عنوان مقاله :
طراحي و اجراي درس جديد مجازي «آزمايشگاه شبيه‌سازي در الكترومغناطيس»
عنوان به زبان ديگر :
Design and teaching of a new virtual laboratory course: “Computer Simulations in Electromagnetics
پديد آورندگان :
بشگزي، سميه دانشگاه صنعتي شريف , معماريان، محمد دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده مهندسي برق، ايران
كليدواژه :
شاخه مايكروويو و فوتونيك , آزمايشگاه شبيه‌سازي , شبيه‌سازي الكترومغناطيسي , آموزش مجازي , COMSOL , HFSS , ADS , مهندسي برق
چكيده فارسي :
دانشجويان مقطع كارشناسي رشته‌هاي مهندسي، در كنار يادگيري كيفي مطالب نظري، مي‌بايست مهارت‌هاي عملي، طراحي و كاربردي مورد نياز را كسب كنند، تا آنها را براي ورود به بازار كار و يا ادامه تحصيل آماده سازد. در شاخه مخابرات مايكروويو و فوتونيك رشته مهندسي برق، تا كنون آزمايشگاه‌هاي مايكروويو، آنتن و اپتيك، دانشجويان را با جنبه‌هاي عملي، افزاره‌ها و دستگاه‌هاي اندازه‌گيري اين حوزه آشنا كرده است. در دو دهه اخير و با پيشرفت شگرف توانايي رايانه‌ها، نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي اين حوزه كاربرد وسيعي هم در صنعت و هم در پژوهش‌هاي دانشگاهي پيدا كرده‌اند و به ابزارهايي جدايي‌ناپذير از مراحل تحليل و طراحي و پژوهش تبديل شده‌اند. به دلايل تاريخي و همچنين پيچيدگي‌هاي محتوا در اين شاخه، استفاده از اين نرم‌افزارها در دوره كارشناسي معمولاً آموزش داده نمي‌شود، و اغلب مهندسان، پس از ورود به بازار كار و يا در مقاطع تحصيلات تكميلي، بر حسب نياز براي اولين‌بار اين نرم‌افزارها را تجربه مي‌كنند. در نتيجه، امروزه در دوره كارشناسي، جاي آزمايشگاهي كه نحوه صحيح استفاده از اين نرم‌افزارها را به دانشجويان آموزش دهد، بسيار خالي است. در اين راستا در نيمسال اول 00-1399 در دانشكده مهندسي برق دانشگاه صنعتي شريف، براي اولين‌بار درس نويني با نام آزمايشگاه شبيه‌سازي در الكترومغناطيس طراحي و ارائه شد. بررسي تعداد زيادي از برنامه‌هاي آموزش مهندسي برق دانشگاه‌هاي داخل و خارج از كشور، مشخص ساخت كه طراحي و اجراي آزمايشگاه شبيه‌سازي در الكترومغناطيس، در قالب يك درس رسمي مقطع كارشناسي، اقدامي نوين در آموزش مهندسي برق است. هدف اين درس‌آموزش نحوۀ صحيح شبيه‌سازي، با استفاده از سه نرم‌افزار معروف و كاربردي شاخه مايكروويو و فوتونيك بوده است كه بتواند اكثر جنبه‌هاي اين حوزه را پوشش دهد. در اين مقاله دلايل پيدايش و ايده اصلي درس، ساختار و نحوه ارائه آن، به همراه چالش‌ها و دستاوردهاي اين تجربه جديد، مورد بحث قرار گرفته است. در كنار مزاياي پركردن اين خلأ آموزشي در برنامه كارشناسي مهندسي برق، ارائه اين آزمايشگاه فرصت بسيار مغتنمي را جهت ايجاد انگيزه و علاقه به اين شاخه در دانشجويان، آماده‌سازي آنها براي بازار كار و يا ادامه تحصيل و امكان مجازي‌سازي اين آزمايشگاه (به‌خصوص در دوران شيوع همه‌گيري كوويد-19)، ايجاد كرد.
چكيده لاتين :
Undergraduate engineering students must acquire practical skills alongside learning theory to better prepare them for their career. In the last two decades, simulation softwares in electromagnetics have become widespread in both industry and academia. But these softwares are not usually taught in electrical engineering (EE) programs, thus leaving a gap in skills of graduates when entering the job market or graduate school. In the first semester of 2020-2021, a new course entitled “Computer simulations in electromagnetics” was designed and offered in the School of EE of Sharif University of Technology which was a new step on a national and international level. The course objective was to teach the correct methods of simulation using three widespread softwares in the field of microwave and photonics, which cover most aspects of this field. In this paper, we discuss the main ideas behind the creation of this course, its syllabus, presentation method, as well as challenges and achievements in this effort. In addition to filling the educational gap in EE programs, this laboratory increases student interest and motivation, better prepares students for future, and allows for a virtual laboratory (especially in periods such as the Covid 19 pandemic).
عنوان نشريه :
آموزش مهندسي ايران
