استغلال تقارب هندسة النظم مع سرد القصص لتعزيز التعاون والتعلم

في كتابي هندسة النظم متعددة التخصصات: استغلال التقارب في عالم شديد الترابط (Springer ، 2018)، أناقش التقارب المستمر لهندسة النظم مع التخصصات الأخرى وكيف يمكن استغلال هذا التقارب في خدمة المجتمع والإنسانية. في هذا الكتاب ، عرَّفت هندسة النظم متعددة التخصصات على أنها “فرع فرعي يستغل تقارب هندسة النظم مع التخصصات الأخرى لصياغة واستكشاف حلول لمشاكل النظم الاجتماعية والتقنية المعقدة التي تبدو مستعصية على الحل عند عرضها فقط من خلال عدسة هندسية.” لقد حددت أيضًا وناقشت رواية القصص كعامل تمكين رئيسي للهندسة.

سرد قصصي

القص هو مهارة مكتسبة تجعل المفاهيم المعقدة سهلة الفهم وتتحسن بالممارسة. يفهم رواة القصص الفعالون جمهورهم ويصوغون قصصهم وفقًا لذلك. حتى الراوي العظيم ستيف جوبز فشل في استبدال الكمبيوتر الشخصي لشركة آي بي إم بليزا من شركة آبل. تم نقل قصته من خلال إعلان من 8 صفحات في وول ستريت جورنال ، فشل في الاتصال. بعد أن تعلم من تلك التجربة ، كان على العلامة مع بيكسار قصة لعبة وآبل آي بود.

يمكن استغلال رواية القصص في مجموعة متنوعة من السياقات الهندسية. وتشمل هذه: مشاركة لحظات اكتشاف يوريكا ؛ تصور واستكشاف سلوك الأنظمة المستقبلية في بيئات مختلفة لتعظيم الفوائد المجتمعية ؛ شرح مفهوم مجرد أو معقد للطلاب أو مجموعة من الناس العاديين ؛ ووصف الفوائد المجتمعية المحتملة للتكنولوجيات الجديدة الناشئة. يمكن أن يكون سرد القصص في الهندسة فعالاً للغاية في بيئات مختلفة: الفصول الدراسية الهندسية التعاونية والتعلم عبر الإنترنت ، والعروض التقديمية الهندسية ، والنشر العلمي. القصة المؤثرة تفعل أكثر من الترفيه. إنه يعلم ، ويعلم ، ويشرح ، ويقنع. يستدعي استجابة عميقة وعاطفية قوية. من خلال مشاركة القصص ، يتواصل المهندسون مع زملائهم المهندسين ، ويتواصل المدرسون مع الطلاب ، ويتواصل الطلاب مع زملائهم الطلاب. توفر القصص ملاذاً آمناً للمشاركة وتبادل الأفكار وإنشاء الاتصالات. اليوم ، يعد سرد القصص طريقة رائعة لإيصال عرض القيمة للتقدم السريع والتقنيات الجديدة غير المفهومة جيدًا مثل الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية. اثنان من ابتكاراتي في سرد ​​القصص هما وزعت الهندسة التعاونية و الفصول الدراسية والتعلم عبر الإنترنت.

الهندسة التعاونية الموزعة

ينبع التحدي في الهندسة التعاونية الموزعة من الاختلافات في الخلفيات التعليمية والتخصصات وطرق الاتصال والمواقع والثقافات. مع ظهور هندسة النظم المستندة إلى النموذج ، يحدث التعاون الهندسي حول نماذج النظام التي تم إنشاؤها باستخدام لغات نمذجة النظام. نظرًا لأن العديد من أصحاب المصلحة غير مألوفين بهذه اللغات ، لا يمكنهم المساهمة في الهندسة المسبقة ، حيث يتم اتخاذ معظم القرارات الرئيسية عالية التكلفة. ينتج عن هذا النقص تكرارات وإعادة صياغة غريبة في التصميم ، مما يؤدي إلى جداول زمنية غير دقيقة وتجاوزات في التكاليف. لمعالجة هذه المشكلة ، قمت بتطوير أسلوب سرد القصص التفاعلي المستند إلى النموذج (MBIS) ، وهو أسلوب سرد القصص الذي يسمح لفرق أصحاب المصلحة بالتعاون حول قصص النظام، لا نماذج النظام.

08.10.2023

08.10.2023

08.09.2023

يتم إنشاء قصص النظام من نماذج النظام وحالات الاستخدام والمخططات التسلسلية وعناصر أخرى من MBSE. يمكن أن يكون التعيين من نماذج النظام إلى قصص النظام شبه آلي. ومع ذلك ، يجب أن يصبح المهندسون رواة قصص لإكمال القصص من خلال توفير المعلومات الزمنية ، وإدخال الأحداث / الظروف ، وملء العوالم الافتراضية التي سيتم فيها تنفيذ القصص. يتمتع التعاون حول قصص النظام بالعديد من المزايا:

• يمكن للمشاركين أن يرتبطوا بشكل حدسي وغريزي بالقصص المقدمة في شكل مرئي.
• يمكن تنفيذ القصص بشكل تفاعلي في عوالم افتراضية تم إنشاؤها باستخدام محركات ألعاب رخيصة الثمن.
• يمكن تطبيق العدسات الخاصة بالأدوار على تنفيذ القصص التي تمنح أصحاب المصلحة المعلومات والآراء ذات الصلة.
• يمكن أن تأخذ حقن القصة شكل التغيير في توقيت الأحداث ، والتغيرات في توافر الموارد ، وعدم توفر الأفراد لملء دور معين ، والتأخير في المعلومات والموارد المادية ، وانهيار سلاسل التوريد ، وفقدان الموظفين ذوي الخبرة المحددة.

تعزز الشفافية وقابلية الفهم للقصص المشاركة الكاملة وتضمن المساهمات القيمة من جميع أصحاب المصلحة ، لا سيما في الهندسة المسبقة حيث يتم تأمين “القرارات الكبيرة عالية التكلفة”.

الفصل الدراسي والتعلم عبر الإنترنت

عندما يتم الجمع بين سرد القصص ومبادئ علوم التعلم ، فإنك تحصل على أفضل ما في العالمين: المعرفة المتصلة ، والمواد الجذابة ، والتعلم التجريبي. التعلم التجريبي يثير ردود فعل عاطفية. تتمثل إحدى الطرق الفعالة لاستحضار الاستجابة العاطفية أثناء سرد القصص في استبدال العبارات التي تصف المشاعر (“تعرض مدير المشروع للتوتر والإحباط”) بأوصاف فسيولوجية للتجربة العاطفية (“قام مدير المشروع الذي يظهر عرقًا على جبينه برفع يديه كما لو كان كان يسير على الأرض “).

منذ ما يقرب من عقد من الزمان ، بدأت العمل على TRASEE ™ ، وهو نموذج تعليمي هندسي يستخدم أسلوب سرد القصص كإستراتيجية تربوية أساسية. يهدف TRASEE ™ إلى غرس عقلية ومهارات قيادية جديدة متعددة التخصصات لدى الطلاب لإعدادهم للقوى العاملة الهندسية اللازمة لمواجهة التحديات الهندسية في 21^شارع قرن. تنظر TRASEE ™ إلى سرد القصص على أنه وسيلة لتثقيف المتعلمين وإلهامهم وتحفيزهم. يسهل تضمين المفاهيم في القصص الاحتفاظ والاستدعاء. يتعلم الطلاب بسرعة أن القصص هي وسيلة فعالة لاستنباط ومشاركة المعرفة الضمنية وبناء مجتمعات المتعلمين وإشراكها لاستكشاف الممارسات الجديدة المحتملة. بعض المبادئ الأساسية التي يقوم عليها TRASEE ™ هي:

• يضمن سرد القصص ، عند دمجه مع مبادئ من علوم التعلم ، أن يكتسب الطلاب المعرفة في شكل متصل.
• يظهر سرد القصص على أنه أصيل عندما يتمكن الطلاب من الارتباط بالقصص. على سبيل المثال ، القصص المتعلقة بمشاكل النقل في لاغوس ، نيجيريا ، أو ما يبدو أنه أنماط قيادة “عشوائية” في الهند ، تتواصل على الفور مع الطلاب من هذه البلدان.
• تضفي القصص الحياة على مفاهيم الهندسة المجردة بينما تجعل المفاهيم المعقدة قابلة للتوافق. مثال على مفهوم مجرد التحيز الضمني في تحليلات المقايضة. مثال على مفهوم معقد أخلاق مهنية في صنع القرار.
• تحتاج القصص إلى “خطاف” للتواصل مع الطلاب. يمكن أن يكون الخطاف الفعال هو “يوم في حياة الطالب” ، و “سوء فهم أدى إلى نتيجة مفاجئة للمشروع” ، و “استخدام غير تقليدي لتقنية ناشئة غير مفهومة تمامًا أدت إلى نتيجة إيجابية”.
• البيانات والنماذج لا تتصل مثل القصص. لذلك ، لا ينبغي للقصص أن تكون كثيفة البيانات. بينما يبدو تقديم البيانات والتحليلات ظاهريًا أمرًا منطقيًا ، يتخذ البشر قراراتهم بناءً على العواطف وليس المنطق ؛ يستخدم المنطق بعد الحقيقة لتبرير القرارات التي تم اتخاذها بالفعل.
• من الأفضل نقل المفاهيم المجردة مثل “التحيزات” و “الأخلاق” و “الثقافة” من خلال القصص.
• تتميز السرد القصصي بخصائص ذاتية الانعكاس تشجع على التفكير النقدي والتفكير المنظومي وتعززه.

نظرة مستقبلية

في المستقبل ، ستصبح القصص وسيلة فعالة لالتقاط دراسات الحالة والدروس المستفادة. عند تنفيذها في المحاكاة ، فإنها ستمكّن من استكشاف مستقبل بديل واكتشاف معرفة جديدة. بهذا المعنى ، ستصبح القصص “مسرعات تجربة” فعالة. أيضًا ، سيقرأ المهندسون ورجال الأعمال الآخرون والمحامون والعملاء والمستثمرون والمراسلون المستندات التي يكتبها المهندسون. قد يكون للقصة الموجزة حول مقطع في حياة المعلم تأثير دائم على فهم الطلاب للمفاهيم المجردة مثل الأخلاق والتحيزات. لذلك ، يعد سرد القصص أمرًا ضروريًا لمهندسي القرن الحادي والعشرين. إذا كانت الصورة تساوي ألف كلمة ، والنموذج يساوي ألف صورة ، فإن القصة تساوي ألف نموذج! (آزاد مدني ، 2018)

فهرس

Madni ، AM “توسيع مشاركة أصحاب المصلحة في هندسة النظم المسبقة من خلال سرد القصص في العوالم الافتراضية ،” هندسة النظم، المجلد. 18 ، ع 1 ، ص 16-27 ، يناير 2015.
مادني ، صباحا ، “هندسة النظم متعددة التخصصات: استغلال التقارب في عالم شديد الترابط، “(تصدير بقلم نورم أوغسطين) ، سبرينغر ، سبتمبر 2018.
Bahill، T. and Madni، AM “قرارات المقايضة في تصميم النظام ، “ سبرينغر ، ديسمبر 2016.
مادني ، آم ، بوم ، ب. وآخرون. (محرران) التقارب التأديبي: الانعكاسات على بحوث هندسة النظم، سبرينغر ، 2018.
مادني ، أيه إم تستغل متعدية التخصصات في MBSE لتعزيز مشاركة أصحاب المصلحة وزيادة تغطية دورة حياة النظام ، كتيب MBSE، Springer 2023 Madni، AM، Spraragen، M. و Madni، CC “استكشاف وتقييم سلوك النظام المعقد من خلال سرد القصص المستند إلى النموذج” المؤتمر الدولي لأنظمة IEEE ، الإنسان وعلم التحكم الآلي ، “حدود هندسة النظم القائمة على النماذج” ، سان دييغو ، كاليفورنيا ، 5-8 أكتوبر 2014.

آزاد م. مدني هو أستاذ جامعي للملاحة الفضائية والفضاء والهندسة الميكانيكية وحائز على كرسي فريد أوجرين في الهندسة بمؤسسة نورثروب جرومان في جامعة جنوب كاليفورنيا. وهو الرئيس التنفيذي لشركة Intelligent Systems Technology، Inc. وقد حصل آزاد على ميدالية IEEE Simon Ramo لعام 2023 المرموقة لمساهماته الرائدة في هندسة النظم القائمة على النماذج والتعليم والتأثير الصناعي باستخدام مناهج متعددة التخصصات. كعضو في الأكاديمية الوطنية للهندسة ، حصل على جائزة برنارد إم جوردون للأكاديمية الوطنية للهندسة 2023 للابتكار في الهندسة والتكنولوجيا ، وهي أعلى وسام في التعليم الهندسي. وهو زميل IEEE (الحياة) و AIAA و AAAS و INCOSE (الحياة) و IISE و AIMBE و SDPS (الحياة) و SDPS (الحياة) و IETE (الحياة) و WAS (الحياة). يمكن الوصول إلى أزاد على azad.madni@usc.edu.