«45% практики и никакой абстрактной теории»: как инженер НПО «Алмаз» готовит кадры для радиолокационной отрасли в МАИ

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

В условиях перехода на новую систему высшего образования подготовка инженерных кадров становится всё больше ориентированной на практику и работу с реальными задачами. Чтобы обеспечить прочную связь с индустрией, Московский авиационный институт привлекает к занятиям со студентами действующих специалистов предприятий. Один из них — старший преподаватель кафедры 410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование» МАИ, ведущий инженер-программист НПО «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина Максим Виноградов.

Максим Сергеевич, как вы пришли в преподавание?

Ещё во время обучения в МАИ я устроился на кафедру 410: техником в научную группу, занимавшуюся биорадиолокацией. Это направление, в котором радиоволны используются для исследования биологических объектов без контакта с ними. Я стал участвовать в проведении экспериментов, написании статей, делал доклады на конференциях. На старших курсах руководитель группы и доцент нашей кафедры Игорь Владимирович Нелин стал привлекать меня к проведению лабораторных работ, а затем, после окончания моего обучения, предложил попробовать себя в роли преподавателя. В рядах сотрудников кафедры 410 я уже пять лет. За это время успел окончить аспирантуру МАИ, стать старшим преподавателем и инженером-программистом на одном из ведущих предприятий в радиолокационной отрасли – НПО «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина.

Какие дисциплины вы ведёте сегодня?

Я знакомлю студентов первых и вторых курсов  с общими задачами радиолокации и радионавигации, а также руковожу их проектной деятельностью. Со старшекурсниками и выпускниками занимаюсь в рамках специальных дисциплин и дипломного проектирования.

Веду дисциплины «Введение в радиоэлектронику», «Учебная исследовательская работа студента», «Физические основы радиолокации и радионавигации», «Радионавигационные системы и комплексы» и «Прикладная цифровая обработка сигналов в радиолокации». Особо хочу отметить последний курс — он появился недавно в рамках перехода на новую систему высшего образования. Его структура и содержание продиктованы реальными задачами промышленности, которые сформулированы на основе моего собственного опыта, текущих проектов и запросов индустриальных партнёров.

А кто такой специалист вашей сферы? 

Инженер-программист в области радиолокации — это специалист, который сочетает глубокие знания радиотехники с навыками разработки алгоритмов цифровой обработки. Он понимает физику распространения и отражения радиоволн, а также умеет реализовывать программные решения для получения полезной информации из принятых сигналов. Именно этот синтез радиотехнических компетенций и программирования делает его ключевым звеном при создании современных радиолокационных систем. Помимо этого, специалисты должны обладать навыками для оценки и расчёта тактико-технических характеристик радиолокационных станций, проектировать их структуру и разрабатывать методы обработки принятых сигналов для обнаружения, измерения координат и распознавания целей.

Как те дисциплины, которые вы ведёте, помогают готовить востребованных специалистов?

В процессе обучения мои студенты формируют практические навыки: они отрабатывают теорию на записях реальных сигналов — в том числе с опытных образцов локаторов, созданных в МАИ. Также в рамках курса каждый реализует полноценное программное решение для первичной обработки радиолокационной информации. Это даёт выпускникам значительное конкурентное преимущество при поиске работы и позволяет по-настоящему «прочувствовать» все процессы на собственном опыте.

Как вы выстраиваете обучение?

Я сочетаю традиционные подходы с современными, доказавшими свою эффективность. В частности, применяю метод проектного обучения: в рамках дисциплины «Прикладная цифровая обработка сигналов в радиолокации» студенты, объединённые в команды, создают уникальные решения, используя различные подходы цифровой обработки сигналов и их комбинации. Также применяю кейс-метод и проблемно-ориентированное обучение. В этом случае задачи формируются на основе реальных инженерных ситуаций из промышленной практики. Кроме того, провожу лабораторные практикумы на основе реальных данных. Вместо идеализированных моделей студенты работают с записями реальных сигналов. Таким образом, обучение постепенно переходит от теории к условиям, максимально приближённым к настоящей инженерной работе.

Можете привести пример конкретной учебной задачи?

Один из ключевых форматов работы — это проектная работа в малых командах. Студенты объединяются в команду из трёх человек и распределяют роли: руководитель проекта, инженер и программист. Руководитель отвечает за планирование работы и экспериментов, документацию и презентацию работы, инженер — за схемотехнику, макетирование и измерения, программист — за цифровую обработку сигналов и пользовательский интерфейс. Команда получает техническое задание, например, провести проектирование локатора малой дальности с заданными параметрами — устройства, которое излучает радиосигнал и принимает его отражение для обнаружения объектов. Далее студенты проходят все этапы разработки: проектирование конфигурации, выбор частот и сигналов, расчёт характеристик системы, моделирование, реализация на лабораторном макете, разработка программы обработки сигналов, проведение экспериментальных исследований. На заключительном этапе оформляется документация по промышленным стандартам и проводится защита проекта. Часто при этом студенты сталкиваются с расхождениями между теорией и реальностью: рассчитанные параметры не совпадают с измеренными, программные решения дают сбои на имеющихся данных, документация требует строгого соответствия стандартам. Эти задачи требуют индивидуального подхода и большой включённости. Именно так тренируется профессиональный подход к их решению.

Почему такой формат обучения важен для будущего специалиста?

Он даёт сразу несколько ключевых навыков. Во-первых, навык работы в команде. Студент учится не только выполнять свою часть задачи, но и вникать в логику смежных специалистов: программист понимает, почему инженер не может поставить фильтр на любой частоте, а инженер — почему программисту требуется больше времени на обработку данных и так далее. Это постепенно снимает проблему «синдрома гениального одиночки», которая особенно характерна для младших курсов. Во-вторых, опыт прохождения полного инженерного цикла — от расчёта до реального эксперимента. Это формирует инженерную интуицию и понимание цены ошибки: неправильно выбранный тип модуляции нельзя исправить «кнопкой» в коде, потому что в этом случае придётся пересобирать макет и заново проводить эксперимент. В-третьих, умение работать с документацией по промышленным стандартам. В реальной индустрии проект без корректной документации просто не принимается. Этот навык напрямую повышает конкурентоспособность выпускника и значительно упрощает подготовку выпускной квалификационной работы. 

Как вы считаете, какой процент практики должен быть в учебе?

На первый взгляд кажется, что чем больше практики, тем лучше подготовлен выпускник. Многие студенты и даже работодатели ждут именно такого подхода. Однако мой опыт работы как на кафедре, так и в индустрии позволяет считать, что оптимальный баланс — это примерно 40–45% практики и 55–60% теории, но с важной оговоркой: теория должна быть не абстрактной, а профессионально содержательной и направленной на описание и объяснение реальных процессов. Почему так? Потому что именно глубокий теоретический фундамент превращает выпускника из техника, который умеет нажимать кнопки на осциллографе или писать строчки кода по определенным шаблонам, в настоящего инженера и специалиста высокого класса. В области радиолокации это особенно заметно, так как данная отрасль требует не только технических знаний, но и высокого уровня в области физики и математики. 

Можно научить студента запускать готовый скрипт обработки сигналов или использовать стандартные схемотехнические решения. Но как только задача становится нетривиальной, человек без понимания физики процессов теряется. Тот же, кто знает, как работает согласованный фильтр, почему скорость цели связана с частотой отраженного от неё сигнала и как межпериодная корреляция может повлиять на эффективность обработки — сам модифицирует алгоритмы, сам соберёт нужную схему и, самое главное, сам поймёт, почему результат именно такой, как получился. Поэтому в наших дисциплинах всегда выстраивают теорию как базу, а практику применяют как способ её «прожить» и проверить. 

Приглашаете ли вы студентов и выпускников МАИ на работу? 

Да, конечно, практика приглашения как действующих студентов, так и выпускников, широко распространена. 

Со мной в отделе уже работают как минимум пять выпускников последних лет, и ещё порядка 10 человек по моей рекомендации трудятся у коллег — как на нашем предприятии, так и в других организациях, например, в НПП «Исток». 

В основном я обращаю внимание на инициативных или хорошо проявивших себя в ходе учёбы студентов. Помимо знаний огромную роль играет желание учиться и развиваться именно в нашей отрасли. Если человек горит радиолокацией и сам тянется к актуальным задачам — это ценится гораздо выше, чем просто заученные формулы, но полное отсутствие любопытства. 

Есть и примеры проектов под моим руководством. Совместно со студентом нашей кафедры, а теперь уже выпускником, мы разработали и экспериментально проверили модель отражённых радиолокационных сигналов от вращающихся структур. Результаты этой работы докладывались на Межвузовской студенческой конференции «Радиотехника и электроника в постиндустриальном мире» и заслуженно получили первое место. А в целом таких проектов накапливается всё больше и каждый раз приятно видеть, как вчерашние студенты превращаются в полноценных инженеров, способных решать задачи, с которыми я и сам сталкивался несколько лет назад, а теперь уже они меня в чём-то обгоняют.