魏寧

寶鋼原首席研究員郭朝暉在他的《知行——工業(yè)基因的數(shù)字化演進》一書中講述了一個真實的案例：20世紀(jì)80年代，寶鋼從國外引進了一款控制鋼坯溫度的軟件，它的核心是用一種算法計算鋼坯的表面溫度。但奇怪的是，這款軟件并沒有使用當(dāng)時公認(rèn)的“熱傳導(dǎo)方程”，而是用了一種自創(chuàng)的算法來計算，這種算法根本不符合物理學(xué)原理，這導(dǎo)致計算精度很低。明明有高精度的算法卻不使用，反而自創(chuàng)精度低的算法。在現(xiàn)場調(diào)試時，郭朝暉才弄清了其中的緣由。原來，由于運算量龐大，這款軟件在運行時會占用大量的機時，以至于其他功能的響應(yīng)速度都被拖慢了。所以，國外專家只能采用一種自創(chuàng)的計算量較低的簡化算法來解決問題。

郭朝暉后來說，這件事讓他理解了“工程師的方法論”，那就是，工程師的方法取決于目標(biāo)、條件和約束，即在現(xiàn)實條件的約束下，尋找到可行的方法，這些方法往往不是最理想的，卻是能夠達(dá)到目標(biāo)的。

我們知道，方法論是對解決各種問題的具體方法進行抽象概括、總結(jié)提升，從而形成的關(guān)于方法的共性的、規(guī)律性的認(rèn)識，而工程師方法論則是對各種工程活動中所采用的方法的規(guī)律性認(rèn)識。郭朝暉講述的這個案例為我們清晰呈現(xiàn)了工程活動的最大特征，即工程實踐通常是不完美的。受限于各種主客觀條件，工程實踐總會與紙面上的技術(shù)設(shè)計存在一定的偏差，這就需要我們根據(jù)現(xiàn)實條件，尋找到可以達(dá)到目標(biāo)的實際路徑。

日本學(xué)者三谷慶一郎等人所著的《IT工程師的設(shè)計思考書》中，對信息科技工程實踐活動進行了深入的思考，其中就強調(diào)了IT工程實踐中對產(chǎn)品原型進行現(xiàn)場檢驗的重要性。他們發(fā)現(xiàn)，很多時候，在試運行階段，IT工程師都會把心思放在一些技術(shù)細(xì)節(jié)上，卻忘記了最初的目標(biāo)是什么，應(yīng)該做的是反復(fù)問自己：“這是我想要的嗎？”——這次體驗是否操作便捷呢？想要的服務(wù)能很快獲得嗎？當(dāng)出現(xiàn)故障時，是否有及時的應(yīng)對措施呢？如果發(fā)現(xiàn)有偏離最初目標(biāo)的地方，就要根據(jù)實際情況重新修正原有的設(shè)計。

在今天的中小學(xué)信息科技課程中，工程意識和思維正受到越來越多的重視。在教學(xué)中，我們通常會把精力更多地放在程序設(shè)計和算法上，但算法往往是理想化的，這樣設(shè)計出的作品還只是一個原型。在有條件的情況下，還須將其置于真實的生活環(huán)境中進行檢驗，看看圖紙上的設(shè)計在哪些地方?jīng)]有達(dá)到我們想要的結(jié)果，再根據(jù)現(xiàn)實條件進行改進。例如，當(dāng)我們開展“智能灌溉設(shè)計”項目時，學(xué)生借助土壤濕度傳感器、水位傳感器等設(shè)備，通過編程實現(xiàn)自動澆水功能的設(shè)計，至此仍然屬于原型設(shè)計階段。如果校園內(nèi)有一片“植物園”，我們可以把設(shè)計出來的模型裝置搭建起來，并運行程序調(diào)試，觀察實際環(huán)境中哪些條件影響了灌溉效果，進而對程序和設(shè)備連接方案進行迭代優(yōu)化。同樣，如人工智能應(yīng)用模塊的開發(fā)、三維作品設(shè)計與發(fā)布、開源硬件作品設(shè)計與制作等模塊教學(xué)，都應(yīng)鼓勵學(xué)生在條件具備的前提下進行實踐檢驗。

在課程實踐中，應(yīng)盡力去理解IT工程活動的全貌和特征，認(rèn)識到IT設(shè)計與IT實踐的差異，努力體驗完整的IT工程活動過程，逐步形成自己的“工程師方法論”，才能做到“像IT工程師一樣思考問題”。