Индустрия 4.0 : в образовании необходимы и неизбежны радикальные изменения

Четвертая промышленная революция, или как ее по-другому называют Индустрия 4.0 и ее приложения, — один из самых актуальных вопросов для стран, которые хотят сохранить свою конкурентоспособность в области науки, технологий и инноваций в современном мире. Страны, которые не могут адаптироваться к процессам Индустрии 4.0, не смогут развиваться с научной и технической точек зрения и идти в ногу с текущими инновационными процессами.

Как сообщает Report, Индустрия 4.0 — это современные процессы автоматизации, большие базы данных, которые взаимодействуют друг с другом, роботы и умные фабрики, то есть последние производственные технологии.

На слуху названия таких современных технологий, как аддитивное производство, большие данные, искусственный интеллект, дополненная реальность, системная интеграция, Интернет вещей, кибербезопасность, облачные вычисления, машинное обучение и т. д.

Традиционные фабрики - это производства, где на различных машинах работали рабочие, которые также принимали участие в процессах контроля и принятия решений. Но уже сегодня есть предприятия, на которых нет необходимости в освещении, так как здесь не работают люди, а решения принимаются мгновенно автоматически с помощью современных роботизированных устройств. Данные с них постоянно подвергаются высокоуровневому анализу и используются для создания новых бизнес-моделей для повышения эффективности.

Как происходил переход от Индустрия 1.0, известной как первая промышленная революция, к 4.0?

Революция 1.0 произошла между 18 и 19 веками, и в основном использовала механические производственные системы с потреблением энергии воды и пара. Основной целью было увеличение производства за счет повышения эффективности труда. Изобретение парового двигателя в конце 18 века и переход от ручного труда к механическому - основа первой промреволюции.

С разницей примерно в 100 лет, в начале 20 века поспела Индустрия 2.0. Появление электричества в качестве источника энергии привело к прекращению использования воды и пара на заводах. Разумеется, и машинное оборудование работало на электричестве. В это же время родилась концепция эффективности и производительности в процессах, которые влияют на производство. Например, какой работник будет работать на каком оборудовании, и на что нужно обратить внимание, когда продукция, произведенная этим рабочим, перейдет на следующий этап. То есть были подключены дополнительные процессы для улучшения качества продукции. Конвейеры и эффективное серийное производство - знаковые события этого периода.

Индустрия 3.0 датируется серединой 20 века. В этот период изобретение электронных схем и интеграция их друг с другом начали облегчать функции рабочих на заводах, а в некоторых случаях - заменять их. Ближе к концу этого периода появились полностью автоматизированные линии. В период Индустрии 3.0 требования к программному обеспечению казались в значительной степени очевидными. Были проведены более глубокие исследования таких концепций, как управление производственными процессами, последующее наблюдение и операционные ресурсы на предприятиях, и становилось очевидным, что вместо ручных процессов следует использовать цифровые технологии и программное обеспечение для автоматизации.

Ко времени появления Индустрии 4.0 наступила новая эра технологий, когда машины на заводах общаются и взаимодействуют друг с другом через Интернет вещей (IoT). Машины начинают играть активную роль в процессах принятия решений, обмениваясь мгновенными данными в режиме реального времени. Возникают системы, в которых предприятия могут планировать свое производство наиболее эффективным образом, могут взять на себя управление и принимать решения, используя мгновенную передачу данных. Предприятия сами увеличивают свои производственные процессы с помощью достижений Индустрии 4.0 до самого высокого уровня и контролируют их.

Как вписать эти изменения и промышленные разработки в систему образования? Ведь чтобы приспособится к жизни при Индустрии 4.0 это необходимо.

Можно начать с объяснения меняющегося мира в школах. Несмотря на практически пропасть между первой и четвертой революциями кабинеты естественных наук в школах практически не отличаются. Более того, подходы к преподаванию практически те же. Большинство учащихся по-прежнему пассивно пытаются понять информацию, поступающую от учителей. Научные темы в программах также относительно идентичны. Учитель, аудитория, доска, учащиеся.

Возьмем для сравнения телефон. Изобретением Грэма Белла можно было воспользоваться только при наличии кабеля, а сейчас мы можем говорить сколько угодно в любом месте мира, имея в кармане практически высокотехнологичный компьютер.

Очевидно, что изменения в отрасли технологических разработок усовершенствовались, а в естественнонаучном образовании не претерпели изменений в своей форме.

Второй важный вопрос, связанный с научным образованием, — соответствует ли сегодняшнее образование цифровым ожиданиям?

Здесь на первый план выходит важность научного и технологического образования, учитывая, что на заводах будущего смогут работать только имеющие технологические знания и опыт высокого уровня. И их нужно осваивать с ранних этапов обучения.

Значит на министерства образования возложена большая ответственность за подготовку квалифицированных кадров, способных адаптироваться к этим невероятным преобразованиям. В противном случае у нас будет большое количество людей, которым будет сложно найти работу, требующую столь серьезных навыков.

С этой точки зрения радикальные изменения в естественнонаучном образовании неизбежны. Приоритет следует отдавать системам, в которых учащиеся могут выработать альтернативные решения, используя полученные знания и навыки, особенно когда они сталкиваются со сложными проблемными ситуациями.

При разработке альтернативных решений от учащихся требуется эффективное общение со своими друзьями, учителями и заинтересованными сторонами во внешнем мире, а не индивидуальные занятия. Необходимо развивать критическое мышление и умение найти подход к решению сложных проблем.

Некоторые из сложных наборов навыков, для которых даже одного университетского диплома недостаточно, неизбежно будут подвергнуты сомнению лидерами в области науки и технологий. И гонку выиграют те, кто сможет проявлять креативность, адаптируемость и гибкость. А для их развития необходимо качественное и радикально модернизированное естественнонаучное образование.

Специалист по data Learning Эмин Алиев