РЭС - это значит разрешить ряд конкретных задач вполне определенным способом, т.е. конкретная задача требует определенного способа решения. Можно ли тогда говорить об общем в решении, общем подходе к конструированию РЭС? Да. Это общее есть методология решения, логика в организации решения, в организации средств и методов. Таким образом главной задачей курса является изучение методологии конструирования - системного подхода.
В курсе в дальнейшем будет раскрыто понятие системного подхода, а сейчас достаточно следующего: системный подход - это когда задачи ставятся комплексно, вместе, в единстве, и разрешаются также с учетом их взаимодействия. Системный (многозначный, множественный) подход к задаче с философской точки зрения представляет собой реализацию диалектического метода познания в естествознании и технике. Подобное мироощущение было характерно для древних философов и ученых, рассматривавших природу как единое целое. Затем этот метод познания мира уступил место формальнологическому методу.
Почему именно системный подход? Может быть какие-то другие? Рассмотрим существо и особенности курса.
ОП РЭС - дисциплина готовящая специалиста к выполнению одной из основных видов инженерной деятельности - проектной. А особенность инженерной деятельности состоит в целостности, комплексности, в системности восприятия задачи. Об этом было сказано выше, а теперь проиллюстрируем то же примерами.
ПРИМЕР 1. До определенного времени механиков и изобретателей называли "художниками", подчеркивая тем самым, что они также тонко чувствуют гармонию, связь между отдельными частями целого, единого мира. Гениальные художники были и великими инженерами (Леонардо да Винчи, например) "Умение видеть вещи в тесном сплетении с другими и окружающей средой …" - так и сейчас некоторые специалисты определяют основное качество разработчика новой техники.
ПРИМЕР 2. Компания "Белл" однажды освободила на несколько месяцев лучших работников ("генераторов идей", руководителей) для знакомства с гениальными произведениями мирового искусства. Цель - подтолкнуть к действительно творческому мышлению, развить системное восприятие мира, научиться но новому оценивать известные вещи.
Однако, та же компания "Белл" и показала недостаточный учет множества факторов, определяющих необходимость разработки новых РЭС, когда более тридцати лет назад подготовила к выпуску на рынок видеотелефон, который, по неизвестным тогда причинам, потребителями был отвергнут.
ПРИМЕР 3. Как воспринимают радиоэлектронный аппарат "плохие" инженеры различных специальностей?
Рис.1.2. РЭС с различных точек зрения.
Из последнего примера очевидны ограниченность односторонних представлений о РЭС и необходимость комплексного, системного подхода к РЭС и процессу ее создания.
Конечно, системный подход много сложнее того, что изображено на рис. 1.2. Нельзя забывать, что "системный подход - применение диалектического метода философии для инженерного дела".
В учебном плане специальности множество специальных дисциплин (более 15). Их условно можно разделить на две группы:
1) изучающие РЭС и процесс ее создание в комплексе;
2) изучающие отдельные стороны РЭС.
Во второй группе изучаются отдельные задачи конструирования и методы и разрешения. На них базируются дисциплины первой группы, которые дают общее комплексное понимание РЭС как сложного объекта, т.е. в учебном плане заложена возможность изучения РЭС с системных позиций. И одну из ведущих ролей играет в этом изучаемая дисциплина.
1.2. Основные понятия дисциплины.
Значительная часть курса посвящена анализу конструкции и процесса проектирования РЭС. А что значат данные термины и скрытые за ними понятия? Отвечая подробно на эти вопросы в следующих разделах, сейчас укажем, что в теории и практике конструирования РЭС в настоящий момент нет полного единообразия в толковании характера и содержания понятий "проектирование", "конструирование" и "конструкция" РЭС. Поэтому в дальнейшем указанные вопросы рассмотрены на основании использования наиболее общего понятийного и методологического аппарата теории систем.
Известно, что изучить какую-либо предметную область знаний можно тогда, когда полностью освоено множество П понятий П1,П2,…Пi,…Пk, составляющих предметную область, выявлены и изучены связи между ними и окружающей средой, а также определена область применения множества П (например, перечень решаемых задач).
В данном курсе множество понятий П довольно большое, но особенность его в том, что некоторые из них уже встречались в других курсах. Например, основные понятия, такие как "РЭС", "проектирование РЭС", "конструирование РЭС", "электрическая схема РЭС", "конструкция РЭС" и т.д.. Некоторые понятия будут встречаться впервые: "структурный синтез", "параметрический синтез", "экспертная система", "база знаний" и т.д..
Другой особенностью множества П понятий дисциплины является отсутствие их четких и однозначных определений. Причина в том, что отсутствует в настоящее время законченная теория проектирования вообще и теория конструирования РЭС, в частности.
В данном курсе используется методический прием для определения неоднозначно формулируемых понятий: "от общего - к частному". Таким образом понятие "конструирование РЭС" должно формулироваться как частный случай понятия "проектирование РЭС"; а "конструкция РЭС" - частный случай понятия "РЭС" и понятия "техническая система".
Основные понятия "проектирование РЭС", "конструирование РЭС" и др. в данной дисциплине базируются и раскрываются как на уже известных в той или иной мере понятиях ("электрическая схема РЭС", "электрорадиоэлементы" и т.д.), так и на еще не известных ("топологическое проектирование", "классы и группы РЭС", "отношения внутри РЭС" и т.д.)
1.3. План изучения курса.
Оценивая дисциплину ОП РЭС как введение в профессию, рассмотрим теперь, что же необходимо современному инженеру изучать, исходя из требований профессии. Очевидно специалист должен обладать целым рядом качеств. Они существенно определяются спецификой труда инженера. Полагаем, что в целом инженерный труд может быть разделен на исследовательский (инженер-исследователь), эксплуатационный (инженерэксплуатационщик) и проектный (инженер-разработчик, проектировщик, конструктор) труд, а также специалист по маркетингу и консалтингу в радиоэлектронике.
На наш взгляд, профессиональные качества, необходимые специалисту, могут быть условно сведены к следующим:
1) Способность создавать (изобретать) новые объекты: идеи, принципы, методы, аппараты, техпроцессы. "Инженер" - буквально "изобретательный".
2) Способность анализировать известный объект (систему, процесс, принцип…).
3) Способность принимать решение, в общем случае, в условиях неопределенности.
4) Глубокое знание конкретной инженерной специальности, проникновение в область технических знаний радиоинженера.
5) Широкое овладение основными научными знаниями на уровне понимания (знакомства) основных проблем и идей других научных дисциплин, способность их освоить в случае необходимости (например, знание всеобщего метода познания - диалектического метода). Для радиоконструктора круг таких дисциплин широк - от физики твердого тела и до философских методов познания.
6) Владение современными средствами проектирования, в первую очередь - способность успешно применять математические методы, вычислительные методы, средства САПР, управленческие методы и т.д. для достижения цели.
7) Способность передавать полученную информацию обществу, т.е. выражать мысль четко и убедительно, устно, письменно и графически. Овладение особым языком проектировщика - черчением.
Кроме сугубо профессиональных необходимы и социальные качества личности: коллективизм, последовательность, принципиальность, доброжелательность и т.д..
Любой инженер, специалист работает в коллективе и законы коллективистской жизни требует своих качеств.
Краткий анализ перечисленных групп позволяет сделать вывод о том, что:
- первые три вида качеств являются главенствующими, хотя без поддержки их остальными невозможно ожидать полноценного "идеального" профессионала;
- не все качества воспитываются, приобретаются в процессе обучения; например, способность изобретать и социальные качества конструктора непосредственно в вузе не развиваются.
А теперь можно оценить содержание и план изучения дисциплины. Дисциплина по содержанию делится на четыре части:
- во введении дается мотивация изучения курса;
- первая содержательная часть посвящена методологии (основам теории) проектирования и конструирования РЭС;
- во второй части рассматриваются типовые конструкторские задачи и методы их решения;
- третья, заключительная часть, представляет собой рассмотрение основ современных информационных технологий проектирования РЭС.
Таким образом, в содержании и плане изучения сделана попытка сформировать комплекс качеств профессионала -специалиста. Введение и две первых части курса изучаются в одном семестре, а третья часть- в другом.