تتغير بيئات التصنيع الحديثة بوتيرة متسارعة مع دخول تقنيات الصناعة الرابعة ثم الصناعة الخامسة، وما يرافقها من أنظمة سيبرانية فيزيائية وروبوتات تعاونية وواجهات متقدمة بين الإنسان والآلة، ويضع هذا التحول كليات الهندسة أمام تحدٍّ حقيقي يتمثل في إعادة تصميم مقرراتها بحيث يكتسب الطالب خبرة عملية مباشرة مع هذه التقنيات بدل الاكتفاء بالمعرفة النظرية المجردة عنها
وفي هذا السياق يقدم هذا العمل مقاربة تعليمية مبتكرة تدمج تقنيات الصناعة الرابعة والصناعة الخامسة داخل بيئة تعلم للمصنع الذكي في معهد مونتيري للتقنية والتعليم العالي المعروف اختصارًا بتيك، وبالتعاون الدولي مع معهد ماساتشوستس للتقنية، مع ربط المنهج بأهداف التنمية المستدامة بما يهيئ مهندسين قادرين على الإسهام في ممارسات صناعية مستدامة وفي الابتكار التقني المسؤول
ويبرز في هذا التحول مفهوم الطالب 5.0 بوصفه توصيفًا للمتعلم الذي لا يكتفي بإتقان تشغيل الآلات والأنظمة، بل يفهم منطقها ويتعاون معها ويوجهها نحو أهداف إنسانية ومستدامة، مستعينًا بمهارات التفكير الناقد والإبداع والعمل الجماعي إلى جانب كفاءته التقنية، وهو توصيف يعيد تعريف العلاقة بين التعليم الهندسي والصناعة من علاقة إمداد بالعمالة إلى شراكة في صناعة المستقبل الصناعي ذاته
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى معالجة تحدي تكييف التعليم الهندسي مع متطلبات التصنيع الذكي، من خلال إعادة تصميم مقرر أتمتة نظم التصنيع ليقدم تعلمًا غامرًا قائمًا على الانخراط المباشر في تقنيات ومنهجيات متقدمة، وإبراز أهمية الخبرة العملية مع الأنظمة السيبرانية الفيزيائية والتصنيع بالإضافة وتكامل أنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات والروبوتات
وطبقت المقاربة داخل بيئة المصنع الذكي بحيث يتعامل الطلاب عمليًا مع الروبوتات التعاونية وواجهات الإنسان والآلة والرؤية الحاسوبية وبرمجة وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، وتُنمّي التجربة إلى جانب المهارات التقنية مهارات منهجية في التفكير التحليلي وحل المشكلات وكفاءات أخرى، كما تعزز الكفاءات الاجتماعية والشخصية للطلاب، وجرى التحقق من التجربة باستبانة للطلاب في نهاية المقرر عبرت عن انطباعاتهم ومستويات رضاهم
ثانيًا: أبرز النتائج
1. أثبتت دراسة الحالة فعالية إعادة تصميم المقرر بحيث يتضمن خبرات تعلم غامرة تركز على مهارات الصناعة الرابعة والصناعة الخامسة لدى الطلاب
2. كشفت استبانة الطلاب في نهاية المقرر عن مستويات رضا مرتفعة بلغت 9.65 من 10، ارتبطت بتنمية مهارات جديدة واستكشاف مفاهيم جديدة وتوليد أفكار جديدة وتعزيز التفكير الابتكاري
3. طور الطلاب مهارات تقنية عملية في التعامل مع الروبوتات التعاونية وواجهات الإنسان والآلة والرؤية الحاسوبية وبرمجة وحدات التحكم المنطقية، إلى جانب مهارات التفكير التحليلي وحل المشكلات
4. قدم الطلاب وفريق التدريس معًا توصيات لمواصلة توسيع نطاق المقرر وتحسينه، بما يعكس تفاعلًا إيجابيًا من طرفي العملية التعليمية مع التجربة
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تؤكد التجربة أن التعلم الغامر داخل بيئات مصنع ذكي حقيقية يمثل مسارًا واعدًا لإعداد الطالب 5.0 القادر على العمل في بيئات صناعية متقدمة تقنيًا ومستدامة بيئيًا واجتماعيًا، إذ تدمج الصناعة الخامسة علوم السلوك الاجتماعي بالتقنيات الرقمية في مقاربة متمحورة حول الطالب وتركز على الاستدامة ورفاه العامل، ويمكن لكليات الهندسة أن تستفيد من هذا النموذج في تحديث مقررات الأتمتة والتصنيع وربطها بأهداف التنمية المستدامة
كما تنطوي التجربة على دلالة أوسع لسياسات التعليم الهندسي، مفادها أن ربط المقررات بأهداف التنمية المستدامة لا يمثل إضافة شكلية إلى توصيف المقرر، بل يعيد توجيه مشروعات الطلاب وتصميماتهم نحو حلول تراعي كفاءة الموارد وسلامة الإنسان ورفاهه، وهو توجه ينسجم مع روح الصناعة الخامسة التي تعيد الاعتبار للإنسان شريكًا للآلة لا تابعًا لها، وتجعل الاستدامة معيارًا للحكم على جودة الحلول الهندسية لا هامشًا لاحقًا لها
وخلاصة القول إن إعادة تصميم مقرر أتمتة نظم التصنيع على أسس التعلم الغامر وتقنيات المصنع الذكي حققت رضا طلابيًا مرتفعًا ومهارات تقنية ومنهجية وشخصية متكاملة، وهو ما يجعل هذه المقاربة نموذجًا قابلًا للتوسع في برامج الهندسة التي تسعى إلى مواءمة مخرجاتها مع متطلبات عصر الصناعة الخامسة
