Catharina Pieters, voorzitter en hoogleraar civiele techniek en milieutechniek, bespreekt de toekomst van infrastructuur, de urgentie van het integreren van grootschalige systemen en de vaardigheden die studenten nodig hebben om de problemen van morgen op te lossen.

V. Welke recente ontwikkelingen op het gebied van civiele techniek en milieutechniek hebben u enthousiast gemaakt voor de toekomst van het vakgebied?

A. Het is een goed moment om die vraag te stellen. Ik woonde onlangs een top bij van de American Society of Civil Engineers (ASCE), wat ongeveer om de 10 jaar gebeurt. We hebben dit onderwerp uitgebreid besproken en ik zie de komende jaren drie hoofdthema's opkomen.

Een daarvan is hoe mensen zullen leven in de steden van de toekomst, die veerkrachtig en duurzaam moeten zijn en mogelijk drijvende steden, arctische steden en megasteden. Massale verstedelijking stimuleert de noodzaak om de infrastructuur opnieuw uit te vinden, maar de leerboeken over het bouwen van deze nieuwe steden zijn nog ongeschreven. Ik geloof dat twee gebieden van cruciaal belang zijn voor de toekomst van het onderwijs in CEE:geavanceerde materiaaltechnologie en datagestuurde stedelijke systemen. Naast het staal en beton dat we de afgelopen eeuw hebben gebruikt, we zullen gebruik maken van high-performance, aanpasbaar, energiezuinig, materialen met een lage koolstofvoetafdruk. Dat is heel anders dan 30 jaar geleden, toen onderwerpen van geavanceerde materialen en data science geen deel uitmaakten van deze discipline.

Een ander thema is de noodzaak dat ingenieurs voorbereid zijn om systemen of systemen te ontwerpen en te beheren. Het vakgebied wordt steeds meer interdisciplinair, grotendeels te danken aan de erkenning van de verwevenheid van stedelijke systemen. Infrastructuur. Vervoer. Distributie van watervoorraden. Voedsel systemen. Milieubescherming. Menselijke gezondheid. Deze systemen moeten holistisch worden geïntegreerd en geoptimaliseerd, en het zullen de civiele en milieu-ingenieurs zijn die deze multidisciplinaire teams leiden.

Eindelijk, al deze vooruitgang zal plaatsvinden in de context van een veranderend klimaat. Dat is het derde thema. Het zijn civiel ingenieurs die moeten uitzoeken hoe mensen op deze planeet zullen leven, en ons werk wordt steeds uitdagender naarmate de samenleving tijd verspilt aan het in twijfel trekken van de realiteit van de wereldwijde klimaatverandering. De meeste steden liggen aan de kust, waar bewoners geconfronteerd worden met zeespiegelstijging en een verhoogde frequentie en ernst van stormen. We moeten de effecten van klimaatverandering op milieuprocessen begrijpen, we moeten broeikasgassen verminderen, en we moeten ons aanpassen aan nieuwe manieren van leven. Als we drijvende steden gaan ontwerpen voor massale verstedelijking, ze moeten bestand zijn tegen deze veranderende omstandigheden.

V. Faculteitsleden van deze afdeling lijken veel samen te werken met collega's op andere gebieden. Waarom houdt het werk van deze afdeling zich bezig met zoveel verschillende wetenschapsgebieden?

A. De reden dat we zo samenwerken, is omdat we grote, complexe technische systemen. En hoewel civiele en milieu-ingenieurs deze systemen over het algemeen begrijpen, het proces vereist samenwerking met allerlei andere ingenieurs en humanisten en sociale wetenschappers, evenals mensen van financiën en overheid. Het doel is om een ​​optimale oplossing voor de hele samenleving te dienen. Vijftig jaar geleden, we zouden een waterdistributiesysteem optimaliseren zonder na te denken over hoeveel energie het kost om het water rond te pompen. We zouden wegen ontwerpen, rekening houdend met de beste manieren voor mensen om zich te verplaatsen met minimale congestie, maar we dachten niet aan de vervuiling die door al die auto's kwam. We zouden enorme betonnen constructies bouwen zonder ons zorgen te maken over de bijbehorende uitstoot van broeikasgassen.

Het is niet langer voldoende om één systeem tegelijk te ontwerpen en te optimaliseren. We moeten nadenken over de integratie van al deze dingen:fysieke infrastructuur, waterdistributie, mobiliteit, werk, menselijke gezondheid, energie, voedsel. Omdat ze met elkaar samenhangen. We weten al dat als u de ene optimaliseert zonder rekening te houden met de andere, u krijgt een suboptimale holistische oplossing.

V. Wat is er nieuw in het niet-gegradueerde onderwijs in CEE? Hoe brengen leerlingen hun leren buiten het klaslokaal?

A. Naast alle fundamentele kennis die studenten nodig hebben - op het gebied van bouwtechniek en hydrologie en mechanica en milieubescherming - is het nu belangrijker dan ooit voor studenten om zogenaamde 'machtsvaardigheden' te verwerven. Levenslang leren, communicatie en teamwerk. historisch, dit werden zachte vaardigheden genoemd, alsof het dingen zijn die je onderweg hebt opgepikt, terwijl ze het "harde" werk van probleemreeksen doen. Nee. Niet alleen zijn deze vaardigheden soms moeilijker te verwerven, maar ze kunnen nog belangrijker zijn. Als je de macht hebt, weet je hoe je vindingrijk moet zijn, je weet hoe je de mensen moet vinden die je nodig hebt, je weet hoe je moet communiceren met een scala aan verschillende mensen, en weet je effectief samen te werken met mensen van verschillende disciplines, achtergronden, perspectieven. Afgestudeerden met deze vaardigheden zijn een grote troef voor werkgevers.

De waarheid is, we doen dit al heel goed bij Princeton. Onze afgestudeerden zijn zeer goed voorbereid op de toekomst. We geven op zo'n manier les dat studenten verder gaan dan de technische problemen die we ze presenteren om de problemen van de uitdagingen van morgen te identificeren en te formuleren. Studenten ontwikkelen meer dan het vermogen om te schrijven en presenteren, ze leren hun publiek kennen en passen hun boodschap aan. En ze oefenen de zorgvuldige balans van teamwerk, wat moeilijk kan zijn voor studenten die individueel zoveel succes hebben gehad.

Neem bijvoorbeeld mijn les over de gevolgen voor het milieu van energieproductie, CEE 304. Het is een gigantisch onderwerp. Dus mijn benadering is om gedurende ongeveer de helft van de cursus fundamentele principes te onderwijzen, en de rest van de cursus is gericht op zelfstudie. De leerlingen gaan milieu-uitdagingen naar keuze aan. Het kan de wereldwijde klimaatverandering zijn, of het kan kwikvervuiling zijn in de Grote Meren of zure regen in het noordoosten of olielozingen in de Golf. Ze moeten uitzoeken welke technische principes nodig zijn om die milieu-uitdaging te begrijpen. Vervolgens moeten ze nadenken over innovatieve oplossingen voor deze problemen. Soms zijn de oplossingen niet technisch, maar zijn in plaats daarvan beleidsinstrumenten of economische prikkels. Eindelijk, de cursus culmineert in teamgebaseerde projecten, beginnend met het verdelen van het werk en uitzoeken hoe het allemaal weer bij elkaar komt. Ze moeten de technische details communiceren voor een lekenpubliek, en later presenteren aan een panel van experts die ze evalueren. Levenslang leren, teamwerk, en communicatie. Het "harde" werk dat ze doen, is het bestuderen van relevante technische principes. Maar de kracht komt door duidelijk aan te tonen dat ze die principes grondig hebben geleerd. Het is een totaalpakket.