通用工程导论/解决问题
“坏了。” 这些话出自看着讲师的大一工程系学生之口。讲师的眼睛闪烁着，却一言不发。期待、兴奋在空气中酝酿，问题“为什么”开始在空气中无声地飘荡。工程生涯要开始了么？
提到问题，大一学生就会想到解决方案。可能会引发一场竞赛，看谁先解决问题。在演示文稿和笔记本中，问题后面紧跟着解决方案。这是一种技术人员的态度，而不是工程师的态度。工程师不修理东西。工程师解决问题。这之间存在巨大的差异。
工程师以问题为生。问题转化为项目。工程师不会对其他工程师说“坏了”。“坏了”这句话将紧张情绪、责任和工程机会转移给了别人。
工程师在问题的紧张气氛中度过更多的时间。引发的工程竞赛是看谁能想出尽可能多、完全不同、可能、疯狂、古怪的解决方案……多种解决方案。不存在“修理”一说，因为通常对象还不存在。第一个解决方案可能不是最好的。问题可能没有解决方案。问题可能从未被解决过。当前的解决问题思路可能存在问题。下面列出了说明技术人员和工程师故障排除差异的细节。
The mere formulation of a problem is far more essential than its solution … To raise new questions, new possibilities, to regard old problems from a new angle requires creative imagination .. Albert Einstein
大型问题涉及大量工程师，需要经理/项目经理/工程师协调工程师团队。本课程的目标是通过小问题教授工程学，这可能会与技术人员的故障排除混淆。
技术人员可以通过以下解决方案进行修复：摇晃它，敲击它，拆卸并重新组装，插上笔，使用口香糖，缠绕一些电线，钻孔，喷射WD40并贴上鸭嘴胶带。技术人员的修复会导致正在运行的机器或过程偏离原始设计。工程师修复设计本身。工程师明白，经过25年的修复，同一批设备现在已经变得独一无二。改造这批设备首先需要对演变后的混乱进行盘点，并再次找到最具成本效益的通用设计。
技术人员的骄傲与他们识别和解决问题的速度有关。工程师希望像品酒师一样细细品味问题，闻而不饮。选择灵感，而非速度。选择优雅，而非实用。使用所有工具，而不是通常有效的那个工具。探索所有可能的解决方案，扩大范围（硬件、软件、期望、程序）。工程师不能受限于培训和认证。
技术人员抱怨拆卸起来有多难，浪费了多少时间，并质疑任何需要的新工具、夹具或形式。但技术人员不必从头开始组装或计划故障模式。他们不必担心回收和/或回收利用。技术人员没有接受过整个设计范围的教育。技术人员不必担心向投资者和政府监管机构推销设计。工程师对所有事情负责。易于维修并非唯一的考虑因素。
技术人员和工程师以重叠、相似的方式进行故障排除。出于这个原因，公众认为“工程师修理东西”。现实情况是，工程师“可以”修理东西，但你不会希望他们这么做。他们更有可能彻底将其损坏。工程师不修理东西，因为他们没有练习过，也没有获得技术人员的专业知识。如果工程师确实修理东西，他们不仅会解决你的问题，还会解决全世界各种版本的该问题……这可能需要一年时间。
例如，技术人员通常可以更换。工程师永远不能更换。更换是技术人员的故障排除技巧。工程师不能用泡泡糖“修复”问题，因为他们正在设计尚不存在的东西。技术人员的专业知识源于变通方案。工程师挖掘这种专业知识，但永远不能实施变通方案。工程师会怎么做？在工程笔记本中写下小问题。然后，他们在软件中模拟问题。让软件复制问题。技术人员会怎么做？追溯电路中的电源；用棍子按压电路板，看看是否有任何东西松动；用手在电路板上挥动，看看是否有任何芯片异常过热或过冷；重熔所有焊点。作为工程师，学习技术人员的故障排除方法总是有益的，但这只是工程学这头奶牛的一个胃。
有大问题和小问题。大问题涉及其他人。视频来自俄罗斯工程师。小问题通常是一些触发大量解决方案的小事（粘合、焊接、重新开始、一定有更好的东西可以寻找，等等）。不要选择一个解决方案，对其进行测试，测试另一个，然后进行比较。找到最佳解决方案。列出可能的解决方案。写下它们。写作可能会启发其他人。
以下是一些工程师与客户的其他态度特征
| 工程师 | 正常 |
|---|---|
| 坚持 | 要么知道，要么不知道 |
| 承担问题 | 踢皮球 |
| 核实事实 | 做出判断 |
| 我可以 | 我不能 |
| 工作 | 希望 |
| 寻找替代解决方案 | 草率下结论 |
| 跟踪进度 | 不知道从哪里开始 |
| 检查和重新检查 | 做出假设 |
| 每个人都值得怀疑 | 重复别人说的话 |
| 对症状感到兴奋 | 被解决方案吸引 |
| 继续尝试 | 坏了 |
| 必须存在 | 不存在 |
| 一直寻找直到筋疲力尽 | 找不到 |
| 涉及他人 | 放弃 |
| 更多工作！ | 借口 |
| 恼怒，疼痛 | 否认 |
| 有明确的目标 | 生活在不知情中，迷茫 |
| 迪尔伯特 | 问题 |
“我卡住了”对工程学讲师来说是美妙的音乐。一个开始工程的机会出现了！不要惊讶，如果你的工程学讲师开始随着这首歌跳舞
- 你为什么卡住了？
- 我只是卡住了。
- 你在哪里卡住了？
- 我无法开始。
- 你在什么地方卡住了？
- 这个问题。
- 你希望我对此做些什么？
- 我需要一位导师。
- 不，你不需要……如果你想成为一名工程师的话。
大多数关于创造性思维的链接都没有正面击中这种焦虑。有两个问题。你对世界有什么期望？你想成为专家吗？到处都是挫折。任何体面的工作都会伴随着挫折。真正的问题是你想要处理哪些挫折。工程师拥有最有趣的挫折……它们不涉及人！
大多数工程师都喜欢谈论大问题，因为工程师能够以一种重大的方式帮助世界。以下主题与大问题相关，大一新生可能不会参与其中。之所以包含这些主题，是因为每位工程师都需要同时处理大问题和小问题。大问题意味着丰厚的回报、崇高的尊重以及对世界的重大服务。大一工程师可能对能源比对世界和平更感兴趣。他们可能对交通和大气工程比对环境更感兴趣。同时处理小问题和大问题！
大多数 K-12 实验室都是封闭式的。老师们之前都做过这些实验。有一堆说明，以及一些小方框供填写答案。只有一个答案是不可争议的。找到答案是最重要的事情。在这种环境下无法学习工程学。
解决问题需要突破传统和观点，梳理大量无关紧要的事实，并抵御过早提出的解决方案的诱惑。这需要坚持不懈。开放式问题永远不会“完成”。总能找到更好的螺栓、设计更好的桥梁或编写更好的程序。范围、规模、蝴蝶效应可能使原本良好的解决方案变成环境毒素。拥有 45 个活动部件的枪可以简化为 17 个活动部件。生命周期可以缩短或延长。最终结果可能是火焰、永久存储或回收。开放式问题会永远持续下去。
必须设计支持系统。这意味着要规划如何升级问题。问题应该升级给谁？支持系统通常具有分层的升级结构。在第一层，有人收集信息（保修、购买日期、回电信息），检查简单的解决方案并分配事件编号。如果他们无法解决问题，则将其升级给技术人员，然后是支持经理，最后是支持工程师。根据产品的独特性，支持系统中可能只有工程师。在航天器的情况下，第一层支持可能是科学家。
许多公司每个事件收取 200 美元或更多费用，如果事件没有被记录（在线发布），则会退还这笔钱。工程师（你）应该已经阅读了文档并找到了现有的解决方案。工程师和技术人员创建知识库或文档。
在物理世界中，必须将备件库存战略性地预先运送到暂存区以支持客户。必须对人员进行培训并将其纳入保留状态。这些物流是工程学的一部分。
支持工程师设计/发展支持系统。技术人员专注于一个领域，支持工程师负责了解所有领域。
无论问题是什么，都要成为一名侦探。将事实与观点区分开来。与熟悉问题的人交谈。亲自查看问题。确认每个人所说的话。例如，假设“网络速度很慢”。
像侦探一样，工程师不会相信任何一个人告诉他们的任何事情。“网络速度很慢”可能意味着任何事情。可能存在 100 个问题。也可能一个也没有。可能存在一些非常小的问题，不值得修复。每个人都是嫌疑人。每个人都必须像侦探一样接受询问。
首先，问题定义从“网络速度很慢”修改为：一台实时计算机没有记录实验数据。
可能的解决方案
- 配置实时计算机以忽略传入的arp请求
- 断开未配置设备（在本例中为彩色激光打印机）与网络的连接
- 停止使用两张网卡配置桌面。意外情况下，它们都可能被激活，并将绝密网络和公共网络桥接。为每个网络购买单独的计算机。
- 从集线器迁移到交换机。
在这些解决方案中，最后一个是问题的公众面貌。其他三个解决方案会导致太多外部政治问题和内部问题。
解决问题的初始困难在于要弄清楚每个人意见的真伪。有时，最好假设什么都不知道，并通过隔离来开始找出问题所在。这个问题与什么无关？列出所有内容。像捕食者跟踪猎物一样，将问题圈出来。从物理世界开始。
维基百科有一个关于解决问题的很好的概述。
卡尔·邓克的工作继续激励着人们。许多企业（如谷歌）每周都会给工程师一天的自由时间来从事他们自己的项目。为什么？请观看此Tedx 视频。这就是你想要成为一名工程师的原因！