1
‫ گذضتي‬- ‫چالصٌاي غمدى‬
‫بيس‬
‫تغ‬
‫ مهندسين نقش كليدي رد يير زندگي مردم ايفا كردند‬.‫► قرن تم قرن شكىافئي خارق العاده مهندسي بىد‬
1. Electrification
2. Automobile
3. Airplane
4. Water Supply and Distribution
5. Electronics
6. Radio and Television
7. Agricultural Mechanization
8. Computers
9. Telephone
10. Air Conditioning & Refrigeration
11. Highways
12. Spacecraft
13. Internet
14. Imaging
15. Household Appliances
16. Health Technologies
17. Petroleum/Petrochemical Technologies
18. Laser and Fiber Optics
19. Nuclear Technologies
20. High-performance Materials
‫► قرن ‪ 21‬چالشهاي جديدي را شيپ روي مهندسين قرار داده است‬
‫قرن بيستم‪:‬‬
‫پيشرفت مرحله اي‬
‫قرن بيست و يكم‬
‫علوم‪ ،‬مهندسي و پزشكي‬
‫◘ دانشمندان كشف كردند‪.‬‬
‫◘ كال بهم وابسته اند‪.‬‬
‫◘ مهندسين خلق كردند‪.‬‬
‫◘ وابستگي با انواع جديد‪.‬‬
‫◘ پزشكان مداوا كردند‪.‬‬
‫س‬
‫مرزاهي نى رباي مهند ي‬
‫‪Macro‬‬
‫‪Energy‬‬
‫‪Environment‬‬
‫‪Health Care‬‬
‫‪Manufacturing‬‬
‫‪Communications‬‬
‫‪Logistics‬‬
‫‪Bio‬‬
‫‪Info‬‬
‫‪Nano‬‬
‫مٍاد ضبي بيٍلٍژيني‬
‫بيٍ ممتيم‬
‫طب ضخصي و خصٍصي‬
‫بيٍلٍژي سوتزي‬
‫سٍختٌاي بيٍلٍژيني‬
‫غيرى‪.‬‬
‫كوچكتر و كوچكتر‬
‫سريعتر و سريعتر‬
‫پيچيده تر و پيچيده تر‬
‫◘ رمز اصلي مٍفكيت در ايجاد ارتباط بين دو سر طيف است‬
‫◘ مٌودسين ما بايد براي برخٍرد با اين چالش امادى ضٍهد‬
‫‪4‬‬
‫چالصٌاي هٍ از هجا مي ايود؟‬
‫‪ .1‬جهش رد تكنىلىژي‬
‫‪ .2‬دمىلرافي‬
‫‪ .3‬چالشهاي جهاني‬
‫‪ .4‬نيرواهي اجتماعي و اقتصادي‬
‫‪5‬‬
‫زميوي چالصٌاي بزرگ‬
‫‪ .1‬جٌش در فن اوري‬
‫فن اوري پايدار‬
‫مايكروالكترونيك ‪/‬‬
‫مخابرات‬
‫بيٍ تنوٍلٍژي‪/‬‬
‫طب هاهٍ‬
‫هاهٍتنوٍلٍژي‬
‫لجيستيك‬
‫ساخت و توليد‬
‫فوتونيك ‪ /‬اپتيك‬
‫‪6‬‬
‫زميوي چالصٌاي بزرگ‬
‫‪ .2‬دموگرافي‬
‫چالصٌاي جٌاهي يم والػيت اهنارهاپذيرهد‬
‫► تكريبا ‪ 7‬ميليارد – ‪ %25‬رضد از سال ‪2000‬‬
‫► ضٌرهصيوي و هالهصٌرًا‬
‫► جمػيت جٍان در هصٍرًاي تٍسػي هيافتي و در حال تٍسػي و افزايش متٍسط سن در جٍامع پيصرفتي‬
‫► اگر در جٌان فكط ‪ 100‬هفر زهدگي مينردهد‪:‬‬
‫◘ ‪ 56‬هفر دراسيا‬
‫◘ ‪ 7‬هفر در روسيي و اروپاي ضرلي‬
‫◘ ‪ 16‬هفر در افريكا‬
‫◘ ‪ 4‬هفر درامرينا‬
‫‪7‬‬
‫زميوي چالصٌاي بزرگ‬
‫‪ -3‬چالصٌاي جٌاهي‪:‬‬
‫► همبٍد اب اضاميدهي‬
‫► زيرساختٌاي فرسٍدى‬
‫► تكاضا براي اهرژي‬
‫► افزايش دماي زمين‬
‫► بيماريٌاي جديد‬
‫‪8‬‬
‫زميوي چالصٌاي بزرگ‬
‫‪ -4‬هيروًاي التصادي‪ ،‬اجتماغي و بين المللي‪:‬‬
‫► ارتباطات سريع ‪ -‬ايوترهت‬
‫► حمالت تروريستي ‪ -‬جوگٌا‬
‫► سرمايي گذاري ممتد و غظيم در امٍزش تٍسط چين و ًود‬
‫►توٍع جمػيتي‬
‫► اًميت روزافزون حفظ محيط زيست‬
‫► اًميت حفظ حريم خصٍصي در ًمي زميوي ًا‬
‫‪9‬‬
‫زميوي چالصٌاي بزرگ‬
‫► نيروهاي اجتماعي‪ ،‬سياسي و اقتصادي عامل تعيين كننده در موفقيت‬
‫نوآوريهاي تكنولوژيكي خواهند بود‪.‬‬
‫► در فاصلي سالٌاي ‪ 2007 – 2003‬جلسات و هارگاًٌاي متػددي براي ضواسائي چالصٌاي مٌم مٌودسي در‬
‫لرن ‪ 21‬در هصٍرًاي مختلف تصنيو ضدهد‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫ضواسائي چالصٌاي بزرگ‬
‫► ‪ 10‬ژاهٍيي ‪ – 2007‬اهادمي مٌودسين امرينا سايتي براي جمع اوري هظرات براى اهداخت‪ .‬مردم از بيش از ‪ 40‬هصٍر‬
‫جٌان هظرات خٍد را غرضي هردهد‬
‫► فٍريي ‪ – 2008‬اهادمي ملي مٌودسي جمػي از خبرگان را دور ًم اورد هي در بارى چالصٌا گ فتگٍ هردى اهٌائي را هي در‬
‫‪ 3‬دًي ايودى لابو اجرا ميديدهد اهتخاب هوود‬
‫► اين غدى ‪ 14‬چالش اصلي را ضواسائي هردهد و اين چالصٌا بػدا تٍسط متخصصين ًر رضتي مٍرد بررسي لرار گرفتود‬
‫چالصٌاي غمدى مٌودسي‬
‫)فٍريي ‪(2008‬‬
‫مديريت سينو هربن‬
‫مٌودسي مػنٍس‬
‫مغز‬
‫ساخت ابزار‬
‫اه تصافات غلمي‬
‫انرژي از جوش‬
‫هسته اي‬
‫روضٌاي هربن زدائي و ذخيرى‬
‫هربن‬
‫مٌودسي داروًاي‬
‫پيصرفتي‬
‫امٍزش اهفرادي پيصرفتي‬
‫التصادي هردن اهرژي‬
‫خٍرضيدي‬
‫سيستمٌاي پيصرفتي‬
‫براي اطالغات طبي و‬
‫بٌداضتي‬
‫بٌبٍد سيستمٌاي‬
‫والػيت مجازي‬
‫تػمير و بٌبٍد زيرساختٌاي‬
‫ضٌري‬
‫امويت دهياي مجازي‬
‫دسترسي بي اب‬
‫تميز‬
‫جلٍگيري از‬
‫فاجػي اتمي‬
‫چالصٌاي غمدى مٌودسي‬
‫)فٍريي ‪(2008‬‬
‫►چالصٌا بي ‪ 4‬هگراهي اصلي مربٍطود‪:‬‬
‫ضربي پذيري در برابر بيماريٌاي واگير‪ ،‬خصٍهت و بالياز طبيػي‬
‫◘‬
‫◘‬
‫◘‬
‫امويت دهياي مجازي‬
‫پيصگيري از فاجػي اتمي‬
‫تػمير و بٌبٍد زيرساختٌاي ضٌري‬
‫محصٍالت و فرايودًائي هي زهدگي را لذتبخش تر مينوود‬
‫مٌودسي مػنٍس مغز‬
‫◘‬
‫بٌبٍد والػيت مجازي‬
‫◘‬
‫يادگيري پيصرفتي فردي‬
‫◘‬
‫مٌودسي ابزار هصفيات غلمي‬
‫◘‬
‫تداوم و پايداري محيط زيست‬
‫◘‬
‫◘‬
‫◘‬
‫◘‬
‫◘‬
‫التصادي هردن اهرژي خٍرضيدي‬
‫اهرژي از سٍخت ًستي اي‬
‫روضٌاي هربن زدائي‬
‫مديريت سينو هيتروژن‬
‫دسترسي بي اب تميز‬
‫تٌديد سالمتي فردي و اجتماغي‬
‫◘‬
‫◘‬
‫مٌودسي داروًاي بٌتر‬
‫سيستمٌاي پيصرفتي اطالغات طبي‬
‫‪13‬‬
‫اثر بر امٍزش مٌودسي‬
‫► راى حلٌاي مٌودسي بايد بر مبواي مٍاهع دولتي‪ ،‬سازماهي‪ ،‬سياسي‪ ،‬التصادي و‬
‫اجتماغي طرح ضٍهد‬
‫► چالصٌاي بزرگ جٌاهي ًستود و هياز بي راى حو ًمي جاهبي داضتي و هسو جديدي از‬
‫مٌودسين را ميطلبود‬
‫► چالصٌاي بزرگ بي يم روش جامع براي طرح و اجراي امٍزش مٌودسي هياز دارهد‬
‫هياز بي هسو جديدي از مٌودسين‬
‫درك اصٍل مٌودسي‬
‫غملي‬
‫تمايو چود ديسيپليوي‬
‫طراح خالق‬
‫روحيي هار جمػي‬
‫اگاًي سياسي‪ -‬اجتماغي‬
‫‪Communicator‬‬
‫اگاًي جٌاهي‬
‫متفنر سيستمي‬
‫‪Communicator‬‬
‫چگٍهي برهامي جديدي مٌودسي را پايي ريزي هويم‬
► Major Studies Published 2003-2008:
◘
◘
◘
◘
◘
◘
◘
◘
NAE, 2004, The Engineer of 2020
NAE, 2005, Educating the Engineer of 2020
NAE, 2008, Changing the Conversation
NSF, 2007, The 5XME Workshop: Transforming
ME Education and Research
ASME, 2008 Global Summit on the Future of
Mechanical Engineering
Duderstadt, 2008, Engineering for a Changing World
ASCE, 2008, Civil Engineering Body of Knowledge
for the 21st Century
Carnegie Foundation 2008, “Educating Engineers:
Designing for the Future of the Field”
‫برهامي پيصوٌادي‬
► Developed at the first GC Summit in 2009 and
endorsed by the NAE.
► Steering Committee (founding): USC, Olin, Duke
► 38 Universities have now joined the program
http://www.grandchallengescholars.org/update-list
► 8 have developed active programs
http://www.grandchallengescholars.org/active-programs
► A series of annual GCS workshops
‫برهامي پيصوٌادي‬
‫استفادى از امٍزش پروژى محٍر از ًمان سال اول‬
.
Industry
Freshman
Sophomore
Junior
Senior
MD-MS or
Faculty Team from all Programs
(Innovative Content and Delivery)
Industry “Steering”
Board
4+1 w/ a
focus on
“Thrusts”
‫برهامي پيصوٌادي‬
‫گذر از فيلترها‬
Science
Mathematics
Humanities &
Social Sciences
‫سال اول‬
Science
Mathematics
Eng. Science
H . & S. S.
‫سال دوم‬
Eng. Science
Disciplinary
Eng.
H . & S. S.
‫سال سوم‬
‫دوره ليسانس موجود‬
Disciplinary Eng.
Design Project
H . & S. S.
‫سال چهارم‬
‫برهامي پيصوٌادي‬
‫برنامه مهندسي جامع‬
‫‪K-14 Interface‬‬
‫پروژى هٌائي‬
‫‪Baccalaureate‬‬
‫‪Interface‬‬
‫‪BS/MS‬‬
‫‪(Practice‬‬
‫)‪Oriented‬‬
‫سال ‪4‬‬
‫تجربه تحقيق – عمق در‬
‫مطالعه علوم‬
‫سال ‪3‬‬
‫رياضي و علوم‬
‫سال ‪2‬‬
‫مطالػي غميق يم ديسيپلين‬
‫سال ‪1‬‬
‫جلٍ اهداختن ًستي غملي مٌودسي‬
‫‪BS‬‬
‫)‪(Industry‬‬
‫ازمايصگاًٌاي غملي‪ ،‬طراحي‪ ،‬مٌودسي سيستم‬
‫‪BS/PhD‬‬
‫‪(Research‬‬
‫)‪Oriented‬‬
‫غلٍم اجتماغي و اهساهي‬
‫‪K-12‬‬
‫برهامي پيصوٌادي‬
‫سال اول ‪:‬‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫►‬
‫‪ 10‬ساغت در ًفتي هار در امٍر غام الموفػي‬
‫سميوار ًاي صوػتي با ضرهت سازماهٌاي صوػتي‬
‫ضرهت در پروژى چود ديسيپليوي با سرپرستي يم داهصجٍي سال اخر‬
‫ضرهت در يم پروژى مستكو مربٍط بي چالصٌاي بزرگ‬
‫سال دوم ‪:‬‬
‫► مشابه سال اول‬
‫► پروژه تيمي مربوط به چالشهاي بزرگ‬
‫► شركت و تدريس در اردوي تابستاني براي دانش آموزان دبيرستاني‬
‫سال سٍم ‪:‬‬
‫► پروژى ينسالي با تحكيق در رابطي تنوٍلٍژي و اجتماع‬
‫► يم تجربي جٌاهي‬
‫► اجراي پروژى بي سرپرستي يم مٌودس حرفي اي در يني از زميوي ًاي چالصٌاي بزرگ‬
‫برهامي پيصوٌادي‬
‫سال چٌارم‪:‬‬
‫► پروژى ينسالي تيمي و چود ديسيپليوي در زميوي ًاي چالصٌا و با مصارهت فػال صوػت‬
‫► برهامي اي براي تجاري هردن طرح (داهصجٍي بازرگاهي در تيم)‬
‫سال پوجم‪:‬‬
‫► پروژى و تز تيمي‬
‫► مسافرت بي هصٍرًاي ديگربررسي فصلي پيصرفت در يم مراسم رسمي‬
‫همٍهي لدمٌائي هي ميصٍد برداضت‬
‫‪ .1‬ضواسائي مٌارتٌاي هليدي در هادر غلمي‬
‫‪ .2‬گروى بودي چود ديسيپليوي‬
‫‪ .3‬مرهز هارامد رابطي صوػت و داهصگاى‬
‫‪ .4‬هميتي مديريت با ضرهت اساتيدو مٌودسين‬
‫‪ .5‬تصنيو يم برهامي براي اجراي پروژى ًاي ينسالي چود ديسيپليوي بػوٍان لدم اول در امٍزش پروژى محٍر در طٍل سالٌاي داهصگاى‬
‫مدلي از هٍاوري در امٍزش مٌودسي‬
‫هالج مٌودسي اولين‬
‫► تػريف مجدد مٌودسي بػوٍان يم حرفي هٍاور‬
‫‪ ‬با تٍجي بي هيارًاي اهساهي و اجتماغي‬
‫‪ ‬طراحي خاللاهي سيستمٌاي مٌودسي‬
‫‪ ‬افزودن ارزش در لالب هارافريوي‬
‫► ضروع با اًداء ‪ 450‬ميليٍن دالر تٍسط بوياد اولين‬
‫► محو‪ :‬هيدًام – ماساچٍست‬
‫مدلي از هٍاوري در امٍزش مٌودسي‬
‫هالج مٌودسي اولين‬
‫مطالػي غميق غلٍم و مٌودسي‬
‫ًور‪ ،‬غلٍم اهساهي و اجتماغي‬
‫هسب و هار و هارافريوي‬
‫◘چود ديسيپليوي – امٍزش مسئلي و پروژى محٍر – حو مسائو باز – برهامي با اهػطاف برمبواي غالئق‬
‫داهصجٍيان‬
‫‪Majors‬‬
‫‪Electrical and Computer Engineering‬‬
‫‪Mechanical Engineering‬‬
‫‪Engineering Concentrations‬‬
‫‪BioEngineering‬‬
‫‪Computing‬‬
‫‪Materials Science‬‬
‫‪Systems‬‬
‫خالصي‬
‫► جٌان در حال گذر است و مٌودسين رل هليدي در اين گذر دارهد‬
‫► امنان زهدگي در دهيائي بٌتر در پيش روي ماست‪.‬‬
‫► ًم مسئلي جٌاهي است و ًم راى حلٌا بايد جٌاهي باضود‬
‫“بكاء با لٍيتر يا باًٍضتر هيست بلني با مٍجٍداتيست هي بيصتر تغيير را ميپذيرهد”‪.‬‬
‫چارلز داروين‬