主軸名稱

【A主軸】教學創新精進

補助課程類別

□通識實踐課程

□嘉義巡禮微學分課程

 ■微學分課程

□AI導入課程

□業師協同教學

□跨域共授課程

□國際學者協同教學

課程名稱

學涯探索系列- 圖解電子電路實驗實作

授課教師

主授：余昌峰

開課學期

114學年第2學期

開課單位

通識教育中心

修課人數

生理男

20

生理女

5

其他

結案報告公開

本人同意將結案報告書公開於高教深耕計畫相關網站。

聯合國永續發展目標(SDGs)

□1.終結貧窮

□3.健康與福祉

□5.性別平權

□7.可負擔的潔淨能源

 ■ 9.工業化、創新及基礎建設

□11.永續城鄉

□13.氣候行動

□15.保育陸域生態

 ■ 17.多元夥伴關係

□2.消除飢餓

 ■ 4.優質教育

□6.淨水及衛生

 ■ 8.合適的工作及經濟成長

□10.減少不平等

□12.責任消費及生產

□14.保育海洋生態

□16.和平、正義及健全制度

關鍵能力

 ■ STEAM領域

□人文關懷

 ■跨領域

□問題解決

 ■自主學習

□社會參與

□國際化

教學活動類型

可複選

 ■講授法

 ■課堂實作，主要由學生自行操作、討論、完成之實作任務。 

□課程專題實作，需於期末提出專題報告/成果發表/展演等教學活動

□場域/產業/服務專題實作，於產業/社區等真實職場情境進行之專題實作，如實習專題或產品製作等。 

□線上課程，如磨課師、開放式課程等由線上進行教學與評量之課程類型。 

□數位學習科技輔助，如採用線上課程平台、線上評量、AR/VR等科技進行教學活動。

□延伸教學活動，如於暑假設計場域實習課程，協助學生將課堂成果進一步發展參與競賽等。

□其他，請說明：

課程執行場域

 ■實體教室

□實體教室+線上教學

□實體教室+校內實習場域

□實體教室+校外實習場域（包含業界、社區等大學課室外場域）

□校外場域+線上教學

□校外實習場域（包含業界、社區、與學校進行產學合作場域或合作夥伴場域）

課程目標

及內容

(一)、課程目標

    本微學分課程專門為嘉義大學大一新生量身打造，核心目標在於打破學院與學門間的傳統壁壘，引導無須具備理工或電子工程背景的文法商、農生醫等各領域學生，在跨領域且生活化的情境中，建立對電子科技的初步認知與實作動手能力。為了徹底解決非理工科系學生對硬體科技的「科學焦慮」，課程依循「由淺入深、視覺導向、做中學」的三大核心原則，將原本枯燥、抽象的電路學理與複雜公式，轉化為直觀的圖解教學、動態視覺體驗與趣味實作。透過將「隱形電路」具象化的教學創新，有效消除初學者對科學實驗的工程門檻與畏懼感，讓學生在無壓力的環境中累積成功體驗，進而激發對跨領域科技的探索動機。本課程不僅著眼於基礎技能的傳授，更旨在培養學生的「科技素養」與「系統思維」。期望學生在密集的實作過程中，理解電子元件如何作為現代智慧生活的底層邏輯，並啟發他們思考如何將科技工具與自身的專業學門（如智慧農業、數位文創、生醫健康等）進行有機結合。透過動手解決問題的過程，全面落實高等教育深耕計畫之「教學創新精進」與「優質跨域教育」的核心目標，為大學生涯奠定具備科技包容力的多元視野。

(二)、課程內容:

     在總計 9 小時的課程中，教學內容與時間具體規劃如下：

1. 電子科技與現代生活之關聯介紹（1小時）： 剖析日常生活中的科技產品，啟發學生對智慧生活、自動化控制的興趣。
2. 基本電學概念之圖解化講解與實作（1小時）： 捨棄繁複的微積分與電路公式，改以「水流模型」與高度圖像化動態圖表，直觀引導學生理解電壓、電流與電阻的交互關係與基礎量測。
3. 視覺化二極體與橋式整流體驗（2小時）： 大膽翻轉傳統必須依賴示波器的黑盒子教學，利用訊號產生器將交流電頻率調降至肉肉眼可同步辨識的 2 Hz 極低頻，並以 4 顆發光二極體（LED）取代傳統二極體。透過正負半週切換時 LED 對角線交替閃爍的現象，引導學生親自接觸、操作三用電錶，用目視直接觀測到交流電（AC）轉換為直流電（DC）的整流導通軌跡與橋式電路的運作邏輯。
4. LM358 運算放大器與簡易電路實驗（2小時）： 引導學生微調與建構以 LM358 晶片為核心的訊號放大電路。透過麵包板進行實際電路佈線與操作體驗，讓學生親手將微弱的環境感測訊號（如紅外線、微弱電壓），透過運算放大器的電阻比例設定進行線性放大。
5. 電子電路於不同領域之應用案例與實作（2小時）： 深度剖析電子科技如何與現代資訊、農業、生醫及環境科學進行跨領域技術對接（例如：智慧溫室的土壤濕度監測、高溫自動警報等），引導學生思考電子科技於自身專業學門的應用潛力。
6. DIY 感應式水龍頭電路實作（1小時）： 專題總結任務，指導學生親自動手將紅外線感測訊號、LM358 運算放大器、繼電器（Relay）開關與水流控制進行一體化硬體整合，組裝出完整的跨領域應用成品。

具體措施與

亮點成果

1. 亮點一：首創「2 Hz 低頻視覺化整流法」，打破示波器技術門檻

本計畫最具創新的教學措施，在於成功將抽象的「橋式整流」轉化為「肉眼觀測的視覺盛宴」。傳統教學中，整流訊號必須透過昂貴且操作繁瑣的示波器觀察波形，對於大一非理工新生而言極易產生挫折感。本課程利用 2 Hz 低頻與 4 顆 LED 組成視覺化橋式整流模型，當交流電上下交替時，學生能清晰直觀地「用眼睛看到」電流如何依序流經對角線的 LED。這種直覺式的感官教學，不僅大幅降低了實驗室硬體操作難度，更讓跨領域學生在笑聲與驚呼中，瞬間理解了電源供應器的核心整流原理，體現了高教深耕計畫「教學創新精進」的核心精神。

1. 亮點二：實踐 LM358 晶片控制鏈結，建立完整的「感測-放大-執行」工業級概念

在主體專題「DIY 感應式水龍頭」的開發過程中，課程成功引入了工業界與自動化領域常用的 LM358 運算放大器。教師帶領學生親自進行麵包板佈線，將紅外線感測器所捕捉到的微弱光電訊號，輸入至 LM358 電路中進行精準放大。當學生調整可變電阻、親眼看到原本無法驅動硬體的微弱訊號，經由 LM358 放大後成功觸發繼電器「答」一聲、模擬並讓水龍頭順利出水時，便完美打通了學生對於「感測器接收  LM358 訊號放大與繼電器開關迴路執行」這一完整自動化控制的認知。這項具體措施成功深化了學生的 STEAM 跨領域問題解決能力。

1. 亮點三：深耕跨領域主題，將電子科技實質扣合「智慧農業」與「生醫衛生」

課程特別強調科技的在地與產業應用，高度契合本校深耕計畫之「學涯探索」與「院/系特色」主題。課堂中引入大量跨領域案例，引導學生思考如何將電子電路應用於嘉義在地的智慧農業自動化（如環境感測）與生活生醫防疫（如無接觸控制）。配合貼近日常的「DIY 感應式水龍頭」專題實作，讓學生在看見自己組裝的電路成功驅動水流的瞬間，獲得極大的實作成就感。

檢討與建議

 本次微學分課程共計吸引 __25_ 位來自不同院系的跨領域學生熱烈參與顯示學生對於此類高度結合實作的微學分課程給予極高肯定。

1. 自我檢討與教學現場觀察： 由於本微學分課程總時數僅 9 小時，教學節奏極為緊湊。在 2 Hz LED 橋式整流實驗中，視覺效果極佳，但有少部分學生在麵包板上組裝四顆 LED 的對角線極性（正負極）時容易接反；而在 LM358 放大電路實驗部分，由於 IC 晶片的腳位（Pin 1 ~ Pin 8）相對緊密，非理工新生在插拔晶片時偶有折彎腳位或跨接錯誤的情形，容易產生挫折感，這在一定程度上影響了後半段實作專題的流暢度。
2. 未來持續精進與彈性調整建議：落實計畫精進性規定與專題多元化調整：若未來學期持續開辦本系列課程，後半段的跨領域專題將進行滾動式精進調整。例如：可依據當期選課學生的背景與院別比例，將「感應式水龍頭」彈性微調、升級為「智能農業全自動土壤濕度灌溉系統」或「環境光控自動照明電路」，以確保教學計畫內容年年有精進、兼具多元創新性與實質教學成效。

佐證資料

(含活動剪影)

1微學分活動海報 2. 微學分活動照片 3. 微學分簽到表 4. 微學分問卷