DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2025.1587430
تاريخ النشر: 2025-06-13
المؤلف: Omar K. Sabri
الموضوع الرئيسي: الاستدامة في التعليم العالي
نظرة عامة
إن دمج الاستدامة في التعليم الهندسي أمر ضروري لمعالجة التحديات البيئية والاجتماعية والاقتصادية العالمية. ومع ذلك، فإن الأساليب التعليمية الحالية غير متسقة وغير كافية، تعيقها النماذج التقنية التقليدية، وعدم كفاية التعاون بين التخصصات، والمقاومة للتغييرات المنهجية، والتعرض العملي المحدود. بينما تظهر المبادرات الجديدة مثل معايير الاعتماد، والتعلم القائم على المشاريع، والشراكات مع الصناعة إمكانيات للتحسين، إلا أن تنفيذها لا يزال غير متساوٍ.
يجادل المؤلفون من أجل تحول نظامي في التعليم الهندسي، داعين إلى أن تكون الاستدامة مبدأً أساسيًا بدلاً من أن تكون اختيارية. يجب أن يتضمن هذا التحول منهجًا عبر التخصصات، ونماذج تعلم تجريبية، وتعزيز التعاون بين الجامعات والصناعة، إلى جانب دمج التقنيات الرقمية الناشئة. يهدف هذا الإطار التعليمي المتكامل إلى تجهيز المهندسين المستقبليين بالمهارات اللازمة لمواجهة تحديات الاستدامة بفعالية وإحداث تأثيرات إيجابية في ممارساتهم المهنية.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الحاجة الملحة للاستدامة في التعليم الهندسي، مشددة على دمج الأبعاد البيئية والاجتماعية والاقتصادية في تدريب المهندسين المستقبليين (Arefin et al., 2021). وتجادل بأنه نظرًا لأن الهندسة تؤثر بشكل كبير على البيئة المبنية والممارسات الصناعية، فإن تضمين الاستدامة ضمن المناهج أمر ضروري لتجهيز المهندسين لمواجهة التحديات العالمية الملحة مثل تغير المناخ، واستنزاف الموارد، والتنمية الأخلاقية (Shields et al., 2014; Theis et al., 2008). يتم التأكيد على ضرورة هذا الدمج من خلال الأزمات المتزايدة المتعلقة بتغير المناخ، والتي تتطلب تطوير بنية تحتية قابلة للتكيف وأنظمة طاقة متجددة، بالإضافة إلى اعتماد مبادئ الاقتصاد الدائري لتحسين استخدام الموارد وتقليل النفايات (Fenner et al., 2014; Venugopal and Kour, 2020).
على الرغم من وجود أطر مثل أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs) وإرشادات من هيئات الاعتماد مثل ABET، فإن دمج الاستدامة في التعليم الهندسي لا يزال غير كافٍ، وغالبًا ما يُعتبر موضوعًا ثانويًا بدلاً من أن يكون مكونًا أساسيًا من المنهج (Sandanayake et al., 2022; Kevern, 2010). تفترض الورقة أنه لمواجهة تحديات الاستدامة بفعالية، فإن تحولًا في النموذج التعليمي الهندسي أمر ضروري، داعية إلى الانتقال من الحدود التقليدية للتخصصات نحو التعاون بين التخصصات والتعلم التجريبي القائم على المشاريع الذي يعكس قضايا الاستدامة في العالم الحقيقي.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على التحديات الكبيرة التي تواجه دمج الاستدامة في التعليم الهندسي، مؤكدًا على الحاجة إلى تحول في النموذج من الأساليب التقليدية لحل المشكلات التقنية إلى إطار أكثر شمولية وتعددية التخصصات. غالبًا ما تعطي المناهج الهندسية الحالية الأولوية للكفاءات التقنية بينما تتجاهل الاعتبارات البيئية والاجتماعية والاقتصادية الأوسع التي تعتبر ضرورية لمعالجة قضايا الاستدامة المعقدة مثل تغير المناخ واستنزاف الموارد. تشمل الحواجز أمام الدمج الفعال النماذج التعليمية القديمة، ونقص التعاون بين التخصصات، والمقاومة للتغييرات المنهجية بسبب القيود المؤسسية، والتعرض العملي المحدود للطلاب.
لتجاوز هذه التحديات، تدعو الورقة إلى تحول نظامي في التعليم الهندسي يدمج الاستدامة كمبدأ أساسي بدلاً من موضوع اختياري. يجب أن يتضمن هذا التحول تطوير كفاءات رئيسية مثل التفكير النظامي، والتعاون، وحل المشكلات الاستراتيجي، إلى جانب فرص التعلم التجريبي التي تربط النظرية بالتطبيقات الواقعية. يدعو المؤلفون إلى إصلاحات في السياسات والاعتماد لضمان الاعتراف بالاستدامة ككفاءة أساسية، إلى جانب زيادة التعاون مع الصناعة واستخدام التقنيات الناشئة مثل الواقع الافتراضي والذكاء الاصطناعي لتعزيز نتائج التعلم. في النهاية، فإن جهدًا منسقًا بين الجامعات وصانعي السياسات وأصحاب المصلحة في الصناعة أمر ضروري لتجهيز المهندسين المستقبليين بالمهارات اللازمة لمواجهة التحديات العالمية الملحة للاستدامة.
القيود
تسلط فقرة القيود الضوء على التحديات الكبيرة في دمج الاستدامة في التعليم الهندسي. على الرغم من وجود مبادرات مختلفة تهدف إلى دمج الاستدامة ضمن المناهج، إلا أن هذه الجهود لا تزال مجزأة عبر المؤسسات، حيث يعامل العديد الاستدامة كموضوع اختياري بدلاً من مبدأ أساسي. بينما نجحت بعض الجامعات في دمج الاستدامة في برامجها، غالبًا ما يبقى التركيز على تضمين المحتوى السطحي بدلاً من تعزيز الكفاءات الأساسية أو تقييم التأثير الواقعي. تميل ممارسات التقييم الحالية إلى الاعتماد على مؤشرات قابلة للقياس بسهولة، متجاهلة العمليات الأعمق والمشاركة التي يمكن أن تعزز التفاعل مع تعليم التنمية المستدامة.
علاوة على ذلك، فإن الأطر الحالية مثل LEED وEnvision، رغم أنها واعدة، لا تُطبق بشكل موحد عبر التخصصات الهندسية، مما يحد من فعاليتها. لقد أظهر التعلم القائم على المشكلات (PBL) إمكانيات في تعزيز الحلول العملية للاستدامة، ومع ذلك فإن مثل هذه التجارب ليست واسعة الانتشار، مما يترك العديد من الطلاب دون تعرض لمشاريع موجهة نحو الاستدامة. إن نقص التعاون بين التخصصات والانخراط مع الصناعة يزيد من تفاقم المشكلة، حيث يفتقر الطلاب المهندسون غالبًا إلى فهم شامل للأبعاد الاجتماعية والاقتصادية للاستدامة. بالإضافة إلى ذلك، فإن غياب معايير قياس موحدة لكفاءات الاستدامة يعيق القدرة على تقييم ما إذا كان الطلاب مستعدين بشكل كافٍ لممارسة الهندسة المستدامة. لمعالجة هذه القيود، من الضروري أن تدمج المناهج الهندسية مبادئ الاستدامة بشكل شامل، متجاوزة الدورات المعزولة لضمان تجربة تعليمية صارمة وذات تأثير.
DOI: https://doi.org/10.3389/feduc.2025.1587430
Publication Date: 2025-06-13
Author(s): Omar K. Sabri
Primary Topic: Sustainability in Higher Education
Overview
The integration of sustainability into engineering education is essential for addressing global environmental, social, and economic challenges. However, current educational approaches are inconsistent and inadequate, hindered by traditional technical paradigms, insufficient interdisciplinary collaboration, resistance to curricular changes, and limited practical exposure. While new initiatives such as accreditation standards, project-based learning, and industry partnerships show potential for improvement, their implementation remains uneven.
The authors argue for a systemic transformation in engineering education, advocating for sustainability to be a core principle rather than an elective. This transformation should include a cross-disciplinary curriculum, experiential learning models, and enhanced collaboration between universities and industry, alongside the incorporation of emerging digital technologies. Such an integrated educational framework aims to equip future engineers with the skills necessary to address sustainability challenges effectively and create positive impacts in their professional practices.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical need for sustainability in engineering education, highlighting the integration of environmental, social, and economic dimensions into the training of future engineers (Arefin et al., 2021). It argues that as engineering significantly influences the built environment and industrial practices, embedding sustainability within curricula is essential for equipping engineers to tackle pressing global challenges such as climate change, resource depletion, and ethical development (Shields et al., 2014; Theis et al., 2008). The urgency for this integration is underscored by the escalating crises related to climate change, which necessitate the development of adaptive infrastructure and renewable energy systems, as well as the adoption of circular economy principles to optimize resource use and minimize waste (Fenner et al., 2014; Venugopal and Kour, 2020).
Despite the existence of frameworks like the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs) and guidelines from accreditation bodies such as ABET, the incorporation of sustainability into engineering education remains inadequate, often treated as an ancillary topic rather than a core component of the curriculum (Sandanayake et al., 2022; Kevern, 2010). The paper posits that to effectively confront sustainability challenges, a paradigm shift in engineering education is necessary, advocating for a move beyond traditional disciplinary confines towards interdisciplinary collaboration and experiential, project-based learning that mirrors real-world sustainability issues.
Discussion
The discussion highlights the significant challenges faced in integrating sustainability into engineering education, emphasizing the need for a paradigm shift from traditional technical problem-solving approaches to a more holistic and interdisciplinary framework. Current engineering curricula often prioritize technical competencies while neglecting broader environmental, social, and economic considerations essential for addressing complex sustainability issues such as climate change and resource depletion. Barriers to effective integration include outdated educational paradigms, a lack of interdisciplinary collaboration, resistance to curricular changes due to institutional constraints, and limited practical exposure for students.
To overcome these challenges, the paper advocates for a systemic transformation in engineering education that embeds sustainability as a core principle rather than an elective topic. This transformation should involve the development of key competencies such as systems thinking, collaboration, and strategic problem-solving, alongside experiential learning opportunities that connect theory with real-world applications. The authors call for policy and accreditation reforms to ensure sustainability is recognized as a fundamental competency, alongside increased industry collaboration and the utilization of emerging technologies like virtual reality and artificial intelligence to enhance learning outcomes. Ultimately, a concerted effort among universities, policymakers, and industry stakeholders is essential to equip future engineers with the skills necessary to tackle pressing global sustainability challenges.
Limitations
The section on limitations highlights significant challenges in integrating sustainability into engineering education. Despite various initiatives aimed at embedding sustainability within curricula, such efforts remain fragmented across institutions, with many treating sustainability as an elective rather than a core principle. While some universities have successfully incorporated sustainability into their programs, the focus often remains on superficial content inclusion rather than fostering essential competencies or assessing real-world impact. Current evaluation practices tend to rely on easily measurable indicators, neglecting deeper, participatory processes that could enhance engagement with sustainable development education.
Moreover, existing frameworks such as LEED and Envision, while promising, are not uniformly applied across engineering disciplines, limiting their effectiveness. Problem-Based Learning (PBL) has shown potential in promoting practical sustainability solutions, yet such experiences are not widespread, leaving many students without exposure to sustainability-oriented projects. The lack of interdisciplinary collaboration and industry engagement further exacerbates the issue, as engineering students often lack a comprehensive understanding of the social and economic dimensions of sustainability. Additionally, the absence of standardized measurement criteria for sustainability competencies hampers the ability to assess whether students are adequately prepared for sustainable engineering practice. To address these limitations, it is essential for engineering curricula to integrate sustainability principles holistically, moving beyond isolated courses to ensure a rigorous and impactful educational experience.