کتاب راهنما و دستور کار آزمایشگاه الکترونیک اثر فاطمه دباغ کاشانی نشر فناوری نوین

آموزش علوم و مهندسی تنها با انتقال مفاهیم نظری میسر نمی‌شود؛ آنچه یک محقق را از یک آموزنده صرف متمایز میکند، توانایی او در اتصال دانسته‌های نظری به واقعیت عینیِ مدارها و سامانه‌ها است. علم الکترونیک به مثابه یکی از بنیادی‌ترین زیرساخت‌های فناوری امروز، بیش از هر رشته دیگری به تجربه عملی وابسته است. دانشجویی که رفتار دیود، ترانزیستور یا تقویت‌کننده عملیاتی را تنها در معادلات و نمودارهای کتاب درسی دیده باشد، نیمی از راه را پیموده است؛ نیمه دیگر را باید در آزمایشگاه، در برابر مدار واقعی، با ابزار اندازه‌گیری در دست، طی کند. کتاب حاضر با همین هدف تدوین شده است: پل زدن میان نظریه و عمل و تربیت دانشجویی که بتواند مدار را طراحی کند، بسازد، اندازه بگیرد و خطای آن را بشناسد. این راهنما نه صرفاً مجموعه‌ای از آزمایش‌های از پیش تعیین‌شده، بلکه چارچوبی روشمند برای «تفکر آزمایشگاهی» است؛ تفکری که در آن هر اندازه‌گیری با پرسش آغاز می‌شود و با تحلیل و نتیجه‌گیری پایان می‌یابد. آزمایش¬های این کتاب، اقتباسی از مجموعه آزمایش¬های طراحی¬شده توسط شرکت لیبلد است. شرکت لیبلد از معتبرترین و باسابقه‌ترین شرکت¬های تولیدکننده ادوات آزمایشگاهی دانشگاهی به¬ویژه در حوزه فیزیک در دنیا هست که در کشور آلمان فعالیت می¬کند. لازم به ذکر است که این آزمایش¬ها طبق امکانات موجود در ایران به¬روزآوری شده و بسیاری از این ادوات در شرکت¬های داخلی با هزینه مناسب قابل تهیه است. اغلب این آزمایش¬ها چندین سال در آزمایشگاه الکترونیک دانشکده فیزیک دانشگاه علم و صنعت ایران اجراشده و بر اساس تجربیات اینجانب حاصل از تدریس در این سال¬ها ازنظر زمان انجام آزمایش¬ها و تکرارپذیری آن¬ها بهینه‌شده‌اند. در آموزش عملی الکترونیک، اندازه‌گیری بدون ثبت منظم و تحلیل انتقادی، ارزشی ندارد. از همین رو، در این کتاب بر نگارش گزارش آزمایش به‌عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از فرایند یادگیری تأکید شده‌است. گزارش باید شامل هدف، روش کار، داده‌های خام، محاسبات، رسم نمودارها، مقایسه نتایج تجربی با مقادیر نظری، و مهمتر از همه، بحث در مورد منابع خطا و میزان انطباق مشاهده با پیشبینی تئوری باشد. دانشجو باید بیاموزد که اختلاف میان مقدار اندازه‌گیری‌شده و مقدار محاسباتی نه «اشتباه»، که «داده» است و اگر درست تفسیر شود، عمیق‌ترین درس‌های آزمایشگاه را در خود دارد. بنابراین در فصل اول کتاب به اصول تدوین گزارش¬کار (نحوه نگارش، بخش¬های ضروری در تدوین، معرفی خطاها، ارقام با معنا، رسم نمودار و سایر موارد) پرداخته می¬شود. در فصل دوم به جزئیات تحلیل خطا و رسم نمودار و تحلیل آن پرداخته شده‌است. با توجه به اهمیت استفاده از ابزارها، ادوات و قطعات، فصل سوم کتاب به این موضوع پرداخته‌است. در فصل چهارم دستورکار آزمایشات با جزئیات ارائه شده‌است. برای آشنایی دانشجویان با روند انجام آزمایش و انتظاری که از نتایج حاصل از انجام آزمایش می‌رود، در فصل پنجم نمونه داده‌های ثبت‌شده و تحلیل آن‌ها ارائه شده‌است. نظم و صحت عملکرد در ثبت داده‌های اولیه آزمایش تأثیر مستقیم بر نتیجه کار خواهد داشت، برای حفظ نظم در این بخش توصیه می‌شود از فرم خام آزمایشات که در فصل ششم ارائه شده‌است، استفاده کنید. انتظار می‌رود دانشجو پیش از حضور در آزمایشگاه، شرح آزمایش و مطالب نظری مرتبط را مطالعه کند، به پرسش‌های آمادگی پاسخ دهد و با طرح اولیه مدار در ذهن خود وارد آزمایشگاه شود. در طول آزمایش، داده‌ها را دقیق و بدون دستکاری ثبت کند و در صورت مشاهده رفتار غیرمنتظره، پیش از تغییر مدار، علت را جستجو کند؛ چراکه عیب‌یابی، از ارزشمندترین مهارت‌هایی است که دانشجو می‌تواند در آزمایشگاه بیاموزد و در پایان نیز با مقایسه نتایج عملی و نظری و تحلیل خطاها، گزارش خود را به‌صورت منسجم و علمی تنظیم کند. این کتاب حاصل سال‌ها تجربه آموزش آزمایشگاهی و بازخورد مستمر دانشجویان است. امید است که این راهنما علاوه بر انتقال مهارت‌های فنی، حس کنجکاوی و اعتمادبه‌نفس علمی را در دانشجویان پرورش دهد و آنان را برای ورود به عرصه‌های پژوهشی و صنعتی- از طراحی سامانه‌های الکترونیکی تا کاربرد آن‌ها در زمینه‌هایی چون ابزار دقیق و سایر موارد- آماده سازد. هر دانشجویی که پس از گذراندن این آزمایشگاه بتواند مدار ناشناخته‌ای را با روشی سامانمند تحلیل، عیب‌یابی و اصلاح کند، به هدف اصلی این کتاب دست یافته‌است. امید است این مجموعه، چراغ راهی باشد تا با تلفیقِ «دانش نظری» و «مهارت عملی»، گامی استوار در راستای توسعه مرزهای دانش و حل چالش‌های فناورانه بردارید. یادمان باشد که دقت در آزمایشگاه، مقدمه نوآوری در صنعت و جامعه است.

از تمامی اساتید و دانشجویان عزیز تقاضا داریم، هرگونه اشکال، ابهام در متن کتاب، پیشنهاد و انتقادات را به آدرس پست الکترونیک fanavarienovin@gmail.com ارسال نمایند. 

با آرزوی توفیق و کشف حقیقت برای تمامی پژوهشگران،

fanavarienovin@gmail.com

                    فاطمه دباغ کاشانی

                         دانشیار دانشکده فیزیک

                       دانشگاه علم و صنعت ایران