教學/計畫目標
本計畫結合實驗技術與東部地區環境需求,為學員打造以『解決週遭問題』為導向的學習過程(problem-based learning)。從建立技術、團隊合作、尋找問題、建立方案到作品實踐,由簡而繁逐步引導學員完成專題。過程中學員相互分工合作(team-based learning),學習統合能力,以生活週遭(校內)或東部地區環境(校外)為作品實踐場域,學以致用創造價值。
課程內容/進度/執行方式
本計畫課程讓學生之學習過程由統一上課學習進化到以問題為導向的團隊合作學習模式。課程主要區分為四個階段。
第一階段: 教導學員結合電腦(資訊)軟硬體的基本技能 (LabVIEW + Arduino + Sensors)。學員在電腦教室跟隨操作練習。
第二階段: 由學員組成的團隊尋找要解決的問題,並討論出可能的實行『計畫』。每組 2-3人。
第三階段: 各組定期進度報告,並與老師討論,完成作品。
第四階段: 期末作品公開發表,參與競賽,或成果轉移。
各組可自備電腦,安裝所需軟體。 提供 DAQ介面卡 與其他電子零件(Arduino UNO與感測器等等) 給學生學習使用。
作業設計
作業主要分為LabVIEW程式作業練習及專題計劃報告書。
程式方面之作業,讓學生透過自主學習/練習,循序漸進的熟悉電腦軟硬體操作。例如:
1. 寫一個紅綠燈的程式(螢幕顯示);
2. 寫一個紅綠燈的程式(透過DAQ以LED顯示);
3. 寫一個程式,監控寢室一整天的環境變化(透過DAQ、Arduino、溫濕度感測器與光敏電阻等等);
4. 寫一個程式,智慧控制檯燈之照明。
專題計劃報告書之作業,則包含
1. 初步構想書(動機與問題發想、大略方法);
2. 投影片進度報告(更精確的智慧系統架構與細節)。
創意規劃及教學模式
(一) 創意規劃
本計畫預期可讓參與的學員習得簡單又實用的電腦軟硬體技能,並應用在解決週遭問題上,以改善我們的環境,創造花蓮在地美好環境。
1. 在提升形象方面,鼓勵學生主動出擊尋求合作對象,幫助解決學校/社區/在地中小學之問題,對提升形象有非常大的幫助。
2. 在激發師生熱情與凝聚力方面,不束縛學生的創造力,以有意義的目標引導學生,在與老師的互相激盪討論過程中完成作品,呈現給需要的人與環境。
3. 在結合外部資源方面,部份學生之專題作品可與申請人之科技部科普計畫『自造實驗系統的小科學家培育計畫』結合,做出適合高中學生進行108課綱之探究實作實驗所需的科學實驗系統。
4. 讓學員學習未來重要的電腦軟硬體運用技能。在有限的資源下設法達成解決問題完成作品的目標。學員能在打造系統及採購所需的材料過程中,體會一步一腳印的踏實及學習成本概念。學生作品以解決東部地區環境問題為主軸,能與在地學校合作,實踐在校所學之專業。
(二) 教學模式
本課程以TBL(team-based learning)與PBL(problem-based learning)方式進行創新教學。讓學生組隊合作,學習以智慧系統解決生活週遭或東部地區之環境問題。
教學上循序漸進,前半學期於課堂上進行基本技術教學。由教師簡短的解說示範後,學生用電腦教室的電腦跟隨操作練習。學期中之後,除講授真空技術之外,也讓各組進行報告討論,並於期末完成作品及展示。以此讓學生結合實作經驗,達到學用合一效果。
本課程長期與自資系楊悠娟教授合作,由楊教授提供學生環境問題之範例及參與部分討論,並於期末成果發表會擔任評審。使修習本課程之學生接觸跨院/跨領域之思維,藉此培養學生多元化的視野。
老師:曾賢德,辦公室 理學大樓B317,分機 3737。e-mail: sdtzeng@gms.ndhu.edu.tw
助教:許淮原,實驗室 理學大樓B315,分機 3735。e-mail: 410414302@gms.ndhu.edu.tw
課程網址
https://sites.google.com/gms.ndhu.edu.tw/expphystech/
(舊) https://sites.google.com/view/exp-phys-tech/