問題導向學習方法結合實務情境以培養機械工程基礎知識

陳玉彬

摘要

本文係針對清大工學院大一必修「工程導論」課程中，筆者所專授之「機械、機電整合與智慧機械」主題，詳述教學理念、創新特色、實施方式、成果與回饋等。本主題上課時間共計八週，每週兩小時，學生以工學院大一新生（含外籍生）為主，每次上課約一百人。本課程主題目標一是帶領同學們建立機械知識基礎，理解機械原理、常用工件、產業動態、職涯前景等；目標二是引導同學們培養工程直覺與自主學習，可以發掘問題、動手實作、溝通合作，最終解決問題。為達到上述兩目標，本主題教學設計係採用「混合式學習法」授課。首先，筆者透過課堂授課，輔以動畫、影音與網路資源傳遞知識；另一方面，筆者利用「問題導向學習方法」(PBL)，於學期中設計並執行「海底撈針」及「山野尋礦」實作專題，讓上半與下半學期學生們分組，實踐團隊合作學習。

本課程主題創新特色為實作專題，發想於台灣有價自然資源位在海下或地底的實務問題。筆者與助教團隊創造縮小場域與開採實務情境，鼓勵學生們應用課堂習得之機械原理、工件、設計巧思，在既定的比賽規則及有限的經費下，團隊合作開發出有效且穩健之挖掘器具，進而在實測中取得好成績。本課程主題之實作專題獲得學生們極正面評價，咸認不僅幫助習得知識學以致用，也建立積極態度與靈活工程思維，該反饋說明實作專題成功實踐PBL教學理念。特別的是，此實作專題的進行亦將受益者擴及助教群，因為他們深入參與題目設計與現地執行，需要領導、協調、場布、場控與時控乃至後勤整備等管理技巧，故成功培養諸多工程專業外的能力與素養。

關鍵字：問題導向學習法、團隊合作學習法、混合式學習法、機械原理、實務問題