أجهزة الهندسة الأفريقي: تحويل التعليم

اسمي المهندس Bainomugisha. نعم ، المهندس هو اسمي الأول وأيضًا حياتي المهنية. قام والداي بتسمية مهندس ، وقد أدركوا السمات الهندسية في طفولة ، مثل المثابرة والمرونة والرغبة في فهم كيفية عمل الأشياء.

لقد نشأت وأمضيت سنواتي الأولى في جزء ريفي من أوغندا ، على بعد أكثر من 300 كيلومتر خارج كمبالا ، العاصمة. عندما كنت صبيًا صغيرًا ، كنت دائمًا أتعامل مع البطاريات الراديوية القديمة إلى إضاءة الطاقة ، وأنشأت أدوات منزلية من الخشب ، والحيوانات المقطوعة وأشياء بيعت لمساعدة القرية على كسب المال.

في المدرسة الثانوية ، درست الفيزياء والكيمياء والرياضيات والبيولوجيا. عندما بدأت الدراسة في جامعة Makerere ، في كمبالا ، انضممت إلى برنامج علوم الكمبيوتر. كان هذا في عام 2003. لم أقم بالداخل مع جهاز كمبيوتر من قبل ، وكان هذا صحيحًا بالنسبة للعديد من زملائي في الفصل. يعني العدد المحدود من أجهزة الكمبيوتر أن مقاهي الإنترنت للطلاب كانت شائعة ، مما يتطلب من المرء أن يدفع 500 شلن أوغندي (0.14 دولار أمريكي) لمدة 30 دقيقة. كان الوصول إلى الأجهزة القابلة للبرمجة محدودًا ، مع عدم وجود وصول إلى صناديق متحكم أو تصنيع الأجهزة.

بمجرد أن حصلت على المقدمة الأساسية لعلوم الكمبيوتر ، كنت حريصًا على بناء الأشياء مع ما كان متاحًا لحل المشكلات للأشخاص من حولي. في ذلك الوقت ، كانت الهواتف محدودة للغاية ، وكان إجراء مكالمات مكلفة ، لذلك كانت الرسائل النصية الرسائل القصيرة شائعة جدًا. يحتاج الطلاب ، معظمهم لم يمتلك الهواتف ، إلى طريقة لإرسال نصوص بدون واحدة. في سنتي الأولى ، قمت ببناء منصة SMS مجانية على الويب سمح للأشخاص بإرسال الرسائل بسهولة. اكتسبت شعبية بسرعة بين طلاب الجامعة – وهي نتيجة جيدة لأول “منتج”.

بعد تخرجت في عام 2006 بدرجة البكالوريوس في علوم الكمبيوتر ، ألهمني البروفيسور فينانسيوس بارياموريبا ، ثم عميد كلية الحوسبة وتكنولوجيا المعلومات في Makerere ، للتقدم بطلب للحصول على مدرسة الدراسات العليا في بلجيكا. تلقيت منحة دراسية لمتابعة درجة الماجستير في Vrije Universiteit Brussel (جامعة بروكسل الحرة).

هناك ، واجهت لوحات متحكم Arduino لأول مرة. لقد شاهدت طلاب المرحلة الجامعية يستخدمون لوحات وأجهزة استشعار Arduino لتنفيذ مشاريع النظم المدمجة ، مثل الأجهزة المستقلة التي يمكن أن تكتشف وتحديدها والسيطرة عليها والسيطرة عليها. تساءلت عن المدة التي سيستغرقها الجامعات في إفريقيا للوصول إلى هذه الأجهزة. بعد كل شيء ، فإن شعار أردوينو هو “تمكين أي شخص من الابتكار” ، ولكن لسوء الحظ ، فإن التمكين لم يصل بعد إلى أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.

بسرعة إلى الأمام إلى اليوم ، وتغير الوضع بشكل كبير. أصبحت أجهزة الكمبيوتر المحمولة متوفرة على نطاق واسع في إفريقيا ، والاتصال بالإنترنت أسرع ، والهواتف الذكية والإنترنت المحمول شائعة بين أعضاء هيئة التدريس والطلاب في علوم الكمبيوتر. لكن التأخر بين إطلاق التكنولوجيا وتوافرها في إفريقيا لا يزال مهمًا ، حيث توضح قصة أولواتوسين كولايد [see “Lessons from a Janky Drone,”].

تتمتع إفريقيا بإمكانية هائلة لعلوم الكمبيوتر وهندسة الإلكترونيات لمعالجة مجموعة واسعة من التحديات. قد تكون حلول البرمجيات الحالية غير كافية ، وقد تكون البنية التحتية الرقمية العامة غير موجودة ، لذلك قد تملأ المشاريع عند تقاطع الأجهزة والبرامج الفجوات الحرجة. ومع ذلك ، من الأهمية بمكان أن يحصل الطلاب على فرص تعليمية أفضل للتفاعل مع الأنظمة المادية وبناءها. هناك مجموعة واسعة من التطبيقات المثيرة في الزراعة والنقل والتعليم والمراقبة البيئية ، وهذا على الأرجح هو السبب في أن أستاذ الهندسة في Kolade شجع مشروع الطائرات بدون طيار في فريقه على الرغم من الصعوبات التي واجهوها.

يبقى الوصول إلى الأجهزة عنق الزجاجة

في حين أن الاختناقات في الوصول إلى الأجهزة للطلاب والباحثين في إفريقيا قد خففت منذ وقتي كطالب ، فإن العقبات لا تزال قائمة. كما تشهد Kolade ، توجد تحديات كبيرة في كل من التمويل الدراسي وسلسلة التوريد. هذا يعوق التعلم ويضع عبئًا ماليًا كبيرًا على الشباب. كما يوضح Kolade ، يجب على الطلاب تمويل مشاريعهم الجامعية من جيوبهم ، مما يخلق حواجز كبيرة للأشخاص ذوي الموارد المالية المحدودة.

مشروع Airqo [circuit boards shown here] يتيح للطلاب الوصول إلى الطابعات ثلاثية الأبعاد ومحطات اللحام ولوحات الاستشعار الأساسية والمكونات.أندرو إسيبو

يجب أن يتم الحصول على مكونات الإلكترونيات من خارج القارة ، وخاصة من الصين أو أوروبا أو الولايات المتحدة. في حين أن عدد المتاجر عبر الإنترنت قد زاد ، يمكن أن يكون الفترة الزمنية من الطلب إلى التسليم عدة أشهر. ليس من غير المألوف أن تتطلب خيارات الشحن بأسعار معقولة 60 يومًا أو أكثر ، في حين أن خيارات التسليم الأسرع قد تكون أكثر تكلفة من الأجهزة نفسها. التسوق عبر الإنترنت ، على الرغم من ضرورة في كثير من الأحيان ، يقدم تعقيدًا لا مفر منه للطلاب وأعضاء هيئة التدريس ، خاصةً إذا كان لديهم وصول محدود إلى بطاقات الائتمان والخصم. على النقيض من ذلك ، يمكن للطلاب في أوروبا الحصول على مكوناتهم في غضون أسبوع ، مما يسمح لهم بإكمال مشروع الأجهزة وبدء تكرارات جديدة قبل أن يتلقى نظرائهم في إفريقيا أجهزتهم للبناء الأولي. والأكثر من ذلك ، أن بعض البائعين قد يختارون عدم الشحن إلى العناوين في أفريقيا بسبب مخاطر النقل إلى جانب التعقيدات الجمركية الحقيقية أو المتصورة.

يمكن أن تكون إجراءات التخليص الجمركية والضرائب مرهقة بالفعل ، حيث تصل واجبات الاستيراد إلى 75 في المائة في بعض البلدان. في حين أن بعض البلدان في المنطقة تقدم إعفاءات ضريبية للموارد التعليمية ، فغالبًا ما يصعب الحصول على هذه الإعفاءات للمكونات الفردية ، أو أن الإجراءات غير واضحة ومرهقة. البائعون المحليون ، ومعظمهم من الشركات الناشئة ومراكز التكنولوجيا ، ينشأون ، لكنهم غالبًا ما يفتقرون إلى الأسهم الكافية وقد لا يكونون قادرين على تلبية الطلبات السائبة من المؤسسات التعليمية.

يمكن أن يؤدي الوصول إلى الأجهزة إلى تسريع التعليم

في ضوء هذه التحديات ، قد يتم إغراء الجامعات والطلاب بتحويل تركيزهم إلى مشاريع البرمجيات البحتة أو تغيير أولوياتهم بطريقة أخرى. ومع ذلك ، فإن هذا يحد من التعليم والابتكار. توقظ المشاريع الهندسية التي تتضمن كل من الأجهزة والبرامج إبداع الطلاب وتعزيز الاستحواذ على المهارات المتعمقة.

يجب أن تسعى إفريقيا إلى الحصول على حلول قابلة للحياة. يجب أن تزيد البرامج الجامعية من دعمهم للطلاب من خلال توفير الوصول إلى صانعي المتخصصين ومراكز التصنيع المجهزة بالأجهزة اللازمة والمكونات الإلكترونية. إن ظهور صانعي صانعي الراقية أمر مشجع ، ولكن يجب أن يكون التركيز على توفير المكونات الأساسية ، مثل أجهزة الاستشعار. يمكن للطلاب تعلم الكثير فقط في مساحات صانعات تحتوي على طابعات ثلاثية الأبعاد ولكن لا توجد خيوط طباعة ثلاثية الأبعاد ، أو تصنيع وتجميع لوحة الدوائر المطبوعة ولكن لا توجد مكونات مستشعر.

يمكن أن تساعد مجموعات المجتمع وورش العمل التي تركز على مشاريع الأجهزة في مواجهة تحديات إمكانية الوصول. يمكن لهذه المجتمعات الاستفادة من مجموعات الأجهزة العالمية مفتوحة المصدر للتعليم والبحث. تقوم Data Science Africa ، وهي منظمة غير ربحية تدرب الأفارقة في علوم البيانات والتعلم الآلي ، على تشغيل جلسات للأجهزة التي يمكن أن يتم تحجيمها للوصول إلى العديد من الطلاب. يعرض ظهور فرق البحث التي تعمل على مشاريع واسعة النطاق تتضمن تطوير ونشر أنظمة الأجهزة أيضًا فرصًا للطلاب والموظفين للوصول إلى المرافق والنموذج الأولي بسرعة. عرض مشاريع الأجهزة من القارة ومشاركة الدروس المستفادة ، ناجحة أم لا ، يمكن أن تلهم مشاريع جديدة. على سبيل المثال ، في جامعة Makerere – حيث أنا الآن أستاذ علوم الكمبيوتر ورئيس القسم – يوفر مشروع Airqo ، الذي يركز على الاستشعار البيئي ، إمكانية الوصول إلى المعدات الرئيسية ، بما في ذلك الطابعات ثلاثية الأبعاد ومحطات اللحام ومجالس المستشعرات الأساسية والمكونات الإلكترونية الأخرى.

على الرغم من التحديات المستمرة المتمثلة في تأخير سلسلة التوريد ، وواجبات الاستيراد ، والبائعين المحليين الذين يستمرون في إعاقة الوصول إلى الأجهزة في الجامعات الأفريقية ، فإن طلاب الهندسة والمعلمين في القارة يجدون طرقًا مبتكرة للبناء والابتكار والتعلم. من رحلتي الخاصة من أوغندا الريفية إلى منصات الرسائل القصيرة الرائدة وظهور مساحات صانعي ومشاريع بحثية مثل Airqo ، إلى المجتمعات التعاونية التي تربط المبدعين المحليين بشبكات عالمية مفتوحة المصدر ، تغلق إفريقيا الفجوة التكنولوجية بشكل مطرد.

لم يعد السؤال ما إذا كان يمكن للطلاب الأفارقة التنافس في ابتكار الأجهزة – إنه مدى سرعة إدراك العالم أن بعض الحلول الرائدة في الغد يتم بالفعل نماذج أولية في المختبرات من كمبالا إلى كيب تاون. يتم بناؤهم من قبل طلاب مثل Oluwatosin Kolade ، الذين تعلموا هندسة الحلول بكل ما يمكن أن يحصل على يديه. تخيل ما يمكنهم فعله إذا تمكنوا من الوصول إلى نفس الموارد التي كانت لدي في مدرسة الدراسات العليا. إمكانات الهندسة الإفريقية غير محدودة ، ولكن للوصول إلى إمكاناتنا الكاملة ، نحتاج إلى الوصول إلى التكنولوجيا المتوفرة بسهولة أكبر في معظم العالم.