بحوث التعليم الهندسي

ساهمت جامعة بيردو في التطوير الرسمي لتعليم الهندسة كمجال أكاديمي. أنشأت الجامعة قسم هندسة السنة الأولى عام 1953، وهو أحد أوائل برامج الهندسة المركزية للسنة الأولى في الولايات المتحدة. ^{[ 13 ]} كما أنشأت بيردو برنامج المرأة في الهندسة وبرنامج هندسة الأقليات عام 1969. ^{[ 14 ]} وفي عام 2004، أسست بيردو كلية تعليم الهندسة ، وهي أول وحدة أكاديمية تركز تحديدًا على تعليم الهندسة، تلاها عام 2005 ما يُعرف بأنه أول برنامج دكتوراه في هذا التخصص. ^{[ 15 ]} هذه الإنجازات موثقة في مواد الأرشيف الجامعي، والجداول الزمنية التاريخية، والتواريخ المؤسسية المنشورة. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

بحسب بورّيغو وبرنهارد، ^{[ 23 ]} تتطور التعاونات الدولية في مسعى لتنمية الكفاءات العالمية لدى طلاب الهندسة. وتُعرَّف الكفاءة العالمية في الهندسة بأنها امتلاك "المعرفة والقدرة والاستعداد للعمل بفعالية مع أشخاص يُعرّفون المشكلات ويحلّونها بطرق مختلفة عنهم". ^{[ 24 ]} وتُجري البرامج التعليمية التي تُركّز على الكفاءات الهندسية العالمية أبحاثًا حول تطوير وتقييم هذه الكفاءة ضمن الممارسة الهندسية. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

تشمل أمثلة البرامج في مجال الكفاءة الهندسية العالمية ما يلي:

• برنامج الهندسة العالمي في جامعة بوردو ^{[ 27 ]}
• برنامج إيراسموس موندوس (برنامج عالمي يركز على الطالب)
• برامج الهندسة العالمية في جامعة ستانفورد ^{[ 28 ]}
• معهد طوكيو للتكنولوجيا - الهندسة العالمية من أجل التنمية والبيئة والمجتمع ^{[ 29 ]}
• المشاركة الهندسية العالمية في جامعة ولاية بنسلفانيا ^{[ 30 ]}
• الهندسة العالمية في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا ^{[ 31 ]}
• معهد التعليم الدولي العالمي E3 ^{[ 32 ]}
• برامج تكساس إيه آند إم العالمية ^{[ 33 ]}
• جامعة كولورادو بولدر للهندسة العالمية ^{[ 34 ]}

تُذكر أمثلة أخرى في كتاب "التعليم الهندسي العالمي" . كما تُساهم أقسام البحث والتطوير في الشركات متعددة الجنسيات في البحوث التعليمية الدولية. وتوجد طرق متنوعة لتقييم الكفاءة، وتدور نقاشات حول كيفية تأثير التدريب على الكفاءة العالمية والثقافية على التعليم الهندسي. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

في عام ٢٠٠٨، حظي مشروع بعنوان "مشروع الوسائط المتعددة لثقافات الهندسة" بموافقة المؤسسة الوطنية للعلوم. وقد أُنجز هذا المشروع بجهود مشتركة بين "جامعة فرجينيا للتكنولوجيا وكلية كولورادو للمناجم" لإنتاج وحدات تعليمية على أقراص مدمجة تستكشف كيف يختلف مفهوم المهندس والمعرفة الهندسية من بلد إلى آخر. https://globalhub.org/topics/AboutEngineeringCultures وكان الهدف الرئيسي من هذا المشروع هو "تطوير ونشر وتقييم تجارب تعليمية تساعد الطلاب على تحديد وفهم وتقدير وجهات النظر المختلفة عن وجهات نظرهم". ^{[ ٣٩ ]}

تشير الدراسات إلى أن المهندسين سيكونون أكثر استعدادًا للدراسة الدقيقة في العلوم الهندسية إذا تعرضوا للمفاهيم الهندسية في السنوات التي تسبق الدراسة الجامعية.

في الولايات المتحدة ، تزايدت الجهود المبذولة لوضع سياسات رسمية لتعليم المهندسين. ففي عام ١٩١٨، أشار تقرير مان إلى نقص وشيك في المهندسين المؤهلين القادرين على الانخراط السريع في سوق العمل. وشدد التقرير على ضرورة توفير المزيد من الخبرة العملية، ومنح معلمي الهندسة خبرة عملية، وإبراز دور التدريس بشكل أكبر، مع التأكيد على أهمية البحث العلمي. وفي عام ١٩٥٥، حدد تقرير غرينتر ^{[ ١١ ]} بالتفصيل مسارات الدراسات الهندسية على مستوى البكالوريوس والدراسات العليا. ومنذ ذلك الحين، تم تطبيق بعض هذه المقترحات، بما في ذلك مشروع التخرج النهائي، في مؤسسات هندسية عامة وخاصة.

تتأثر سياسة التعليم الهندسي المطبقة على متطلبات البرامج والمناهج الدراسية، إلى حد ما، بعوامل خارجية. وقد أدرج مجلس اعتماد الهندسة والتكنولوجيا ( ABET ) متطلبات الصناعة كجزء من عملية اعتماد برامج الكليات والجامعات. ويؤكد معيار ABET EC 2000 على كلٍ من المهارات التقنية (التصميم، حل المشكلات) والمهارات المهنية (العمل الجماعي، التواصل، التفكير الأخلاقي/العالمي). وفي عام 2021، وجّه عمداء كليات الهندسة في جامعات Big Ten+ رسالة دعم إلى ABET لحثّهم على وضع معايير أكثر تحديدًا في التقييم العام فيما يتعلق بالتنوع والإنصاف والشمول. ^{[ 43 ]}

المعايير التعليمية من الروضة وحتى الصف الثاني عشر:

لقد أثرت السياسات الوطنية مثل " عدم ترك أي طفل خلف الركب" و "السباق نحو القمة" على استقطاب المهندسين المستقبليين والاحتفاظ بهم.

في أبريل 2013، صدرت معايير علوم الجيل القادم كمعايير علمية لتعليم العلوم من الروضة وحتى الصف الثاني عشر في الولايات المتحدة، لتحل محل معايير التعليم العلمي الوطنية . وتشمل هذه المعايير معايير هندسية مُدمجة ضمن المعايير العلمية. وقد وضع المجلس الوطني لإدارة التقييم إطارًا للتكنولوجيا ومحو الأمية للتقييم الوطني للتقدم التعليمي لعام 2014. وسيكون هذا اختبارًا تجريبيًا، وقد يصبح جزءًا أساسيًا من الاختبارات المستقبلية.

ثمة فجوة بين نتائج بحوث تعليم الهندسة وتطبيقها في الفصول الدراسية. تُنشر نتائج البحوث في دوريات متنوعة يقرأها في المقام الأول باحثون آخرون، وليس معلمو المراحل الدراسية من الروضة وحتى الصف الثاني عشر، أو أعضاء هيئة التدريس الجامعيين من خارج مجال التعليم. هذا الخلل في نقل المعرفة بين البحث والتطبيق يحول دون تحقيق النتائج المرجوة التي تُمثل جوهر البحث ^{[ 44 ] [ 23 ] [ 42 ].}

طُرحت مقترحات لربط الممارسة البحثية في مجال تعليم الهندسة بالممارسة البحثية في هذا المجال. وقد اقترح جيسيك وآخرون (2010) وبورّيغو وبرنهارد (2011) نموذجًا دوريًا لنقل المعرفة بين البحث والممارسة. يسمح هذا النموذج للبحث والممارسة بالتأثير المتبادل والتطوير المستمر بينهما.