آموزش مهندسی ایران

هدف مقاله حاضر ارائه پیشنهاها و بیان نکاتی است که توجه به آنها برای تربیت و آماده سازی مهندسان ایرانی در چالشهای قرن آینده، با توجه به رشد روز افزون علم و فن آوری و تخصصی تر شدن نیازهای انسانی، لازم به نظر می رسد. با تأکید بر لزوم گسترش کمّی رشته های مهندسی، تغییر ساختار فعلی آموزش و ارتقای شاخصهای کیفی، محور اصلی بحث معرفی آموزش مهندسی به مثابه تعالیم پروژه محور، تحقیق مدار و مسأله یاب است. روشی توصیه می شود که در آن دانشجو باید از سالهای آغازین تحصیل پروژه هایی را مطرح کند که در نهایت به یکپارچگی «علم و عمل» و «نظریه و کاربرد» در آموزش وی منتهی می شود. در حقیقت، دانشجویان روی پروژه هایی کار می کنند که باید خود پیشنهاد نمایند، بسط دهند و مبتنی بر فرضیات، اصول، روشها و قضاوتهای علمی نتیجه گیری کنند. انجام دادن پروژه ها با ساخت و آزمایش نمونه های آزمایشگاهی توأم است. نمونه هایی که خود بعداً شالوده ساخت نمونه های صنعتی را تشکیل می دهند. بر این اساس، تغییر ساختار آموزش مهندسی در جهت تحقق برنامه علم عمل، پیشنهاد شده است برنامه ای که همراه با تشکیل مجامع علم و فن آوری در هر دانشگاه برای هر رشته می باشد. همچنین تأکید شده است که دانشگاههایی که آموزشهای مهندسی ارائه می کنند، به تأسیس مراکز نمونه سازی مهندسی مبادرت ورزند. علاوه بر این ، توصیه شده است که در صورت لزوم، دانشگاهها به تأسیس مجتمعهای صنعتی با تولید محدود اقدام کنند.

در این نظامهای آموزشی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا در دانشگاهها و مراکز آموزش عالی در چند کشور انگلیسی زبان در رشته های فنی و مهندسی و علوم مقایسه گردیده و جهت گیری آنها و نتایج این جهت گیریها از نظر تواناییها و کارآیی دانش آموختگان تحلیل شده اند. در انتها نظام آموزشی عالی کشورمان در همین مقاطع و رشته های تحصیلی با آنان مقایسه و بررسی و نقد شده است.

امروزه کشورهایی که می توانند به نیروهای کار کیفی خود مباهات و افتخار کنند، معمولاً کشورهایی هستند که در زمینه آموزش فنی و حرفه ای سرمایه گذاری کرده اند. برای مثال، جمهوری کره و سنگاپور، پس از سرمایه گذاری در این زمینه به مدت بیست سال، در حال حاضر از نیروهای کارآ با لیاقت و اقتصاد پویا بهره مند شده اند. تجربه فوق نشان می دهد که آموزش هزینه کردن نیست، بلکه یک نوع سرمایه گذاری است. اساس جوامع فردا بر پایه روش و محیطهای فن آوری بنا خواهد شد که در آنها روشهای آموزش، فراگیری و آموزش فنی حرفه ای کاملاً تغییر خواهد کرد. دیدگاههای متفاوتی در خصوص پیش بینی تأثیر فن آوری نوین در آموزش فنی و حرفه ای قرن بیست و یکم وجود دارد. اغلب این دیدگاهها بر اساس پیشرفتهای به دست آمده در سالهای اخیر، در زمینه فنی و جامعه شناسی بنا شده است. یک جامعه به نوع جدید فن آوری نیاز دارد. نظر به اینکه توسعه فن آوری با سرعتی بی سابقه به پیش می رود، درک تغییرات برای مردم مشکل خواهد بود. به دلیل اینکه جامعه ما از نظر فن آوری  تا اندازه ای پیچیده شده است، نیاز برای مطلع کردن مردم از نظر فن آوری بسیار مهمه می نماید. تغییر در جمعیت، پیشرفتهای جدید در زمینه فن آوری، یک محیط و جامعه جهانی پیچیده و تقاضاهای جدید برای کارگران، تغییرات اساسی را در محل کار در زمینه فن آوری به وجود می آورد. جهت درک این چالشها و فرصتها به آموزش قوی فنی و حرفه ای علمی و دانش عمیق فنی و حرفه ای و تخصص نیاز است. از میان تمام بخشهای فن آوری برای بهبود آموزش فنی و حرفه ای، موضوعات زیر انتخاب شده است که در این مقاله بحث می شود. - اولویتهای انتخاب فن آوریهای نوین در آموزش فنی و حرفه ای که باید به دقت مورد توجه قرار گیرد؛ - اتخاذ تصمیمهای معقول در خصوص فن آوریهای نوین - تلاش در جهت متحد ساختن کشورهای در حال توسعه در جامعه اطلاعاتی؛ 

افراد بر این باورند که چیزی از جسم سرد منتقل می شود و آن چیز را حرارت می نامند. در قرن هیجدهم و ابتدای قرن نوزدهم، دانشمندان فکر می کردند که اجسام و مواد یک ماده غیر قابل رؤیت دارند که آن را کالری می نامیدند و خصوصیات مختلفی برای آن قایل می شدند، از جمله اینکه وزن دارد، تولید نمی شود و از بین نمی رود. بعدها معلوم شد که این تصویر از حرارت درست نیست. با فراگیر شدن علوم و ضرورت به کاربردن حرارت یا انتقال حرارت در مباحث مختلف علوم و مهندسی همراه با ویژگیهای دیگر، تضادها و ابهاماتی در معنی فیزیکی و معنی کاربردی کلمه حرارت ایجاد شد. برای ایجاد شیوه قابل قبول و رفع تناقض در واژه های مختلف ساخته شده از حرارت، مقالات و کتابهای مختلفی توسط محققان نوشته شده است. در این خصوص آقای شیگل مقاله ای پیرامون توسعه مفهوم حرارت نگاشته است[2] که ضمن تشریح مفهوم فیزیکی و علمی حرارت، واژه های ساخته شده از حرارت را از دیدگاه علوم ترمودینامیک و انتقال حرارت بررسی کرده و پیشنهادهای مشخصی برای رفع ابهام و تفاوتها در کاربرد کلمه "حرارت" ارائه داده است . آنچه در این نوشتار ملاحظه می شود، در این راستا قرار دار و عمدتاً از مقاله آقای شیگل مستفاد شده است.  

در این مقاله به دو دیدگاه فرمولبندی در آنالیز و طراحی سازه ها که در آموزش مکانیک و دینامیک سازه ها مورد استفاده است، اشاره می شود. این دو دیدگاه، یکی بر اساس مکانیک اجسام سه بعدی (که معمولاً در تجزیه و تحلیل اجسام سه بعدی یا دو بعدی تنش و کرنش صفحه ای مورد استفاده قرار می گیرد) و دیگری بر اساس مکانیک اجسام خمشی ( که در آنالیز پوسته، ورق و تیرها استفاده می شود) استوار شده است. با توجه به تعاریف و اصطلاحات در علم مکانیک، این دو دیدگاه دارای یک منشأً هستند و در واقع، دیدگاه آنالیز اجسام خمشی از دیدگاه سه بعدی جدا شده است. متغییرها، پارامترها و معیارها در دیدگاه مکانیک سه بعدی و خمشی تا اندازه ای با هم متفاوتند. مثلاً در مکانیک سه بعدی تغییر شکلها تفکیک نمی شوند، در صورتی که در دیدگاه مکانیک اجسام خمشی تغییر شکل به تغییر شکلهای خمشی، غشایی و خمشی با درجه بالا تقسیم بندی می شود. و متغیرهای دیگری همچون تغییر انحنا تعریف می شود. در واقع، دیدگاه دوم فقط به منظور تجزیه و تحلیل اجسام پوسته ای (مثلاً یک پوسته نازک تحت شرایط نیروی برون صفحه ای) یا اجسامی که تغییر شکلهای خمشی و غشایی آن قابل تفکیک باشد( مثلاً یک تیر بلند که خمش آن قابل ملاحظه می باشد)، تدوین شده است و قطعاً به جهت کاربری، تقریبهایی را باید به کار گرفت. نامگذاری دیدگاه دوم به نام مکانیک اجسام خمشی، به دلیل آن است که معمولاً در بسیاری از موارد، خمش نقش بسیار مهمتری را ایفا می کند. این تقسیم بندی، این معنی را می دهد که تئوری سه بعدی همه جا کاربرد دارد، حال آنکه تئوری اجسام خمشی فقط برای اجسامی با هندسه مخصوص و تحت شرایط نیرویی معینی کاربری دارد. تغییر انحنا به عنوان معیاری قابل مشاهده و قابل اندازه گیری در دیدگاه نوع دوم، به عنوان پارامتری مستقل مستقیماً مورد استفاده قرار می گیرد و این امر سبب توسعه و پایه ریزی دیدگاه دوم در علم مکانیک سازه ها شده است. شاید تعداد زیادی از دانشجویان و مهندسان، این دو دیدگاه را با توجه به نام سازه ها و ابعاد کابردی آنها متوجه نشوند(مثلاً در آنالیز تیرها یک مهندس بدون تأمل مستقیماً به سراغ تئوری اجسام خمشی می رود، بدون آنکه فکر کند که تئوری سه بعدی می تواند جواب بهتری داشته باشد) . حال آنکه در بسیاری از موارد، هر دو دیدگاه یا ترکیبی از آنها را می توان در آنالیز یک سازه به کار گرفت. شناخت این تمایز، در آموزش و سرانجام در تجزیه و تحلیل و طراحی سازه ها و مکانیک جامدات کمک زیادی می کند.

هدف اصلی این مقاله، بررسی یک دوره آموزش برای یادگیری تفکر نقادانه و خلاقانه گروهی بین رشته ای است که هر دانشجو با ساختن حیوان رباتیکی خود در این آموزش و همکاری شرکت می کند. اهداف اصلی این دوره، طرح کلی آن، مسابقه پایانی و چگونگی ارزیابی شرکت کنندگان، در این مقاله تشریح شده است.

مسأله اشتغال و موازنه آن با نیروی انسانی آماده کار در ایران، از مسائل حیاتی کشور است و به لحاظ اهمیتی که در توسعه و پیشرفت اقتصادی و اجتماعی دارد، از عمده ترین اهداف برنامه های توسعه به شمار می آید و آموزشهای مؤثر برای کسب مهارتهای مورد نیاز را اجتناب ناپذیر می سازد و نیز به ارتباط نزدیک بین آموزش عالی و بازار کار اهمیت بخشیده است. آموزش مهندسی باید در جهت نیل به توسعه تقویت و به منظور آموزش معطوف به اشتغال و بهره وری متحول شود. در این راستا انسان به عنوان مهمترین منبع و عامل اثر گذار در توسعه، در محور برنامه ریزی قرار می گیرد. جمعیت آموزش دیده می توانند راه دستیابی به اهداف توسعه را مشخص و هموار سازند.

به همراه تحولات سریع علوم فن آوری در جهان و پیدایش رایانه ها، آموزش علوم و مهندسی نیز با تغییرات و دگرگونیهای بنیادی روبه رو شده است. نویسده که از نزدیک با این دگرگونی روبه رو بوده است، در این نوشته کوشش کرده است تا آثار این تحولات بر سیمای آینده فن آوری و صنعت را نشان دهد.

اگر چه ایرانیان در گذشته دور با رمز و فن بسیار از صنایع آشنا بوده اند اما نتوانستند سهم قابل توجهی در صنعتی شدن جهان داشته باشند. واردات ماشین آلات و بعضاً فن آوریهای مختلف صنعتی توانسته است تا حد زیادی نیاز کشور را به مصنوعات خارجی مرتفع نماید ولی صاحبان صنایع در شناخت و توسعه این فن آوریها پیشرفت زیادی نداشته اند. از طرف دیگر فن آوری های ملی که بتواند برای حل نیازها و مشکلات جامعه به کار گرفته شود گسترش نیافته است. در این مقاله ضمن ارائه دو مدل برای حفظ و توسعه فن آوریهای وارداتی و ایجاد فن آوریهای ملی، یک مطالعه مورد را در نحوه توسعه فن آوری تصفیه بی هوازی فاضلابهای غلیظ صنعتی به بحث می گذارد. در ابتدا، مطالعات کتابخانه ای و آزمایشگاهی مقبولیت این فن آوری را برای حل معضل فاضلابهای صنعتی کشور نشان داد و سپس طراحی و ساخت دو واحد پایلوت برای دو فاضلاب صنعتی با ترکیب و غلظت های متفاوت انجام شد. با استقرار این دو پایلوت در دو واحد صنعتی، مشکلات راه اندازی و عوامل مؤثر در راهبری بهینه آنها در یک دوره یکساله مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده پارامترهای طراحی برای ساخت در مقیاس بزرگ به دست آمد و با استفاده از این پارامترها طراحی و ساخت دو تصفیه خانه بی هوازی به اجرا درآمد که در حال حاضر عملیات راه اندازی و به راندمان رساندن آنها در مراحل تکمیلی است.

در این مقاله ضمن بر شمردن وظایف مهندسان شیمی و شیمیستها و معرفی جایگاه آنها و نحوه مشارکت و همکاریشان در توسعه فرایندها، نشان داده شده است که دیدگاه نسبتاً متداولی که کارهای آزمایشگاهی را منحصراً وظایف شیمیستها و مراحل طراحی و ساخت و بهره برداری از واحدهای نیمه صنعتی را فقط خاص مهندسان شیمی می داند، صحیح نیست و این دو گروه در تمام مراحل توسعه طراحها باید همکاری مستمر و مشترکی داشته باشند.