一、課程名稱：單晶片應用與實習實踐

二、課程類型(請勾選)：

第一類：□補救教學(課後輔導)

第二類：□微課程 □多師共時跨域整合教學課程 □創意構想實體化課程 ■深碗課程

三、指標編號： B3-24

四、依據： 113年度高等教育深耕計畫，策略編號 B-3-3：問題解決創新教學，三創團隊學習運作，強化學生創新力辦理，項目為開設深碗實踐課程，培育學生進入場域專業應用學習及問題解決能力

五、量化指標：當學年開設深碗實踐課程班級數。

六、目的：本課程目的在使學生瞭解微處理機技術與實習的技術與範圍，藉由教師的帶領下，進入應用場域(如工廠智慧化、農業溫室、水產養殖監控…等廠域)，了解問題與服務需求，並提出解決方案。進一步運用微處理機技術，製作智慧裝置的硬體電路與韌體程式並完成系統整合測試。經由場域應用實踐之過程，協助學生將所學的微處理機實務技能應用於真實問題上，使學生具備微處理機實務應用能力，同時也帶領學生利用專業貢獻社會，發揮大學的社會影響力。

七、時間：113年03月12日(二)至113年05月21日(二)下午16:00~18:00。

113年04月17日(三)下午15:00 ~18:00。

113年05月01日(三)下午15:00 ~18:00。

113年05月08日(三)下午15:00 ~18:00。

113年05月15日(三)下午15:00 ~18:00。

八、修讀學生數：本校學生，預計 15人。

九、授課班級與課程負責教師：四技(日)電機二甲，吳明學。

十、校內師資/外聘師資（含業界專家）基本資料：

十一、執行內容

(一)      授課方式：

「單晶片應用與實習實踐」課程是電機工程系的選修課程，為期2學分。對於有志向的學生，推薦參與此深碗實踐課程。本課程建基於電機工程系已有的必修課程「單晶片應用與實習」，這門必修課程為電機工程系二年甲班學生提供全面的知識與技能，每週3小時。

選修本課程的學生有機會進入各種實際場域，包括工業區工廠、溫室農場、水產養殖場、企業等，進行深度學習並實際參與場域的運作。這種實地體驗不僅能夠使學生更深入地理解課程內容，還能夠培養他們解決實際問題的能力。

在實地體驗後，學生將與老師、同學和業界專家共同討論在場域中發現的問題，提出具可行性的解決方案。這樣的協作模式有助於學生從多個角度思考問題，並學習協同合作的重要性。

在老師和業界專家的指導下，學生將規劃並製作智慧裝置與系統，以解決場域中的特定需求。裝置的製作過程中，學生將與業者合作，進行測試和優化，以確保最終的解決方案符合實際應用的需求。

此實踐課程已有多年的歷史，並在多個場域建立了成功的實踐案例，例如雲林口湖和彰化伸港的文蛤養殖場，台中大雅的千歲溫室，穩陞手工具製造工廠，台中清水的戶外型火龍果園，以及新增的彰化芳苑養殖場，並落實每學期新增以及結合嘗試不同領域應用與開發。

課程安排15位修課同學與種子學生參與，共同進入場域，深入了解問題與需求，並提出創新的解決方案。這次的課程將協助業者解決場域中的實際問題，例如穩陞工業的機台監控系統與監控管理系統的優化，並加入磅秤數位系統、環境監測系統等功能。文蛤養殖業者和水產業者也希望在場域中建置文蛤養殖管理系統等，以持續更新和擴充系統功能，積極經營場域。

課程的特點之一是以分組認養方式進入場域，學生們在老師和種子學生的帶領下，不定期前往場域執行維修或擴充功能工作，這種實踐模式不僅能夠使學生深入參與，還有助於培養實際操作技能和解決問題的能力，每組至少4小時，超出 4小時仍以4小時計算，教師亦同)。

「單晶片應用與實習實踐」課程將以多元的方式進行實施，包括校內課堂講解、校外場域參訪與實作體驗，以及業界專家的指導。以下是課程的進度與內容安排：

(1)    課程介紹 (1-3週內)：

在校內課堂中，進行對「單晶片應用與實習實踐」課程的全面介紹，包括目標、內容、實作方向等。

(2)    進入場域發掘問題 (1-3週內)：

學生進入實際場域，如農漁業、工業區工廠等，進行深度學習與實作體驗，發現場域中存在的問題。

(3)    分析問題，提出解決方案 (4-6週內)：

學生與老師、同學、業界專家共同分析在場域中發現的問題，提出具體可行的解決方案。

(4)    確認規劃裝置功能，期中報告 (7-8週內)：

學生確認智慧裝置的功能符合實際需求，並撰寫期中報告，呈現整體規劃。

(5)    智慧裝置硬體電路設計製作與韌體程式撰寫 (9-12週內)：

學生進行智慧裝置的硬體電路設計製作和相對應的韌體程式的撰寫。

(6)    回到應用場域，安裝智慧裝置，系統整合測試 (13-16週內)：

學生回到應用場域，實際安裝智慧裝置，進行系統整合測試。根據測試結果進行修改與優化。

(7)    完成測試，成果報告與心得，成果展示 (17-18週內)：

學生完成最終測試，並撰寫成果報告與心得。同時，進行成果展示，邀請場域主人、專家、老師和其他學生參與，分享經驗與成果。

這樣的課程執行方式旨在提供學生全方位的學習體驗，結合理論知識、實地實作，以及與業界的密切合作，以促進學生的專業發展與實踐能力。

(二)      評量方式：

1.      組數與組員人數：

每個實踐課程學生將被分成小組，每組成員數量為1至3人。這樣的小組結構有助於促進學生之間的密切合作和互動。

(1)      組長選舉與職責：

每組在成立時需選出一名組長，由組員共同選舉產生。組長負責組內協調、任務分配、進度追蹤等工作。此角色的設立有助於組內組織和領導能力的培養。

(2)      分工事項與工作內容：

每組成員根據組內設定的主題或目標，明確分工事項，確定每位參與同學的工作內容。這有助於確保每個組員都有具體的貢獻，並培養學生的專業技能。

2.      平時定期考核：

(1)      包括進駐場域與課程的出席率：學生在課程與實地場域的參與與投入程度。

(2)      分配工作的達成率：評估學生在分組內的合作與貢獻。

(3)      定期考核：組內進行定期的自評和互評，以確保學生在整個實踐過程中保持積極參與並改進表現。

3.      期中報告：

(1)      學生需提交期中報告，內容應包括智慧裝置的規劃與功能確認，並進行初步的系統設計。

(2)      期中報告中應包含，組別所分配到之場域系統設計與應用展示並使用報告展演形式組長也需針對組內分工的執行狀況，組長負責組員的工作分配進行彙報由課程教師與種子學生審核是否公平合理。

4.      期末成果報告與展示：

(1)      學生需提交最終成果報告，報告應包括整個實踐過程的詳細描述，智慧裝置的硬體電路設計、韌體程式撰寫，以及在應用場域中的實際應用效果。

(2)      進行成果展示，邀請種子學生參與，學生需能清晰、具體地呈現他們的成果和所得。

5.      組內同儕評量：

(1)      組內成員對彼此的貢獻進行評價，以促進組內合作與共同成長。

(2)      組內評量結果應成為學期成績的一部分，鼓勵學生在小組內建立良好的合作氛圍。

6.      應用場域實踐成績要求：

未進入應用場域實踐學習者，將被評定為不及格。此要求確保學生能夠實際應用所學知識，體驗真實場域的挑戰，並將理論轉化為實際解決方案。

評量方式能夠全面地評估學生在整個實踐過程中的參與度、合作能力、專業技能和成果呈現。同時，藉由同儕評量和實地應用的要求，鼓勵學生主動學習、團隊協作，並將學習成果轉化為實際能力。

(三)      課程設計及教學創新理念：

「單晶片應用與實習」課程是電機系學生的必修課程，致力於讓學生深刻理解單晶片技術在智慧科技、人工智慧物聯網(Artificial Intelligence of Things)簡稱為AIOT領域的廣泛應用。近年來，隨著人工智慧物聯網的蓬勃發展，單晶片技術成為實現智能化的重要基石，這不僅擴大了應用範圍，更使跨領域的創新創意應用不斷涌現，已經不再侷限於工業控制。單晶片技術應用包含：智慧製造、智慧家庭、精緻農業、智慧工廠、健康照護、物流管理、觀光導覽等多個領域，這些應用背後深受人工智慧物聯網的影響。

傳統課堂的原理講授，或實習教室的實作練習，已經無法滿足快速進步的創新創意跨領域教學。必須近一步找到應用場域讓學生實際體驗學習技術如何解決場域與應用的實際需求，真正落實單晶片應用與實習課程教學成效。學生在進入場域前，需對單晶片的原理、發展趨勢、功能說明有基本的了解，參訪時，才能精準發現問題，並構想解決方案。課程講授方式採問題導向，並從實作演練，建立單晶片技術基本技術。

學生在進入場域前，需對單晶片的原理、發展趨勢、功能說明，有基本的了解，參訪時，才能精準發現問題，並構想解決方案，課程講授方式採問題導向，並從實作演練，建立單晶片技術基本技術。授課內容與實作練習實施方式如下：

1.      建立單晶片應用技術概念：

講解最新單晶片發展趨勢、功能特性、種類與嵌入式晶片，深入介紹產業界應用現況。同時探討人工智慧物聯網技術如何融合於單晶片應用中，使學生在最短時間內對單晶片技術和人工智慧建立更深層次的認識與概念。

2.      單晶片實務應用技術演練：

使用具體的實務範例，讓學生進行實作演練，熟悉單晶片應用開發流程、介面控制技術，以及程式處理演算。同時，強調人工智慧物聯網在這些應用中的角色和影響，進一步了解各種技術在不同場域中的應用與解決問題的方案。

學生在選擇場域應用時，「單晶片應用與實習」課程規劃四種主要場域應用為主：

1. 「智慧工廠-智慧製造結合ESG與EMS及MES系統」：

學生將深入了解智慧製造的需求和挑戰，並將單晶片技術應用於環境、社會和公司治理（ESG）方面。同時結合EMS（Energy Management System）和MES（Manufacturing Execution System）系統，實現智能化生產和綠色製造。

2. 「智慧農業-溫室監控+最佳化種期結合ChatGPT應用」：

學生將單晶片技術應用於農業領域，設計智慧化的溫室監控系統。同時，透過ChatGPT應用，實現智慧化的農業管理，包括與農民的溝通、最佳化種植期和農業建議。

3. 「智慧水產養殖監控與養殖歷程系統」：

學生將應用單晶片技術於水產養殖場，建立智慧監控系統。這可能包括水質監測、文蛤或其他水產品行為分析，以及整合養殖歷程管理系統，追蹤養殖過程中的各項資訊。

4. 「物聯網結合畜牧糞尿資源循環利用系統之監控與銷售平台」：

學生將透過單晶片技術建立物聯網系統，監控畜牧場的運作。同時，結合糞尿資源循環利用系統，追蹤糞尿處理過程，並透過智能銷售平台提供相關資訊。

將場域中的問題與服務需求，做為智慧科技相關課程實作的課題，讓學生進入場域，將課堂上所學技能，透過這四個場域，學生將有機會實際應用所學知識和技能解決各領域的實際問題。同時，強調社會責任的觀念，將ESG概念融入智慧科技應用中，以及透過人工智慧物聯網技術解決農業和畜牧業的可持續性挑戰，使課程更具深度和實用性。

並以實作方式在場域中實踐，做深度學習。不但協助學生實際應用所學於實務案例上，也帶領學生利用專業貢獻社會，發揮大學的社會影響力，落實智慧科技創新創意應用人才培育工作。

十二、教學實施規劃：

十三、預期成效：

□期末課程成果展 □課程實作作品 ■課程專題報告

(一)以往單晶片應用教學為落實教學成效，要求學生分組製作專題，作為期末成績評量的一部分。專題題目的訂定，大多依據老師提供的參考範例或網路上查詢的資料。有些專題題目，雖有創意 但與目前產業需求脫節。本課程老師帶領學生進入場域，實際了解場域的問題與需求，並在解決 問題過程中，重新檢視本課程的教學內容是否有不合時宜的部分，以作為修改教材的參考依據。實際體驗單晶片應用實務，強化學習效果。

(二)學生完成單晶片製作智慧裝置的硬體電路與韌體程式並完成系統整合測試，至少 4 組作品，擇優參加校外創意競賽。

(三)學生實際應用所學於實務場域案例上，也帶領學生利用專業貢獻社會，發揮大學的社會影響力。落實智慧科技創新創意應用人才培育工作。

(四)預計 15位學生參加深碗課程，至少11人完成課程，獲取學分。

十四、預期亮點特色：

(一)預計修習該課程學生期末專題實體作品產出共4件。

(二)預計修習該課程學生期末報告產出共4份。

(三)預計修習該課程學生期末報告成果展示辦理共一場。

十五、活動聯絡人：電機工程系 吳明學 (04-24961100 轉 1251)