工程思维的妙用

作者: ABCVian金老师 | 来源:发表于2020-12-11 11:54 被阅读0次

    说起“工程思维”我第一反应是“STEAM”:Science(科学), Technology(技术), Engineering(工程), Arts(艺术), Maths(数学)的教育理念。

    实际上就是一种认知与实践的结合。

    工程思维是一种把“创意”变成“现实”的思维。它让创意变成创造,让理想变成现实。

    创造是一个从无到有的过程,在这期间要经历很多困难,把理想变成现实,没那么容易。那么工程思维有哪些特点,又如何能作用于我们的实际生活呢?

    1.工程思维具有价值定向性。

    工程思维考虑的是如何用科学知识加合理的操作,使研究成果为人们所用。所以工程思维更多的突出是“有用”。

    有个很有趣的例子:一个香皂厂,为了解决流水线上的一个bug,香皂包装空盒率高的问题。找了搞设计的高材生,花了好多时间和金钱,最好研究出一个方案。但与此同时,一个工人想到另一个点子。装一个超大的电风扇,在流水线上,空盒自动吹走,就解决了这个问题。成本可能只要几百块钱。 同样是解决问题,有价值定向和单纯从理论出发是完全不同的思考路径和结果。

    工程思维让我们思考更全面,用解决实际问题的思路,综合考虑投入,产出,性价比,操作性等多个方面,让每一个决策都受益最大化。

    2.工程思维的“唯一性”。

    物以稀为贵,工程思维的唯一性,带给它自带光环的美感,因为工程思维的对象是唯一性的。是因时因地因情制宜的,世界上没有两片一样的树叶,也没有两个完全一样的工程。再伟大,再严密,再精细的工程,我们都不可能完全复制。任何工程所产生的成果都是唯一的,独特的。正因如此,工程思维能够带给我们非常大的成就感。

    就像孩子在平时的绘画或涂鸦练习中,可能呈现出的作品算不上漂亮,手工作品算不上精巧,但在他现有的能力范围内,可能已经是一件非常不错的作品。如果我们再去追寻一下孩子在这个创作过程中的思考和表达方式,表达的目的。说不定会发现孩子不为我们所知的一面。工程思维的唯一性,也告诉我们不要仅以自己的视角和感官去判断这个世界。存在即合理。如果用工程思维分析一下周遭的世界,或许能发现另一种美。

    3.工程思维的局限性。

    与科学思维相比,工程思维更具实用价值,科学思维更多的是追求真理,科学思维是工程思维的基础之一,既给了工程思维发展的理论支持和方法论,同时也界定了工程思维的局限性。因为工程思维是要落地,把想象变成现实的。所以科学的认知和发展水平也限制了工程思维的实践。所以我们利用工程思维去处理实际问题,都会受到客观条件,时间,地点,资源,对象等的限制。所以脱离了基本的科学原理,工程思维就无从谈起。

    工程思维的科学性和局限性,让我们在实际生活中对事物有更客观的认知。不会有太多的“想当然”或逻辑不通的概念。

    比如:有人让你投资意向“水变油”的项目,你会去吗? 别急着决定。看看这个:

    在20世纪80年代至90年代,国内曾经出现过“水变油”的事件,就是有人宣称可以在常温常压下用化学方法把水变成汽油。水变油中最重要的就是要把水中的氧原子改变成为碳原子,而这种原子核的变化是用普通的化学方法无法完成的。 值得思考的是,曾经表示“撞到南墙也不回头”的福布斯富豪陈金义,曾于2006年被曝欠债3600多万元,2008年,他再被曝欠债4500余万,并在欠款8000多万元后神秘失踪。2010年7月份,杭州市中级人民法院在当地报纸登的半版追债广告,在公布的23个拒不履行债务的单位和个人,陈金义及其金义集团赫然在列,欠款共计4558.1875万元,债权人是一家建设集团有限公司。陈金义的失踪,与他在“水变油”项目上的巨大投入有关。

    工程思维的局限性,告诉我们想象要嫁接在现实的基础之上,就像埃隆·马斯克,他的想象天马行空,但实践是脚踏实地。每一个目标的分解,每一个项目的执行,都完美运用了工程思维。不怕梦想远大,只要有方法。

    4、工程思维中问题求解的非唯一性。

    在工程问题中,每个问题都不可能只有一个答案。我们的人生也是一样。之前有一个演讲视频非常火。至今仍让我热泪盈眶。


    别让任何人打乱你的人生节奏

    我们每个人做任何事,都有自己的理由,有可能对,有可能错,有可能现在看是对的,以后就是错的,或者现在是错的,而在看不见的将来,却可能是最好的选择。所以,像崔娃在《天生有罪》中所言,她的妈妈是一个坚定的基督徒。她相信一切都是上帝的安排。如果是这样,那么一切都是最好的安排。我们所得到的,就是最公正,最完美,最精妙设计的结果。

    现实可能总有骨干的一面,但工程思维的非唯一性,告诉我们,你不可能拥有全部,所有最好的,都只能是最终实现的那个一。

    5、工程思维的运筹性和集成性

    工程问题求解的非唯一性随之就带来一个问题:如何对各种资源进行统筹协调以找到最优的解决方案。工程思维的一个基本内容就是考虑如何才能合理地“运用”各种工具、机器、设备和其他手段等等组成合理的工艺流程来实现工程的目的。

    传说宋真宗在位时,皇宫曾起火。一夜之间,大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿,宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。当时,要完成这项重大的建筑工程,面临着三个大问题:第一,需要把大量的废墟垃圾清理掉;第二,要运来大批木材和石料;第三,要运来大量新土。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土,都涉及到大量的运输问题。如果安排不当,施工现场会杂乱无章,正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。

      丁谓研究了工程之后,制订了这样的施工方案:首先,从施工现场向外挖了若干条大深沟,把挖出来的土作为施工需要的新土备用,于是就解决了新土问题。第二步,从城外把汴水引入所挖的大沟中,于是就可以利用木排及船只运送木材石料,解决了木材石料的运输问题。最后,等到材料运输任务完成之后,再把沟中的水排掉,把工地上的垃圾填入沟内,使沟重新变为平地。

    上述案例实际上体现了一种运筹的思想。第二次世界大战以来,operations research(通常译为“运筹学”)有了很大发展。operation可以翻译为操作、运作、作业、手术、运算、作战等。工程首先来源于需求或者说目的,其次必须通过操作才能变成现实,这就使工程思维具有了“目的一工具性思维”、“设计一运筹性思维”,这使它与“原因一结果性”、“反映一研究性”的科学思维有了很大不同。

    倘若我们生活中也能有这样运筹帷幄的思维,考虑周全,思路清晰完整,可以少掉很多“后遗症”。我们日常生活中的很多细小决定其实都关乎着将来。比如今晚多和了一倍奶茶,可能就是带来一个不眠夜加一火车的惴惴不安和罪恶感,黑眼圈,接着就是一个混混沌沌的白天靠咖啡续命。工程思维教我们同时对过程和结果负责。

    6、工程思维的可靠性、可错性和“容错性”。

    虽然工程思维提供我们非常缜密和清晰的思路以及全面筹划的能力,但世界上不可能存在没有任何风险的工程。由于客观方面存在着许多不确定性因素,再加上主观方面人的认识中必然存在一定的缺陷和盲区,这就使工程思维成为了不可避免地带有风险性和不确定性的思维。

    工程风险和失败来源于两个方面:外部条件方面的原因而导致的(例如发生地震导致的工程风险);决策者、设计者、施工者的认识和思维中出现错误而导致的。

    我们每做出一个plan,首先要确保完美执行这个方案的成功率。比如:我给孩子买了一个叫 “小i” 的类母语学习系统。首先考察了底层逻辑,操作层面,可靠性,内容,性价比等。并且也看到大量的成功案例。从语言学习的角度及多年教学的经验认为这是一个有可行性的方案。同时想要达到理想效果,还要有对执行层面的控制,两者缺一不可。如果我只提供设备但不给孩子培养习惯,最终还是达不到目的。

    可错性和容错性,代表着一旦出现错误或误差,仍然能够保证工程质量不受影响。

    平时我们给孩子打预防针,可能错过一两天甚至一两周,一两个月都问题不大,有时候遇上孩子感冒咳嗽,不想延期也得延期。所以这类事件的可错性,容错性较高。不用太过焦虑。但有些事比如安全教育,虽然事故发生概率低,但知识传达不能有错,同时要及时有效,方法得当。这些其实是我们更应该关注的。再有就是孩子们的视力保护和身体锻炼。这些事我们脑海中知道但在执行层面会严重大折扣的地方。如果用工程思维去处理一下。制定出方案,找到相关资源,软硬件配合,相互制约,坚持执行,才会在看不见的将来有一个可以预期的好结果。

    简单梳理一下:

    工程思维最大和最小的指标都是:可交付

    最大的特点是:有用

    流程: 找到需求 why → 设计方案 how  → 打造产品 what

    做自己的项目经理,把每一天都打造成艺术品。今天,你工程思维了吗?

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