Mühendislik ö¤reniminde yeni paradigmalar›n uygulamaya girebilmesi ve etkinlik kazanabilmesi için; prog-ramlar konusunda belirlenmifl olan genel ilkelere uygun olarak baz› somut düzenlemelerin yap›lmas› gerekmekte-dir. Bu ba¤lamda önerilen yeni program›n içeri¤inde yap›lmas› gereken iyilefltirmelerin dayana¤› olan argüman-lar aç›k bir flekilde ortaya konulmal›d›r. Di¤er bir deyiflle; yenilikçi bir mühendislik ö¤renim program›nda yer ala-cak olan yeni bileflenler (ders, uygulama, deney vb.) için somut örnekler üzerinde de¤erlendirme yap›lmal›d›r.
Yenilikçi mühendislik ö¤renimi konusunda dünyada ortaya ç›km›fl olan yeni paradigman›n ana unsurlar› ola-rak; temel dersler kapsam›nda kavramsal bak›fl kazand›rmak, di¤er disiplinlere merak uyand›rabilmek, gerekli pratik
be-cerileri (el becerisi, problem çözme becerisi vb.) kazand›rabilmek, tasar›m çal›flmalar›nda patent odakl› düflünmeyi benimset-mek s›ralanabilir. Bu kapsamda ülkemizde yürütülbenimset-mekte olan ortalama bir Makina Mühendisli¤i ö¤renim
progra-m› referans olarak seçilerek, yukar›da s›ralanan yenilikçi paradigma bileflenlerinin bu programa nas›l ve hangi afla-malarda uyarlanmas› gerekti¤i üzerinde durulacakt›r.
Birinci Ad›m: Görünmeyen Yüzü Görebilmek
Herhangi bir konuda tasar›m çal›flmas› yapabilmenin ön koflulu do¤al olarak o konuda yeterli bilgi birikimine sahip olmakt›r. Test edilmifl ve denemeden geçirilerek olgunlaflt›r›lm›fl olan bilgi iyi bir tasar›m için gereklidir. An-cak orijinal tasar›mlar için mutlaka farkl› bak›fl aç›s›na sahip olmak ve kavramsal düflünebilmek gibi özelliklere ge-rek duyulur. Ö¤rencilere bu özellikleri kazand›rabilmek amac›yla mühendislik ö¤renim program›nda birinci s›n›f-tan bafllayan baz› düzenlemeler yap›lmal›d›r.
Ülkemizdeki mevcut mühendislik lisans programlar›n›n birinci s›n›flar›nda verilmekte olan matematik, fizik, kimya, teknik resim, bilgisayar gibi temel dersler için yaz›lm›fl olan içerikler oldukça tatmin edici görünmektedir. Ancak bu derslerin yenilikçi olmay› hedefleyen bir program dâhilinde yürütülmesi konusunda eksiklikler vard›r. Mühendislik program›ndaki temel dersler, ilgili üniversitelerin fen fakültelerindeki ö¤retim üyesi kadrosu taraf›n-dan servis dersi olarak yürütülmektedir. Bu durumda temel ders; mevcut içeri¤ine ba¤l› bir flekilde ve bütün mü-hendislik bölümlerinin ortalamas› olacak flekilde soyut örnekler üzerinde ve kavramsal olmaktan uzak kalarak yü-rütülmektedir. Oysaki temel ders paketi içerisinde yer alan diferansiyel ve entegral hesap, ifl, enerji, güç, kuvvet gibi kavramlar›n somut mühendislik örnekleri seçilerek bunlar›n üzerinden aktar›lmas› (fiekil 1), Taylor ve Fouri-er sFouri-erilFouri-erinin mühendislik uygulamalar›ndaki kullan›m yFouri-erlFouri-erinin ö¤retilmesi gibi noktalar›n üzFouri-erinde dikkatle du-rulmal›d›r. Temel derslerin bu içerikte ö¤renciye aktar›lmas› flüphesizdir ki belirli düzeyde mühendislik formas-yonuna sahip olmay› gerektirmektedir. Bu nedenle belirli bir süreç içerisinde temel derslere ait yürütücü kadro-nun mühendislik fakülteleri bünyesinden olmas› yönünde, ya da bu dersleri yürütecek özel bir kadrokadro-nun fen fa-külteleri içerisinde oluflturulmas› fleklinde bir planlaman›n yap›lmas› gerekmektedir.
Öte yandan; mühendislik programlar›nda yer alan mevcut birinci s›n›f derslerinin yan› s›ra üç boyutlu düflüne-bilmenin önünü açan, tasar›-derinlik-arka plan-izdüflüm-mant›k gibi kavramlar›n gelifltirilmesine yönelik bir der-sin programa al›nmas› önemlidir. Bu ders ile ö¤rencinin üç boyutlu düflünebilmesi ve belirli bir perspektif görün-tü için görünen yüzlerden yola ç›karak görünmeyen yüzün zihinde tam olarak canland›r›labilmesi amaçlanmal›d›r (fiekil 2). Perspektif görüntülerin belirli düzlemlerdeki izdüflümleri ve kesit görüntülerin canland›r›labilmesi gibi ufuk aç›c› çal›flmalara yer verilmelidir. Önerilen bu ders; k›s›tl› say›da veri kullanarak sonuca ulaflma, analitik dü-flünme, bulan›k mant›k, algoritma gelifltirme vb. gibi içerikler ile de zenginlefltirilmeli ve ö¤renciler için ilgi çeki-ci ve zevkli bir yap›da sunulmal›d›r.
‹kinci Ad›m: Di¤er Disiplinlere ‹lgi Duyabilmek
Günümüzde kullan›lan teknoloji ürünleri ve yenilikçi tasar›mlar büyük ölçüde disiplinler aras› çal›flmalar so-nucunda gelifltirilmektedir. Yeni geliflmekte olan biyoteknoloji, mekatronik, nano mühendislik, gen mühendisli¤i, biyomekanik vb. alanlar, klasik disiplinlerin birbirine yak›nlaflmas› ile ortaya ç›km›flt›r. Yeni disiplinler aras› çal›fl-ma alanlar› gelecekte de artan bir h›zla ortaya ç›kçal›fl-maya devam edecektir. Örne¤in biyoloji-çal›fl-makine mühendisli¤i, ziraat-elektronik mühendisli¤i, t›p-havac›l›k-uzay, mekatronik-biyoloji gibi yeni disiplinler aras› alanlar›n ortaya ç›kmas› kaç›n›lmazd›r. Dolay›s›yla bu süreç iyi analiz edilerek mühendislik ö¤renim programlar› ile iliflkilendiril-meli ve klasik programlar yeni ve dinamik bir görünüme kavuflturulmal›d›r.
Yenilikçi mühendislik programlar›n›n yenilikçi tasar›m anlay›fl› kazanm›fl mühendisler yetifltirmesinde öngö-rülmesi gereken ikinci aflamada, ö¤rencilerin farkl› disiplinlere ilgi duymalar›n› sa¤lamak gerekmektedir. Salt
mü-Uluslararas› Yüksekö¤retim Kongresi: Yeni Yönelifller ve Sorunlar (UYK-2011), 27-29 May›s 2011, ‹stanbul
hendislik bilgileri ile donat›lm›fl bir mühendisin di¤er disiplinlere ait temel bilgileri de gerektiren yenilikçi ürün-ler tasarlamas› için gerekli olan altyap›ya tam olarak kavufltu¤u söylenemez. Bu nedenle mühendislik lisans ö¤re-niminin ikinci s›n›f düzeyinde ve üçüncü s›n›f›n bir döneminde, ö¤rencilerin hem mühendislik disiplini içerisinde fakat farkl› bölümlerin programlar›nda yer almakta olan elektronik, termodinamik, ulafl›m, gemi elemanlar›, uydu teknolojisi vb. gibi dersleri, hem de mühendislik disiplini d›fl›nda kalan biyoloji, botanik, anatomi, kuantum fizi¤i, biyokimya vb gibi dersleri seçmeli olarak almalar› sa¤lanmal›d›r. Bu derslerin seçiminde; ö¤rencinin üst s›n›flarda yapacak oldu¤u tasar›m çal›flmalar›nda ele alaca¤› konuya olan yak›nl›k ile ilgili olarak ö¤renciler yeterince bilinç-lendirilmeli, bu derslerin mesleki yetkinlik konusundaki önemli rolü mutlaka vurgulanmal›d›r.
Mühendislik ö¤rencilerinin ilgi duydu¤u di¤er disiplinlerden alaca¤› derslerin ö¤rencinin kendi mesleki geli-flimi ile olan iliflkisi fiekil 3’te görülen somut bir tasar›m düflüncesi üzerinde görülmektedir. Buradaki örnekte yer alan kan bas›nc› (tansiyon) dengeleyici tüp, klasik bir ›s›tma sisteminde yer alan genleflme deposunun karfl›l›¤›d›r. Kendi mühendislik disiplini içerisinde ›s›tma tesisat›nda ortaya ç›kan bas›nç art›fllar›n› karfl›layarak, tesisat›n yük-sek bas›nçtan etkilenmesini önleyen genleflme tüpünün ifllevini iyi bilen bir ö¤rencinin, insan kan dolafl›m sistemi ile benzerlik kurmas› ve bu çözümü orada da uygulayabilmesi için kan dolafl›m sistemini tan›mas› ve burada yafla-nan sorunlar› bilmesi gerekir. Mühendislik çözümlerinin t›p, biyoloji, botanik gibi alanlara uyarlanabilmesi için az da olsa belirli bir bilgiye gereksinim vard›r. Bu örnekte yer alan tansiyon dengeleyici tüpün boyutlar›, malzemesi, çal›flma prensibi, dolafl›m sisteminde uygulanaca¤› yer gibi tasar›m parametrelerine yan›t verebilmek için belirli bir anatomik bilginin olmas› gerekmektedir. Yenilikçi mühendislik ö¤renim program›nda bu tür konular detayl› ola-rak ele al›nmal› ve ö¤rencilerde farkl› disiplinlere ilgi uyand›r›lmal›d›r.
Yenilikçi mühendislik ö¤renim program›nda farkl› disiplinler ile tan›flman›n önemi üzerine verilebilecek di¤er bir orijinal (henüz uygulanmayan) örnek; fiekil 4’te görülen ve topraktan ald›¤› fosfor ile genifl yapraklar›ndan
so-B. Çuhadaro¤lu
fiekil 2: Görünmeyen arka yüzün görünümü.
fiekil 3: Is›tma sistemindeki genleflme deposuna karfl›l›k gelen bir tüp ile dolafl›m sisteminde kan bas›nc›ndaki ani art›fllar›n (tansiyon) dengelenebilece¤i düflüncesi.
Radyatörler Pompa Kazan Genleflme Deposu Tansiyon Dengeleyici Tüp
ka¤› ayd›nlatan yapay a¤aç düflüncesidir. Bu düflüncenin gerçe¤e dönüflmesi ve uygulamaya girmesi flüphesiz ki ol-dukça genifl bir botanik, biyoloji, elektrik, makina, kimya bilgisi ve çal›flmas›n› gerektirir. Bu türden yapay bir a¤a-c›n herhangi bir ek enerji kullanmadan sadece güneflten alaca¤› ›fl›n›m ile bütün bu ifllemi yapabilecek flekilde bir tasar›m›n yap›labilmesi için biyoloji ve makina mühendisli¤i formasyonu gerekirken, köklerden yapra¤a kadar fos-forun yürümesi ve topra¤›n içeri¤inin belirlenmesi konusunda botanik bilimine gereksinim duyulacakt›r. Bu “si-hirli a¤aç” ayd›nlatma yaparken gerek duyulacak olan fosfor miktar› hesab› için elektrik mühendisli¤i bilgisi kul-lan›lacakt›r. Bu tür bir tasar›m çal›flmas›nda ortaya ç›kacak olan zorluklar›n ötesinde önemli olan unsur, yenilikçi düflünce anlay›fl›n›n ö¤rencilerde yerleflmesini sa¤layacak flekilde mühendislik ö¤renim sisteminin gelifltirilmesi ve uygulanmas›d›r.
Üçüncü Ad›m: Gerekli Beceriyi Kazanabilmek
‹nsan düflüncesinin ürünü olan tasar›mlar›n uygulamada yer bulmas› ve ticarileflebilmesi için uygun yöntem-lerle üretilmesi ve piyasaya sunulmas› gerekmektedir. Yenilikçi ürünler için en önemli k›s›tlardan bir tanesi de ko-lay üretilebilirliktir. Doko-lay›s›yla yenilikçi düflünce ürünlerinin endüstriyel anlamda üretimlerinin yap›labilmesi için üretim teknikleri hakk›nda bilgi sahibi olmak gerekmektedir. Klasik mühendislik ö¤renim programlar›nda üretim yöntemleri ile ilgili olarak ö¤rencilere yeterli teorik bilgilendirme yap›lmaktad›r. Bu dersler kapsam›nda metal ifl-leme, döküm, kaynak, plastik flekil verme, malzeme gelifltirme vb. konular yer almakta ve ö¤rencilere üretim tek-nikleri konusunda temel bilgiler kazand›r›lmaktad›r. Bu dersler üretim tektek-nikleri ile ilgili genel bilgileri içermek-te olup, bir k›sm›nda laboratuar uygulamas› da yap›lmaktad›r.
Klasik mühendislik ö¤renim programlar›nda teorik derslerin yan› s›ra, ö¤rencilere pratik kazand›rmay› amaç-layan staj, deney ve laboratuar uygulamalar› da yer almaktad›r. Ancak üniversitelerin yap›sal sorunlar›ndan kay-naklanan nedenlerle bu uygulamalar›n önemli bir k›sm› gereken düzeyde yap›lamamaktad›r. Özellikle staj konu-sunda iflletmelerin isteksiz yaklafl›m› ve ö¤rencilerin ço¤unlu¤unda var olan motivasyon eksikli¤i nedeniyle ama-c›n d›fl›na ç›k›larak sadece formalite yerine getirilmektedir. Bu konuda ülkemizdeki büyük endüstri kurulufllar› ile üniversitelerin mühendislik fakülteleri aras›nda çok daha yak›n ve gerçekçi bir iflbirli¤ine gidilmesi ve konuya ya-sal düzenlemeler esas›nda bak›lmas› ile amaca uygun sonuçlar elde etmek mümkündür. Esas›nda ülkemizdeki üni-versite-sanayi iflbirli¤inin yetersizli¤i kapsam›na girmekte olan bu konuda halen pek çok etkinlikler düzenlenmek-te ve ilgili taraflarca belirli bir çaba gösdüzenlenmek-terilmekdüzenlenmek-tedir. Ancak mühendislik ö¤rencilerinin endüstride gereken dü-zeyde pratik kazanmalar› konusunda ülkemizde al›nmas› gereken çok yol vard›r. Mühendislik ö¤reniminin tam an-lam› ile yenilikçi bir içerik kazanabilmesi ülkemizdeki üniversite-sanayi iflbirli¤inin geliflmesine do¤rudan ba¤l›d›r.
Üniversitelerimizin kaynak sorunlar› ve k›s›tl› bütçe olanaks›zl›klar› nedeniyle mühendislik ö¤reniminde gerek-sinim duyulan laboratuar sarf malzemeleri ve deney gereçlerinin temini konusunda sorunlar yaflanmaktad›r. Ö¤ren-cilerin sanal ortamda ya da ka¤›t üzerinde yapm›fl olduklar› tasar›mlar›n basit malzemeler ile küçük ölçekli modele dönüfltürülmesi ve görsel çekicilik kazand›r›lmas› belirli bir miktar harcama yapmay› gerektirmektedir. Bu harca-malara kaynak oluflturma konusunda üniversite yönetimleri ve di¤er üst kurumlar›n özel bir çaba içerisinde olma-lar›nda büyük önem vard›r. Zira her alanda sürekli olarak yenilikçi düflünebilme ile bu düflüncelerin
somutlaflt›r›l-Uluslararas› Yüksekö¤retim Kongresi: Yeni Yönelifller ve Sorunlar (UYK-2011), 27-29 May›s 2011, ‹stanbul
mas› ya da di¤er bir deyiflle test edilmesi aras›nda bir iç etkileflimin oldu¤u aç›kt›r. Herhangi bir konuda tasar›m pro-jesi yapan bir ö¤rencinin bu tasar›m›n› uygun malzemeler ile bir laboratuar modeli olarak ortaya koymas› sonucun-da ö¤rencinin hem el becerisi geliflecek hem de bu küçük özel üretimden çok büyük dersler ç›kart›lacakt›r (fiekil 5). Tasar›m projesine ait uygulamada ö¤renci kaynak, yap›flt›rma, s›k› geçme, perçin, pim gibi ba¤lant› elemanlar›n›n kullan›lmas›n› ö¤renece¤i gibi, malzeme seçiminde gerçekçi olmay› kavrayacak ve daha da önemlisi yapacak oldu-¤u basit hatalardan ders ç›kartarak gelecekteki mühendislik yaflam›n›n kalitesine yat›r›m yapm›fl olacakt›r.
Dördüncü Ad›m: Patentlenebilir Tasar›mlar Yapabilmek
Günümüzde mühendislik için; çevre ve ekonomi k›s›tlar› içerisinde kalarak, insan yaflam›n› kolaylaflt›ran ve flama kalite katan tasar›mlar yapmak, bu tasar›mlar›n üretimini ve gerekti¤i gibi iflletilmesini sa¤lamak tan›m› ya-p›labilir. ‹nsan yaflam›nda kalite aray›fl› ucu aç›k bir süreç oldu¤una göre mühendisin yapaca¤› tasar›mlar›n da za-man içerisinde de¤iflim ve geliflim göstermesi do¤ald›r. Günümüzde her alanda inan›lmaz düzeye ulaflm›fl olan ürün çeflitlili¤i içerisinde yenilikçi ürünlerin pay› her geçen gün daha da artmaktad›r. Önceden bilinmeyen ve ye-ni bir düflünceye-nin ürünü olarak gelifltirilen tasar›mlar için var›lmas› gereken son nokta bu ürünün patentlenmesi ve bu sayede fikri koruma alt›na al›nmas› olmal›d›r. Bu ba¤lamda yenilikçilik ile patent aras›nda çok yak›n bir ilifl-ki vard›r. Günümüzde kullan›ma girmifl olan ve patenti al›nmam›fl olan, ancak içeri¤i gizlili¤ini koruyan çok az sa-y›da ürün de mevcuttur. Ancak çal›flma prensibi ve bütün tasar›m detaylar› aç›kça görülebilen yenilikçilik ürünle-rinin patentlenmesi mutlaka bir zorunluluktur.
Mühendislik ö¤renim programlar›ndaki tasar›m ve uygulama dersleri özellikle dördüncü y›lda seçimli dersler olarak yer almaktad›r. Dört y›ll›k program›n kendi hiyerarflik yap›s›na uygun bir flekilde son s›n›f program›nda yer alan bu seçimli derslerde, mühendislik bilgilerine dayal› olarak yap›lan özel uygulamalar›n detaylar› ö¤retilmekte-dir. Makina Mühendisli¤i disiplininde yer alan “Is›tma Havaland›rma ‹klimlendirme” ya da “Buhar Kazanlar› ve Is› De¤ifltirgeçleri”, Elektronik ve Haberleflme Mühendisli¤indeki “T›p Elektroni¤i” ya da “Haberleflme Sistem-leri”, ‹nflaat Mühendisli¤indeki “Sulama sistemSistem-leri”, Uçak Mühendisli¤i disiplininde yer alan “Uçufl Stabilite ve Kontrolü” gibi dersler bu kapsamdad›r. Mühendislik programlar›nda tamamlay›c› ifllev üstelenen bu türden ders-lerde amaca yönelik teorik bilgiler ve tasar›m ilkeleri ö¤rencilere aktar›lmakta ve s›navlar›nda ö¤rencilerin alm›fl olduklar› bu bilgiler ölçülmektedir. Ancak; ülkemizdeki baz› istisnalar hariç olmak üzere, ö¤rencilerin alm›fl olduk-lar› bu tasar›m bilgilerini “kullanabilme becerisi” konusunda herhangi bir ölçme ve de¤erlendirme yap›lmamakta-d›r. Di¤er bir deyiflle tasar›m dersleri ile hedeflenen amaca ulafl›lamamaktayap›lmamakta-d›r.
Yenilikçi mühendislik ö¤renim program›nda öncelikli olarak ›s›l tasar›m ve mekanik tasar›m gruplar› alt›nda yer almakta olan tasar›m dersleri kapsam›nda kesinlikle her bir ö¤rencinin bir tasar›m› kendi yetenekleri ölçüsün-de yapmas› sa¤lanmal›d›r. Bu sayeölçüsün-de ö¤rencinin kazanm›fl oldu¤u mühendislik altyap›s›n›n test edilmesi sa¤lana-cakt›r. Bu ilkenin yan› s›ra, yenilikçi özellik kazanm›fl bir program içerisinde, ö¤rencilerin yapaca¤› tasar›mlar›n mutlaka “orijinal” ve hatta patentlenebilir unsurlar tafl›mas› özendirilmeli ve desteklenmelidir. Di¤er bir deyiflle herhangi bir konuda ö¤renciler taraf›ndan yap›lacak olan tasar›mlar›n mühendislik ilkelerine ve teknik verilere uy-gun olmas› ön kofluluna ek olarak, daha önceden bilinmeyen ve “hiç düflünülmemifl olan” çözümleri de içermesi hedeflenmelidir. Örne¤in herhangi bir AVM için ›s›tma-havaland›rma-iklimlendirme projesini yapacak olan bir ö¤renci grubundan daha önce hiç uygulanmayan ve kullan›mda olmayan yenilikçi çözümler üretmesi ve bu proje-de uygulamas› beklenmelidir (fiekil 6). Bu heproje-defi benimseyerek tasar›m projesine bafllayan ö¤rencilerin proje ha-z›rlama süreci içerisinde mutlaka iyi ya da kötü orijinal çözümler üretmesi beklenmelidir. Bu türden bir
uygula-B. Çuhadaro¤lu
man›n üst makamlarca özendirilerek ve desteklenerek yayg›nlafl›p kök salmas› ile zengin bir yenilikçi çözüm süre-cine girilmesi kuvvetle olas›d›r. Ö¤rencilerin üretecek olduklar› yenilikçi çözümlerin karfl›l›¤›n› kendi adlar›n› ta-fl›yan patentler ile almas› mühendislik ö¤renimini de “çok ayr›cal›kl› ve özel bir yere” tafl›yacakt›r.