مقاله راه‌اندازی شیوه‌ی نوین آموزشی در مهندسی هوافضا

بخشی از مقاله

چکیده- در سال های اخیر شیوه نوینی در آموزش علوم مهندسی در دانشگاه هایطرازاولدنیاموردتوجهقرارگرفتهاست. اینشیوهنوینمبتنی بر آموزش کاربردی علوم مهندسی و آشنا نمودن دانشجویان از بدو ورود به دانشگاه با مبانی، فرآیند و ابعاد کارهای عملی و ساخت می باشد. در این طرح هدف راه اندازی شیوه آموزشی مذکور در زمینه تخصصی مهندسی هوافضا می باشد. مقدمات طرح از سال ۰۹۳۱ در قالب همکاری اساتید دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی با آقای دکتر رضا امامی از دانشگاه تورنتو کانادا شروع شد و پس از تدوین دوره آموزشی و تربیت مدرسین، اولین دوره آموزشی آزمایشی آن در قالب درس ”طراحی، کنترل و کاربرد سیستم های ماهواره ای“ در مهرماه سال تحصیلی ۱۹-۲۹ به انجام رسید.

علاوه بر این مرکزی با عنوان ”هنرکده طراحی مهندسی سامانه های هوافضایی“ در کنار دوره آموزشی به منظور آموزش و فعالیت تیم های دانشجویی در طول دوره طراحی، تجهیز و راهاندازی گردید. در این مقاله به بررسی چگونگی و تجربیات حاصل شده از برگزاری این شیوه نوین آموزش در علوم مهندسی که برای اولین بار در دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی به انجام رسیده، خواهیم پرداخت.

۱    مقدمه

سبک آموزش مهندسی و سطح تخصص و توانمندی های دانشجویان فارغ التحصیل مراکز آموزشی و تقاضاهای صنعت و جهان امروز دو مقوله ای هستند که در سال های اخیر در حال دور شدن از یکدیگر می باشند. این امر به گونه ای است که صنعت در سال های اخیر با دانشجویان فارغ التحصیلی روبرو شده است که دارای دانش تکنیکی هستند اما فاقد توانمندی های لازم برای فعالیت های مهندسی در صنعت حال حاضر جهان می باشند.

تشخیص این موضوع که باید این فاصله بسته شود منجر به تشکیل مدارسی در آمریکا، اروپا، کانادا، بریتانیا، آفریقا، آسیا و نیوزیلند بر مبنای CDIO ۱ شده است. روش CDIO بر اساس یک مفهوم پایه شکل گرفته است که فارغ التحصیلان مهندسی را قادر میسازد که: درک کنند، طراحی کنند، پیاده سازی کنند و سیستم های مهندسی ارزش افزوده را در چهارچوب یک گروه کاری به کار گیرند تا محصول یا سیستمی را خلق نمایند. اهداف CDIO عبارتند از:

•    - آموزش دانشجویان برای کسب تخصص با دانش کاری عمیقتر

•    آموزش دانشجویان برای رهبری یک گروه کاری برای خلق و پیاده سازی سیستم ها و تولیدات جدید

•    آشنایی محققان آینده با سطح اهمیت و ارزش استراتژیک کار محول شده به آن ها اعضای حال حاضر CDIO در سطح جهان شامل ۷۹ مؤسسه آموزشی است که برای نمونه میتوان به دانشگاه های زیر اشاره نمود:

• Aalborg University - Europe Region -

• Beijing Jiaotong University - Co-Leader of Asia Re-gion - Conceive – Design- Implement – Operate - CDIO - ۱ 

• California State University, Northridge - North Amer-ica Region -

• Delft University of Technology, Faculty of Aerospace Engineering - Europe Region -

• Kanazawa Institute of Technology - Asia Region -

• KTH Royal Institute of Technology - Europe Region -

• Massachusetts Institute of Technology - North Amer-ica Region -

• Moscow Aviation Institute - Europe Region -

• Naval Postgraduate School - U.S. - - North America Region -

۲    لزوم استفاده از رویکرد جدید آموزشی در علوم مهندسی

اول از همه لازم است به این نکته توجه کرد که فرآیند ارائه شیوه نوین آموزشی در قالب یک درس برخلاف آنچه تصور می شود نه یک درس مقدماتی برای مهندسی هوافضاست و نه ادامه درس مقدماتی که در آغاز برای دانشجویان هوافضا در نظر گرفته شده است. بلکه یک رویکرد جدید آموزشی است. اجرای این طرح از دو بعد اهمیت دارد. یکی از ابعاد آن همان عملگرایی است که در دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی به واسطه ساختار، اساتید حاضر در آن و سابقه همکاری با صنایع مختلف در زمینه تخصصی فضایی به ویژه سامانه های فضایی داشته است، وجود دارد.

در این دانشکده همواره تلاش بر این بوده که زمینه کاربردی در فرآیندهای آموزشی و تخصصی منعکس گردد. بعد دیگر این ماجرا، فلسفه آموزش است. دکتر امامی با تجربه ای که در برگزاری این نوع دوره ها در دانشگاه تورنتو داشتند، مطالعات گسترده ای در این خصوص انجام داده بودند و حاصل بررسی های خود را در قالب چند مقاله منتشر کرده بودند. اما درًمذاکراتی که با ایشان صورت گرفت متوجه شدیم مطالعات ایشان دقیقا منطبق با دیدگاه ها و روش های آموزش در دانشکده است. بدین ترتیب ایده ارائه درس طراحی مهندسی سامانه های هوافضایی در دانشکده عنوان شد و با حمایتی که ستاد توسعه فناوری هوافضا به عمل آورد، این ایده خیلی سریع اجرایی گردید.

• Pennsylvania State University - North America Re-gion -

• Singapore Polytechnic - Co-Leader of Asia Region -

• Telecom Bretagne - Europe Region -

به منظور یکپارچه سازی فعالیت های اعضای CDIO تعداد ۲۱ استاندارد تعریف شده است که بر اساس مفهوم پایه CDIO و سیلابس درسی این روش، روند آموزش مهندسین در یک چهارچوب مشخص تدوین شده است. ساختار کلی CDIO بر مبنای ۳ اصل کلی:

۱. دانش و منطق تکنیکال،

۲. مهارت های حرفه ای و شخصی و

۳. مهارت های بین فردی، پایه ریزی شده است.

۳    ویژگی های مهندسین آینده

با توجه به روند سریع و رو به توسعه علوم و فناوری های موجود در زمینه های مختلف تخصصی، استفاده از هر روش و وسیله های ممکن است سال بعد کهنه و از مد افتاده باشد. امروزه شاهد آن هستیم هر روز دستاورد علمی و فناورانه جدید در جهان ارائه می شود روندی که باعث شده آنچه را که امروز می آموزیم یا از آن استفاده می کنیم. فردا کهنه شده و دیگر کارایی نداشته باشد. علوم تخصصی که امروز در دانشگاه ها آموزش داده می شود، کمی از روند پیشرفت تکنولوژی و علم جامانده است و نسلی که به تدریج از دبستان، راهنمایی و دبیرستان وارد دانشگاه میشوند، توانی به مراتب بالاتر از دانشجویان دیروز و امروز دارند. از دانش ها و فناوری های جدید بیش تر خبر دارند. اگر این روند را همچنان ادامه دهید متوجه می شوید که در ده بیست سال آینده علومی که امروزه در دانشگاهها تدریس میشوند به درد نسل جدیدی که وارد دانشگاه و بازار کار میشوند نخواهند خورد. بنابراین رویکردی جدید به آموزش در سطح دانشگاههای فنی و مهندسی، لازم است.

۴    رویکرد جدید در آموزش علوم مهندسی

در تاریخ آموزش، دو رویکرد آموزشی وجود دارد. یکی آموزش کلاسیک است که تاکنون در تمام دانشگاه ها و مراکز آموزشی رایج بوده و هرساله از آن استفاده می شود. در این رویکرد استاد به عنوان یک منبع تولید دانش است و دانشجو به عنوان ظرفی است که این دانش در آن تخلیه میشود. اصطلاحا استاد نمونه سازی می شود و دانشجو تکرار استاد در همان زمینه علمی است. این رویکرد آموزشی تا کنون اجرا می شده و افراد زیادی در این زمینه کار کرده اند و تا حدودی هم موفقیت آمیز بوده است.

در برابر این دیدگاه آموزشی، رویکرد دیگری که اخیرا مورد توجه قرار گرفته این است که علم را نمیتوان به کسی آموزش داد. علم برداشت شخصی هر فرد از محیط اطرافش است. بنابراین علمی که استاد دارد، قابل انتقال به دانشجو نیست. مواد اولیه و ابزار را میتوان آموزش داد اما علم اکتسابی نیست و خود فرد باید با استفاده از توانایی هایی که دارد و ابزاری که در اختیارش قرارداده شده، به آن دست پیدا کند. دوره جدید راه اندازی شده، مبتنی بر این فلسفه است. استاد در این روند آموزشی نقش انتقال دهنده علم را ندارد بلکه نقش فردی با تجربه را دارد که در کنار یک تیم دانشجویی قرار میگیرد و با هم علم آموزی را تجربه می کنند.

با توجه به تمامی این مقدمات ما تلاش کردیم رویکرد جدید را در زمینه آموزش هوافضا تجربه کرده و شروع به آموزش با این روش کنیم. در این مسیر نیاز داشتیم تا از تجربیات دکتر امامی استفاده کنیم و بتوانیم آن ها را بر نیازهای تخصصی خود در زمینه هوافضا منطبق کنیم. این کار تقریبا در طول یک سال انجام شد. یک تیم سه نفره از اساتید دانشگاه به همراه یک تیم شش نفره از دانشجویان مقطع دکترای دانشکده با زمینههای تخصصی مختلف، درگیر روند شدند. یک کارگاه آموزشی را برگزار کردیم که دکتر امامی تجربیات گذشته خود را در این کارگاه ارائه دادند و ایدهای که در دانشگاه تورنتو برای این درس پیشنهاد کرده بودند را در اختیار تیم اجرای طرح گذاشتند.

۵    معرفی دوره آموزشی ”طراحی مهندسی سامانههای هوافضایی“

دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی به عنوان مؤسسه آموزشی پیشگام در وزارت علوم، تحقیقات و فناوری برای اولین بار در کشور با حمایت ستاد توسعه فناوری هوافضا، همکاری آقای دکتر امامی از دانشگاه تورنتوی کانادا اقدام به برگزاری دوره آموزشی منطبق بر اهداف و مبانی آموزشی CDIO نموده است. این دانشکده در راستای تأمین نیازهای صنعت هوافضای کشور دوره آموزشی تحت عنوان طراحی مهندسی سامانه های هوافضایی در مقطع کارشناسی هوافضا طراحی و تدوین نموده و اولین دوره آموزشی آن را در ترم زمستان- بهار ۲۹-۱۹ با موفقیت به اجرا درآورده است.

این دانشکده در نظر دارد در یک فرآیند تدریجی و    با همکاری و هماهنگی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری تغییراتی را در سیلابس درسی دانشجویان مقطع کارشناسی مهندسی هوافضا اعمال نماید تا در یک سیر تکاملی قادر به عضویت در CDIO باشد و بتواند مهندسانی کارآزموده را به صنعت هوافضای ایران ارائه نماید. روند طراحی و    اجرای دوره آموزشی طراحی مهندسی سامانه های هوافضایی که به عنوان اولین دوره تخصصی طراحی مهندسی در دانشکده هوافضای خواجه نصیرالدین طوسی شکل گرفته است به صورت اختصار در ذیل آورده شده است.

۶    تاریخچه و روند انجام کار

طی جلساتی که اساتید دانشکده هوافضا با دکتر امامی داشتند، سیلابس و    مواد این درس به گونه ای که انطباق بیشتری با هوافضا داشته باشد تنظیم گردید. آزمایشگاهی به این منظور تجهیز شده که در این آزمایشگاه امکانات لازم جهت ساخت و مونتاژ در اختیار دانشجویان قرارداده شد.