ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

پای درس تجربه؛ آموزش ایمنی نانو

در این نوشته، استفان فاس هانسن و اندرس بان برخی از رویکرد‌هایی که در دوره‌ی فناوری نانو و محیط زیست اجرا کرده‌اند را ارائه می‌دهند. از دانشجویان علوم پایه و مهندسی به طور فزاینده‌ای انتظار می‌رود که همه‌ی جنبه‌های زیست‌محیطی، بهداشت و ایمنی (EHS) فناوری‌های نوظهور، از جمله فناوری نانو را بسنجند. به طور مشابه، انتظار می‌رود نسل جدید ارزیابانِ ریسک‌های زیست‌محیطی بتوانند ایمنی محصولاتی که شامل مواد مهندسی شده‌اند را ارزیابی کنند. هم اکنون به مدت ده سال است که دوره‌های فناری نانو و محیط زیست ما در طول سه هفته و به‌صورت تمام وقت در دانشکدۀ فنی دانمارک (DTU) برگزار می‌شود، و ما احساس می‌کنیم موفقیت بالقوه‌ی چنین دوره‌هایی به ارائه‌ی چشم انداز کلی در کنار توجه به چند جنبه‌ی خاص بستگی دارد.


 انتقال سطح فکری مهم
برای انگیزه دادن به دانشجویان، ابتدا مقدمه‌ای در زمینه‌ی فناوری نانو و ریسک‌های مرتبط با EHS ارائه می‌شود. مهم‌ترین پیام‌های این سطح از این قرارند: استفاده از نانومواد رو به افزایش است؛ مقررات به بهترین شکل چیده شدند؛ هیچکس نمی‌داند چگونه ریسک‌های مهم کاربرد‌های مختلف نانومواد را به طور کامل ارزیابی کند. ما به جای اینکه به دانشجویان آموزش دهیم که چگونه ریسک کاربرد‌های مختلف نانومواد (مانند نانولوله‌های کربنی به عنوان مواد رسانا و عوامل ضدانفجار در بدنه‌ی کشتی) را ارزیابی کنند، آن‌ها را به چالش می‌کشیم تا "شجاعانه تا جایی پیش روند که تا به حال هیچ کس نتوانسته است" و در گروه‌هایی متشکل از سه یا چهار دانشجو در گرایش‌های علمی مختلف، دو ارزیابی ایمنی مهم را به کمک ما انجام دهند. 
آموزش بر مبنای تحقیق
خواندن، سهوا به حداقل می‌رسد و ما تنها سه خلاصه‌ی علمی در زمینه‌ی محتوای تاریخی ارائه می‌دهیم. در عوض، تمرکز ما بر آموزش دانشجویان در جهت تکمیل تحقیقات شان است و منتقدانه تحقیق علمی که آن‌ها مناسب تلقی می‌کنند را مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. برای آشنایی دانشجویان با اصطلاحات اساسی و راهنمایی آن‌ها جهت تکمیل تحقیقشان، ما درباره‌ی جنبه‌های موثر بر EHS نانومواد برای آن‌ها صحبت می‌کنیم. مباحثی از قبیل انحلال، تجمع یا تراکم، انباشتگی زیستی و پایداری. 
سخنرانی‌های کوتاه و استراحت‌های طولانی
زمان ارائه‌های آموزشی کوتاه است و بر معرفی موضوعی خاص، مانند انباشتگی زیستی و طرح پرسش در مورد چگونگی اندازه‌گیری آن برای مواد شیمیایی صنعتی متمرکز است، اینکه درباره‌ی نانومواد چه می‌دانیم و در نهایت چالش‌های درک مطالعات علمی کدامند. در ماه ژوئن، دوره‌های سه هفته‌ای و دکتریِ زیادی در DTU برگزار می‌شود، پردیس دانشگاه تبدیل به تفریح‌گاه دانشجویان می‌شود و متخصصان در گرایش‌های مختلف مایلند در دوره‌های ما شرکت و در مباحث مربوط به تخصصشان به ما کمک کنند. زمان‌های استراحت طولانی بین کلاس‌ها را نباید کم‌ارزش تلقی کرد. این فرصت‌ها به دانشجویان اجازه می‌دهد تا بر آنچه فراگرفته‌اند تامل کنند، و در کنار این می‌توانیم مسائلی که فهمشان برای دانشجویان دشوار است، یا در کار گروهی با آن مواجه شده‌اند را حل کنیم. 
تدریس و گفتگوی سقراطی
تلاش دانشجویان برای تشخیص اطلاعاتی که می‌توانند در ارزیابی ایمنی از آن استفاده کنند، اغلب به جای پاسخ، سوالات بیشتری را در پی دارد. از این رو، ما دوره را طوری تنظیم کرده‌ایم که دانشجویان همیشه خواستار کنفرانس‌های علمی بیشتری باشند ــ برای مثال، متوجه شوند پیرامون اندازه‌ی نانوذرات به اطلاعات بیشتری نیاز دارند. به‌طورکلی، ما مایلیم برای آموزش از رویکرد سقراطی استفاده کنیم؛ بدین ترتیب که ما به دانشجویان در طرح سوال‌های دقیق کمک می‌کنیم، فرضیاتشان را بررسی می‌کنیم و به جای پاسخِ دقیق به بحث و گفتگو می‌پردازیم. برای تحریک تفکر منتقدانه و شروع بحث، کنفرانس‌های علمی ما اغلب با دو یا سه تمرین کوچک قطع می‌شوند، مثلا به مدت سه دقیقه با دوست خود درباره‌ی A و B بحث کنید؛ X، Y و Z را محاسبه کنید؛ یا این مقاله‌ی علمی را بخوانید و اصول کلیدی آن را استخراج کنید، که متعاقبا در جمع پیرامون آن بحث می‌شود. 
کار گروهی و یادگیری جمعی
برای یادگیری جنبه‌های EHS نانومواد، بایستی از اطلاعات گرایشات مختلف علمی استفاده کرد. با فعالیت دانشجویان در گروه‌ها با گرایشات مختلف، ما از تکنیک یادگیری جمعی استفاده می‌کنیم و در واقع یادگیری دانشجویان به‌طور عمده با تکیه بر توضیح دانسته‌هایشان به دوستانشان صورت می‌گیرد. بدین گونه، دانشجویان مهندسی محیط زیست می‌توانند EHS را به دانشجویان فناوری نانو و شیمی آموزش دهند و آن‌ها را از مشکلات و آنچه باید برای طراحی خواص خطرناک بدانند یا در اختراعات آینده‌شان با آن رو‌به‌رو می‌شوند، آگاه کنند. از سوی دیگر، دانشجویان فناوری نانو و شیمی ما می‌توانند آنچه اساسا نانومواد را از مواد شیمیایی صنعتی متمایز می‌کند را به دانشجویان مهندسی محیط زیست آموزش دهند. 
بازخورد‌های شفاهی و کتبی سودمند
بخش مهم دوره، بازخورد‌های سودمندی است که ما به دانشجویان ارائه می‌دهیم. دانشجویان فرصت دارند پیش‌نویس گزارش‌های خود را ارائه داده و سه بار در زمینه‌ی مقدمه، دو بار در روش‌شناسی، و در زمینه‌ی نتایج و آنالیزها هر کدام یک بار بازخورد دریافت کنند. بازخورد‌ها به صورت شفاهی یا کتبی طی 24 ساعت ارائه می‌شود؛ بنابراین دانشجویان فرصت تکمیل گزارش خود را دارند، و این کار همیشه سودمند است. ارائه‌ی چندباره‌ی گزارش به‌وسیله‌ی دانشجویان به ما این فرصت را می‌دهد تا بررسی کنیم که دانشجو کدام جنبه‌ی تدریس مان را اشتباه متوجه شده و کدام بخش به‌صورت موثر ارائه شده است.
تحقیقِ آموزش‌محور
در سال‌های نخست این دوره، آموزش‌های ما واقعی نبود، زیرا اطلاعات و دیتای کافی وجود نداشت تا از دانشجویان بخواهیم که یک ارزیابی ریسک را مشابه آنچه به طور معمول برای مواد شیمیایی صنعتی انجام می‌دهیم، به طور کامل انجام دهند. بنابراین، تصمیم بر آن شد تا دوره را به آزمایشگاهی برای کشف چارچوب جایگزین ارزیابی ریسک تبدیل کنیم. در طول سال‌های گذشته، از دانشجویان خواستیم تا قابلیت اجرای چارچوب ایجاد شده به‌وسیله‌ی سازمان حفاظت محیط زیست و دوپونت را به کار ببرند و آن را مورد سنجش قرار دهند. با بلوغ این عرصه، دانشجویان ما تلاش کرده‌اند تا از ماتریس پیشگیرانه‌ی سوییسی ، ارزیابی ایمنی مواد شیمیایی و در آخر از NanoRiskCat (یک ابزار پشتیبانی مفهومی برای نانومواد) و GreenScreenNano استفاده کنند. تلاش دانشجویان برای استفاده از چاچوب‌های مختلف با همراهی ما، متعاقبا به ما در تحقیق خودمان کمک کرده است.
روی هم رفته، اکثر دانشجویانی که دوره‌ی ما را گذرانده‌اند از فلسفه‌ی یادگیری ترکیبی ما راضی بوده‌اند. امید است این دوره را برای دانشجویان و متخصصان تا اواسط سال 2018 به یک دوره‌ی بزرگ و آزادِ آنلاین تبدیل کنیم.
استفان فاس هانسن و اندرس بان در دانشکده مهندسی محیط زیست دانشگاه فنی دانمارک حضور دارند. پست الکترونیک: sfha@env.dtu.dk

منبع: NATURE NANOTECHNOLOGY , VOL 12, JUNE 2017