Игры в кубики

Савин Игорь Игоревич, к.т.н, доцент,
Бийский технологический институт

С большим интересом ознакомился со статьями С. Комарова «Любительское (свободное) радиовещание» и О. Разина «Всем, Всем, Всем! В эфире свободная радиостанция…», а также прослушал записи выступления С. Комарова, О. Разина и Р. Иванюшкина в эфире радиостанции «Говорит Москва» 8 июля 2007 года. Обозначенные выступающими проблемы современных вузов (на примере ГИТР и МТУСИ) и современного подхода к техническому образованию мне очень близки — я, работаю доцентом в Бийском технологическом институте.

Институт был создан в 1959 году с целью подготовки специалистов для нужд оборонного комплекса города. Изначально в институте готовили только инженеров- технологов химических производств (на чем и специализируется Бийская оборонка) и был далёк как от электроники, так и от радиотехники. Но в последствии перечень специальностей был существенно расширен, в том числе в 80-х годах была открыта специальность «Информационно-измерительная техника» (которую я и заканчивал). Поскольку в рамках указанной специальности усиленно преподавались курсы электротехники, электроники и радиотехники, не удивительно, что многие школьники-радиолюбители выбрали указанную специальность. И, несмотря на то, что изначально последняя позиционировалась как вспомогательная (официально основной специальностью для вуза была и остается «химическая технология»), высокий потенциал студентов, прошедших школу радиолюбительства, закрепил за указанной специальностью неофициальной статус элитной. Конкурс возрастал с каждым годом, а выпускники, по отзывам работодателей, зарекомендовали себя высококлассными специалистами, способными к решению сложных инженерных задач. Многие ребята после окончания вуза поступали в аспирантуры, и, как правило, успешно защищали диссертации.

Но в последнее время ситуация сильно ухудшилась. Нет, конкурс продолжает оставаться высоким. Даже престижные «экономические» специальности отстают. И выпускники вроде бы остаются востребованными, но, правда уже не как инженеры, а как «специалисты по проектированию и монтажу котельной автоматики», «специалисты по ремонту сотовых телефонов», «системные администраторы», «программисты 1С». Попробуем разобраться в проблемах указанного явления.

1. Как учим…

Люди, работающие в вузах, прекрасно знают, что в конце 90-х годов учебные программы претерпели существенные изменения. К лучшему ли? Рассмотрим нашу специальность «Информационно-измерительная техника». В начале 90-х, когда учился я, учебной программой было предусмотрен трехсеместровый курс «Теоретические основы электротехники», трехсеместровый курс «Электроника» («Общая электроника», «Электроника в приборостроении», «Радиоэлектроника»), двухсеместровый курс «Техника двоичной переработки информации», двухсеместровый курс «Микропроцессорная техника». Эти курсы были базой, на которых строились все специальные курсы. Посмотрим, что мы имеем сейчас. Однсеместровый курс «Общая электротехника», односеместровый курс «Электроника и микропроцессорная техника», «Техника двоичной переработки информации» сократилась также до одного семестра. Чем же заняты «вакантные места»? «Культурология», «Политология», «Английский язык» (аж 10 семестров!), физкультура (аж 8 семестров). И это в техническом вузе!

Ситуация усугубляется еще и тем, что последовательность преподавания дисциплин также неправильная. Рассмотрим это. Первый курс. Математика. Студенты исписывают тонны бумаги решением задач по дифференциально-интегральному исчислению, логарифмам, рядам. Зачем?! Ведь у них еще нет никакого практического приложения этих знаний. В обыденной жизни интегралы ведь не нужны! А специальные инженерные дисциплины, где все это понадобится, будут еще не скоро — на четвертом курсе. Неудивительно, что к этому самому четвертому курсу все знания в области математики просто «выветриваются».

В рамках рассматриваемой специальности имеется курс «Теория измерительных сигналов» (в двух частях). Курс-то важнейший! Но что толку от того что, преподается он в «математическом ключе» без конкретных практических приложений. Взять хотя бы спектральную плотность — важнейшее понятие теории измерительных сигналов. Попробуем встать на место студента: «А откуда эта спектральная плотность берется? С потолка? А зачем она вообще нужна? А нафига я буду мозги сушить, формулы какие то сложные запоминать». Так рассуждают студенты. Потому что они еще не сталкивались с этой спектральной плотностью. Хотя показать им это на жизненном примере, взяв радиоприемник и вольтметр, и вращая ручку настройки и записывая показания вольтметра в простом опыте построить функцию спектральной плотности эфира и конкретной радиостанции, не так то сложно. А потом наложить на эту функцию спектральной плотности передаточную функцию входного контура приемника, сместить результат на частоту гетеродина. Самое главное, что все это можно дать в качестве домашнего задания. Ничего дорогого и дефицитного здесь не надо. Радиоприемник и мультиметр есть наверное у каждого студента… А если еще поставить задание померить спектральную плотность эфира не в УКВ (или как сейчас модно — FM) диапазоне, а на средних и коротких волнах, то ребята (и девушки) обязательно сделают для себя много интересных открытий, узнав что радио это нет только «попса на FM» но и серьезные иностранные радиостанции. Сейчас ведь модно изучать иностранные языки. А для хорошего изучения иностранного языка нужно слушать речь его носителей. И опять радиоприёмник может помочь студенту.

2. Кого учим и чему…

Опять таки вспоминаю свою школьную и студенческую молодость. С пятого класса я посещал радиокружок. В восьмого — еще и компьютерный. В институте, в группе, где я учился, такой же путь прошли более половины ребят (девушка, ввиду особенностей специальности, в нашей группе была только одна). Несколько человек имели радиолюбительский позывной.

Посмотрим, что сейчас. На первом курсе, когда студенты рассматриваемой специальности изучают у меня физику, я всегда делаю опрос, пытаясь выяснить, есть ли среди них радиолюбители. Ситуация примерно такая. Еще года четыре назад один-два радиолюбителя на две группы все-таки находились. В последнее время нет ни одного.

А может быть это просто ностальгия по ушедшей молодости? Нет! Просто освоить учебный материал данной специальности человеку, кто уже имеет даже маломальские представления в электронике и радио существенно проще. Ему уже не надо «разжевывать» зачем нужен транзистор — он это хотя бы немного представляет. Поэтому информацию о физических принципах работы транзистора он будет даже подсознательно усваивать, а не отторгать. И со спектральной плотностью у него никаких проблем не будет! И решая интегралы, он будет видеть в них практическое приложение! Проверено на собственном опыте и на опыте студентов-радиолюбителей. Кстати, последние обычно начинают выступать в роли «неофициального помощника преподавателя», помогая согруппникам понять «сухую теорию» на практических примерах.

Почему радиолюбители «вымирают» как динозавры? На мой взгляд, ситуация здесь следующая. Вновь обращусь к своей молодости. Конец 80-х — начало 90-х — эпоха тотального дефицита. Купить какой-либо радиоприбор было очень сложно. Вот и собирали из списанных с заводов деталей приемники, магнитофоны, электронные звонки и прочее. То есть фактически удовлетворяли свои материальные потребности. Говоря современным языком — в техническом творчестве была материальная заинтересованность. Но при этом приобщались и к «духовным потребностям», и технику осваивали. Когда я учился на первом курсе, мне очень хотелось иметь свой маленький телевизор. Купить его тогда было практически невозможно (как по деньгам, так и потому, что их и в продаже то не было). Вот и собрал его сам из старых радиодеталей. А пока собирал и настраивал, принципы телевидения выучил.

А сейчас. Комплект радиодеталей даже для простого приёмника будет стоить в несколько раз дороже, чем добротный всеволновый приемник китайского производства. Не говоря уж про более сложные устройства. Да и на кухне уже не попаяешь — модную мебель можно поцарапать и стены закоптить. Вот так оказывается — нет материального стимула — нет и творчества. Но вместе с техническим творчеством оказалась утеряна и начальная научно-техническая подготовка. А ведь изменение вузовских программ в пользу сокращения базовых технических дисциплин мотивировалось именно тем, что ввиду общего развития науки и техники степень начальной технической подготовки абитуриентов возросла. Похоже, министерские чиновники совсем абстрагировались от реальности.

А может быть они (чиновники) имели в виду всеобщую компьютеризацию? Увы, тут тоже поле для творчества уже исчерпано. Вспоминаю начало 90-х. Только-только появились компьютеры IBM (в том числе и в нашем компьютерном кружке). Программного обеспечения толком еще не было. Вот и вынуждены были мы осваивать программирование, дабы написать для себя же какую-нибудь игру или прикладную программу. И освоили. Причем классическое программирование. А что значит написать игру на том же языке Turbo Pascal. Простейшая экранная форма — день, обработчик команд с клавиатуры — еще день. Готовых модулей-то не было! Появилась среда Delphi. Честь и хвала ее создателям. Для профессионального программиста это находка. Не нужно больше тратить время на рутину. Можно сосредоточиться на сути программы. Но вот для обучения программированию это не лучшая среда. Ведь простую программу-то можно создать фактически из кубиков, «кликая мышью».

Теперь Интернет. Еще некоторое время назад для того чтобы хоть как-то быть представленным в Интернете необходимо было хотя бы сайт создать. А для этого нужно изучить язык гипертекстовой разметки и иметь хотя бы маломальское представление о принципах функционирования сети. Теперь все это не надо — есть «Живой журнал» и социальные сети («В контакте», например), где все делается «одним кликом». Может быть это и хорошо, что на пути к общению и самовыражению исчезают технические преграды. Только что самовыражать-то, если за душой ничего нет! Не случайно информационная ценность всех этих «однокликовых ресурсов» фактически равна нулю. Что там содержится? Спам, флейм, флуд, порнография, вирусы и другой сетевой шум. Есть, конечно, и ценная информация, но ее доля никак не превышает 5%. На мой взгляд, на пути к всеобщему общению и самовыражению необходимо иметь минимальный барьер, который потребует от пользователя хотя бы мало-мальски заняться самообразованием. Не случайно коротковолновики в эфире говорили в основном о радио. Ведь для того, чтобы попасть в эфир, нужно было подняться над этим самым техническим барьером: собрать трансивер, сделать антенну, изучить телеграфную азбуку. А когда человек прошел все эти трудности, его научно-технический и культурный уровень существенно поднимается. И не будет он разводить болтовню в эфире. Ему гораздо интереснее технические достижения коллег. Так и в Интернете. Первые сайты, форумы, чаты были посвящены именно проблемам этой сети.

Вот и получается, что технический прогресс — это палка о двух концах. С одной стороны упрощает жизнь человеку, а с другой — убивает желание преодолевать даже маломальские технические трудности. Это касается и других сфер. Редко кто ведь сейчас отделывает квартиру или ремонтирует автомобиль собственными руками. Тяжело, грязно, сложно…

Но вернемся к нашим студентам — будущим инженерам. Не будем рассматривать тех, кто пришел в вуз для того, чтобы «откосить от армии» или по прихоти родителей и реально не тянет учебную программу. Такие люди были и будут всегда. Посмотрим на тех, кто, пройдя все трудности первых курсов, все-таки какие-то знания усвоил, к четвертому курсу оказался в одной из учебных или научно-исследовательских лабораторий и действительно хочет стать специалистом. Эти ребята демонстрируют свои способности в разработке устройств на микроконтроллерах, они могут изучить документацию на готовые изделия промышленной автоматики, подобрать их по каталогу, спроектировать и собрать из них действующую систему. Но вот рассчитать и спаять однокаскадный транзисторный усилитель — увы… Они этого не умеют. А учить — уже поздно. Так чему же мы все-таки учим? Оказывается, «играм в кубики». Да, уровень развития современной техники таков, что создать практически применимую систему с нуля наверное уже невозможно. Поэтому и делают их из готовых сертифицированных «кубиков»: микросхем, модулей, субмодулей, шкафов, стоек и прочее. Так делали и раньше. Вся аппаратура КИПиА уже лет 60 по сути «домик из кубиков». Но раньше этот «домик» строили выпускники техникумов, то есть техники. А проектировали «кубики» — инженеры. Хорошо ли это, что инженеры играют в кубики? Нет! Задача инженера — эти «кубики» делать. Что кстати и записано в стандарте рассматриваемой специальности. А что касается чтения документации, соединения и замены блоков, так в армии это с давних пор легко делают 18-ти летние мальчишки, которые часто еще и училищ не закончили, не говоря про вузы. А вот написать эту документации. Грамотно спроектировать блоки, так чтобы их мог соединить любой человек — опять-таки задача инженера.

Вспоминаю случай. Однажды на защите дипломных проектов (тогда выпускалась очень сильная группа, которой мы особенно гордились), заслушав дипломников, приняв решение и выставив оценки, один из членов комиссии, доктор технических наук, заслуженный и уважаемый специалист в области электроники и вычислительной техники, благодаря которому на одном из бийских оборонных предприятий в конце 50-х годов впервые в отрасли была применена цифровая автоматизированная система управления потенциально-опасными технологическими процессами, встал и высказал напутствие будущим инженерам. В его речи мне запомнилась вот такая фраза: «…Я вам даже немного завидую. Вы живете в замечательное время. Для решения такой простой задачи как сложение двух аналоговых сигналов вы можете себе позволить применить компьютер, платы ЦАП и АЦП, специальное программное обеспечение. У меня в свое время такой возможности не было. Но эту задачу я все равно решил, причем мне хватило всего двух резисторов. Очень просто придумать сложное решение. Простое — сложно. Но в этом и заключается роль инженера. Все гениальное просто…».

3. Работа над ошибками…

То, что для сложения двух аналоговых сигналов ребята применили компьютер, красноречиво говорит о проблемах современного высшего образования. У них ведь просто не было практики простых электронных схем. Они теоретики. А «теория измерительных сигналов», как я уже отмечал выше — читалась им как «голая» математика. Вот и пришлось для реализации этой «математики» компьютер ставить. Тут ведь еще возникает один стереотип — если в теории это сложно, то на практике еще сложнее. А оно ведь, как известно не всегда так. Чтобы этот стереотип разрушить нужна практика, причем с самых первых курсов. Но вот беда — практику по специальности на первом курсе не организовать. Все-таки, прежде чем делать АСУТП для потенциально-опасного процесса, нужны специальные знания.

Значит, практиковаться нужно на чем-то другом. На том, где ошибка не приведет к тяжелым последствиям. Но при этом, не на каких-то абстрактных системах, не имеющих практического применения, а на чем-то, что реально заинтересует молодежь.

Это радио. Ведь даже самый простой детекторный приемник осуществляет сложное, с точки зрения теории, преобразование. И без всяких там компьютеров! А взять супергетеродин. Так это вообще целый «радиотехнический университет»! Но создание радиоприемников — это скорее для школьников. Студентов этим уже не заинтересовать. Психология молодых людей (18-20 лет) требует, как известно, самовыражения, общения, «тусовки». Не удивительно, что даже «студенты-технари» не прочь поиграть в КВН, ходить в походы, создавать музыкальные группы, выпускать институтские газеты. Приемник им в этом деле не поможет. Общение посредством любительской радиосвязи? Боюсь, что тут вряд ли удастся составить конкуренцию Интернет.

А если радиовещание? Создать в вузе радиостанцию, построить передатчик. Готовить к эфиру программы. Вот это, похоже, то, что нам и надо. Ведь стремление к творчеству-то все же у студентов есть. А тут творчество будет техническим. Пусть студенты специальности «Информационно-измерительная техника и технологии» строят передатчик — им позарез нужен практикум по электронике. А студенты специальности «Информационные системы и технологии» пишут программы обработки звука — им практикум по программированию. Студенты механических специальностей займутся конструкцией антенного хозяйства, а будущие экономисты и маркетологи — продвижением радиостанции. А чего вещать в эфире. Тут уж точно вопроса не возникнет. Музыка самодеятельных групп, новости студенческой жизни, новости турклуба, советы студентам, интервью с преподавателями, да и еще много чего.

Вот это будет настоящее самовыражение. Уверен — ребята и девушки потянутся. Хотелось бы услышать в эфире такие слова: «Всем! Всем! Всем! В эфире любительская радиостанция Бийского технологического института! Наш передатчик разработали и сделали студенты третьего курса Иванов и Петров, программное обеспечение создал студент Сидоров, ведущая радиостанции студентка первого курса Попова. А сейчас наша рок-группа “Студенты без границ” споет для всех горожан свою новую песню о родном городе. Стихи и музыка нашего студента Кузнецова». Представим себе, как после этого студент Петров встретит на улице своего школьного друга, а тот ему скажет, что-то вроде: «Ну ты даешь, сам сделал передатчик! Голова!…». Вот это и будет самовыражение! А студент Иванов, в последствии, делая дипломный проект, уже не будет складывать сигналы на компьютере, а применит таки два резистора. Потому что у него уже будет практический опыт.

Понятно, что всех студентов в эту область не вовлечь. Но даже те 5-7%, которые пройдут эту школу, станут «локомотивом» для всей группы и смогут разорвать порочный круг «игр в кубики».

4. Что же мешает…

Однако на пути любительскому вещанию, преследующему благие образовательные цели, встают законодательные препоны. Ведь согласно действующему сейчас положению радиовещание — коммерческий и лицензируемый вид деятельности. Коммерческая деятельность ВУЗ-у и любителям не нужна, и коммерческий статус будет сильно мешать образовательному процессу, создавая соблазн узурпировать такую станцию для зарабатывания денег и исключить ее из учебного и познавательно-воспитательного процесса. Да и основное условие получения такой лицензии — сертифицированный передатчик, антенна и студия — для образовательных целей совершенно неприемлемы — это опять «игры в кубики». А если передатчик создан студентами, сертифицировать его по сегодняшнему законодательству нереально. Опять замкнутый круг «игр в кубики».

В связи с эти мне вспомнился пример из другой области. Речной флот. Тут все четко еще с советских времен. Есть большой флот, а есть малый. На большом флоте сертифицированные Речным регистром суда управляемые профессиональными экипажами. Но есть малый любительский флот: лодки, катера, яхты. Для того, чтобы ходить по водным просторам на самодельной лодке, ее не нужно сертифицировать. Достаточно лишь представить комиссии Государственной инспекции по маломерным судам эскиз судна, содержащий основные размерения и расчеты остойчивости. После этого можно строить вожделенную лодку или яхту. По окончании постройки готовое судно опять-таки предъявляется комиссии, которая проверяет фактическую остойчивость, прочность и оснащение. И, если все в порядке, выдает судовой билет. Но в правилах плавания по внутренним водным путям четко определено, что эти водные пути маломерным судам предоставляются на вторичной основе. Свободен судовой ход — можно плыть. Появилось большое судно — уступай ему дорогу. Такие простые решения позволяют любителям ходить на своих судах по водным просторам, не мешая коммерческому флоту.

Может быть и с радиовещанием сделать так же. Выделить любителям небольшую частотную область в нескольких диапазонах. Нужно-то всего-то 300 кГц в УКВ и по 40-60 кГц в других диапазонах. В большинстве городов такие «дырки» найдутся. Любителям не нужно вещать ежедневно и круглосуточно. Сколько времени нужно студенческой программе? Да от силы 1-2 часа, да и то не каждый день. Одной УКВ частоты на город вполне хватит всем. И передатчик не надо сертифицировать. Предъявили схему — получили разрешение на постройку. Собрали — представили комиссии. Комиссия проверила, что передатчик работает в заданном диапазоне, обладает нужной стабильностью частоты, не создает помех — выдала свидетельство. Включай и вещай.

5. «Здесь Россия Первая Фёдор Лбов»

«Дырки» в частотной территории были всегда. Ими с давних пор пользовались нелегальные любительские вещательные станции. Радиохулиганы, скажете вы. Позволю себе не согласиться. Все преступление свободных операторов в советское время заключалось лишь в том, что они нарушали «монополию» государства и партии на несение людям информации. Сейчас эти запреты уже не актуальны. Конечно же были и те, кто создавал помехи профессиональным станциям связи, но все-таки таких было меньшинство. Ведь большинство советских «радиохулиганов» были радиоспециалистами или опытными радиолюбителями. Они прекрасно знали, чем грозят помехи, и старались их не создавать. У них даже был собственный кодекс чести, где говорилось о взаимоуважении и чистом эфире!

Любительскому вещанию в нашей стране уже более 80 лет. В 1925 году эту практику начал нижегородец Федор Лбов.

В конце 80-х годов я впервые столкнулся со свободными вещателями. Правда, это были уже любительские телецентры. Тогда в СССР начали проникать японские видеомагнитофоны и видеокассеты к ним. Это было роскошью. Тем не менее, попадала эта аппаратура не только к «снобам» и «барыгам», но и к радиолюбителям. А они были людьми не жадными, и охотно делились видеозаписями с соседями-телезрителями. Делалось это так. К высокочастотному выходу видеомагнитофона подключалась «шарманка» на мощном транзисторе. Это был апериодический усилитель, спектр сигнала определялся целиком модулятором видеомагнитофона. Все это хозяйство подключалось к антенне, причем часто к коллективной, установленной на крыше. В итоге жители соседних домов могли совершенно бесплатно смотреть не виданные ими до того времени западные фильмы и мультфильмы. Правда в черно-белом виде, так как трансляция шла в системе PAL, а советские телевизоры были к ней, как известно, невосприимчивы. Кстати, помех на других каналах от такой «шарманки» не было.

Довелось слышать и свободных радиовещателей. Правда передатчик находился далеко от моего дома, и сигнал был очень слабым. Но все равно, слышно. Станция транслировала песни Высоцкого. Помните, тогда выходили пластинки «На концертах Владимира Высоцкого». Вот их и крутили.

Любительское вещание — свершившийся факт. Причем никакого вреда для общества не несущий. Так почему бы его не легализовать? Хотя бы для образовательных и воспитательных целей.

Савин Игорь Игоревич Дата рождения: 01.03.1979 Увлечение электроникой и радио с 1-го класса (с 1986 г.) В 2002 году окончил Бийский технологический институт по специальности «Информационно-измерительная техника и технологии». С 2006 года — кандидат технических наук. В настоящее время работаю в Бийском технологическом институте — доцент кафедры физики. Параллельно с работой в вузе занимаюсь проектированием устройств автоматизации для транспорта. Хотел бы организовать в вузе любительскую вещательную радиостанцию. Домашний адрес: 659316, Алтайский край, г.Бийск, ул. Чайковского, д. 122, кв. 28. Мой сотовый телефон: 8 905 987 58 58

Наши друзья