2023年开放式创意光机电设计学程.doc

附錄 開放式創意光機電設計學程 課程大綱 本「開放式創意光機電設計學程」中之光、電部份的課程特別著重在電腦與機械機器的感測與驅動介面的整合實作應用，而課程整體的規劃則以光機電整合系統之設計、組立與校正為最終目標。本學程之定位與資訊電機學院的課程有明顯的市場區隔。 本計畫所包涵的機械基礎以外之特殊課程如下，其大綱條列於後： 1. 數位邏輯設計與實驗 葉則亮負責，一上3學分 + 1學分3小時實驗， 2. 程式設計 鄔蜀威、潘敏俊、曾清秀、吳俊諆、等老師負責，一上3學分 + 計中實作 3. 機器與儀器導論 蔡錫錚 陳顯禎 江士標 等合作教學， 3學分 4. 微控制器 江士標負責、3學分 + 1學分3小時實驗 5. 網管訓練 葉則亮負責、3學分 + 1學分3小時實驗、(寒暑假集訓、實作，下一學期中給予學分) 6. 計算機輔助之實驗方法 葉則亮負責、2學分 + 1學分3小時實驗 7. 電路電子與實驗 葉則亮 陳顯禎 黃衍任 羅吉昌等教授輪流負責、3學分 + 1學分3小時實驗 8. 應用電子學與實驗 葉則亮負責、3學分 + 1學分3小時實驗 9. 機電介面 江士標負責、3學分 + 1學分3小時實驗 10. 數位訊號處理微電腦與實驗 江士標負責、3學分 + 1學分3小時實驗 11. 自動控制與實驗 黃衍任 江士標 陳顯禎 葉則亮 輪流負責、3學分 + 1學分3小時實驗 12. 工程光學 I & II 陳顯禎負責、3學分 + 1學分3小時實驗 13. 光機電整合設計及專題 蔡錫錚 江士標 陳顯禎 負責協同教學，其他各老師合作指導，3學分 14. 開放式創意機械設計I & II 蕭述三負責，2學分 + 1學分3小時實習 15. 工程設計導論 與 機械造型設計原理 蔡錫錚負責、3學分 + 1學分3小時實習 課程名稱 數位邏輯設計與實驗〔本課程為已在開發改進中的課程〕 授課老師 葉則亮 學分數 一上3學分 + 1學分3小時實驗 課程目的及簡介： 1. 以知其然、實作經驗為主、啟發/要求自發性探討、學習。 2. 每個實驗給功能規格、功能方塊、及電路圖，要求觀察紀錄的訊號、該思考並答复的問 題，並報告自發探討的問題、自發設計與嘗試的點子、及自發查詢的資料。 課程內容： 1. TTL邏輯電路元件、邏輯狀態與關係、輸入/輸出電壓的關係〔類比->數位〕。 2. 邏輯設計、感測介面與驅動電路、加法器、實例：水位控制系統、各種輸入輸出型式之應用〔Open Collector、tri state、Schmidt trigger、edge/level trigger〕。 3. Sequential logic：狀態及瞬態分析、實作、觀測.Flip/Flop之運用、計數器、PRBS計數器。 4. Bus control：ADC控制電路、數位電壓錶、七節管、類比接地與數位接地、接地雜訊。 5. 用電腦程式讀取之協定。 6. CPLD之介紹與實用、軔體計數器與微處理器的分工、系統設計規劃、分工合作。 7. ISA PC介面設計：address decoding、PWM preload〔Ⅰ、Ⅱ〕。 8. ISA PC介面設計：DMA傳輸模式介面電路設計〔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ〕。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 程式設計〔本課程為已經試教完成的成熟課〕 授課老師 鄔蜀威、潘敏俊、曾清秀、吳俊諆 學分數 一上3學分 + 計中實作 課程目的及簡介： 不只以會用電腦、會上網查資料，需要會寫程式才算是能〞從無到有〞的工程師。 課程內容： 1. 計算機中心之實作：DOS系統介紹、電腦入門、文書處理、網路資源。 2. C或FORTRAN程式語言：模擬碼pseudo code、計算方法algorithm、數據表示法data、 數列array、運算子operators、程式執行順序的控制、函數function &副程式subroutine、 指標pointer、檔案的處理、唯讀記憶體中的根本輸出輸入功能的中斷程式的應用PC ROM BIOS interrupt calls。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 機器與儀器導論〔本課程為尚未試教的新課程〕 授課老師 蔡錫錚、陳顯禎、江士標 學分數 3學分 課程目的及簡介： 本課程是配合本計劃新規劃的實驗性課程，主要針對大學一年級之新生而開設，使學生及早接觸機械系統實務，並具備動手做的經驗。以便建立傳統理論分析課的實務鷹架。 課程內容： 課程整體將區分成：「課堂講演」，「機器、儀器實物拆解、觀察與報告」，「工廠參觀」三局部。 1. 課堂講演將以機器發展史為主軸，透過彩色投影片、模型帶領學生穿越歷史，例如由Sterling外燃機、Otto引擎、Benz發明的汽車到燃料電池的應用。課程中將不講授任何理論，單純以故事方式陳述科技的演變。 2. 機器、儀器實物拆解：將要求學生分組去拆解現有的機器，仔細觀察並描繪其外觀、工作功能、設計的結構、各零件功能，做成書面以及口頭報告。 3. 工廠參觀：則將配合本校地利之便，安排學生實地參觀不同生產工廠，以增加學生對日後機械工程領域應用的實際印象。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 微控制器〔本課程為尚未試教的新課程〕 授課老師 江士標 學分數 3學分 + 1學分3小時實驗 課程目的及簡介： 本著簡單先教複雜後教，具體先學抽像後學的原則。建立電腦軟硬體整合建構實用機電功能的經驗與能力。我們在課程中以C為主要語言，組語則不放入實驗。本著學就是為用，會用才算學會的原則。 我們將課程內容包圍著兩個應用目標，第一個較簡單，只涉及電子，做的是電子計算器及電子鐘。第二個較難，但可以再利用第一個的部份軟體元件，做的是線控電腦車。 為兼顧不同程度的同學，我們採取假设能成第一個目標就能及格，而能完成兩個目標的學生則可以得到進階分數。 課程內容： 1. 熟悉軟硬體環境。 2. 解碼Digital I/O。 3. 七節管使用。 3.1. 使用專用IC〔7447〕。 3.2. I/O〔Lookup Table〕。 4. 九宮格鍵盤的使用〔polling〕。 5. 九宮格鍵盤的使用〔interrupt, detect circuit〕。 6. 數位計算機。 7. 數位計算機＋時鐘。 8. 步進馬達驅動。 9. RS232。 10. RS232。 11. 專題〔由學生自行利用上述的軟硬體寫出控制部份，而機械部份則由助教事先做好並提供傳輸介面規格〕。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 網管訓練〔本課程為已在開發改進中的課程〕 授課老師 葉則亮 學分數 3學分 + 1學分3小時實驗〔寒暑假集訓、實作，下一學期中給予學分〕 課程目的及簡介： 培養網路及電腦系統管理之實務經驗、團隊合作、負責任事的經驗、電腦網路協定、系統程式的能力、網管專題、維修DIY的能力。 課程內容： 1. 網路架構、打線、配電、骨幹設備、故障排除。 2. PC教室系統建置、備份、回覆、印表機及其伺服器建置、管理、維護。 3. Unix 系統概論、建置、設定、網路服務的提供：ftp、DNS、Wins、DHCP、snmp、mail、mac-ip監測、流量統計與管制。 4. Linux Sever 架設：系統安裝光碟檔案的抓取與燒製、驅動程式抓取、網路設定、C、telnetd、ftpd、 d、php、mysql、real networks server、全文檢索、perl。 5. 多媒體網頁編寫：大原則〔資料內涵、檢索、網路環保、使用者介面〕、 html、 dream weaver、 fireworks、flash、美工原則、實例及開發專題、錄影音技術〔對課堂及演講活動〕、video/audio數位化、mpg/VCD、real audio/movie、編輯、轉換、 real system event 與網葉資料之連結、數學上網〔tex：cwtex/XiTex、tth〕、電路圖/工程圖上網。 6. 網頁程式寫作〔案例研討與專題開發〕： cgi-perl、php+mysql 〔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ〕、 JavaScript。 7. 視窗環境下之驅動程式、網路程式寫作、網路安全內涵與駭客技術。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 計算機輔助之實驗方法〔本課程為已經試教完成的成熟課〕 授課老師 葉則亮 學分數 2學分 + 1學分3小時實驗 課程目的及簡介： 各學科領域之共通活用的特性、實驗方法、設計、假說推演、驗證的研究精神、團隊合作、厚德載物之工程師修養。 在題材上廣收物、化、生、電、人文、醫學各領域中單純，卻能突顯以上之主旨的現象。 1. 應用計算機作研究。 2. 做實作研究常用的驗證方法及常犯的失誤。 3. 做一個現代研發工程師所需要的修養－工具的構思、創意的培養、驗証的精神、知識的探聽活用隨聽隨用、困難情緒的群體會診。 4. 每週有兩小時的學理背景講授， 一小時的實作講解，及三小時的實作。 5. 以計算機實作來模擬各種案例。 6. 學生的作業是筆記，在電腦上製作實作結果的心得報告並 e-mail 給老師。 課程內容： 1. 計算機工具及實驗與驗証的程續。 2. 誤差及不確定量的產生及衍生模式化的觀念。 3. 原形的重現－採樣密度及數據長度的影響。 4. 資訊的"濃度"、資訊內涵的模式化的效率、實驗設計與價值工程的觀念。 5. 工程師的修養〔Ⅰ〕－創造力及表達能力之訓練，全腦思考模式的假說。 6. 有效的實驗研究法－因次分析法及工程師手冊的活用。 7. 知識的活用：逆向工程之實習。 8. 動態模擬及學說的驗証。 9. 工程師的修養〔Ⅱ〕－問題的發掘內省與困難的克服的示範。 10. 工程師的修養〔Ⅲ〕－系統工程師的心路歷程、研究中之主觀與客觀的掙扎、學說驗証的重要。 附註：課題不是特別重要，教法與氣氛的營造非常重要。必須與學生形成一個緊密的回饋系統。 附錄 共 頁 第 頁 課程名稱 電路電子與實驗〔本課程為已經試教完成的成熟課〕 授課老師 葉則亮、陳顯禎、黃衍任、羅吉昌 學分數 3學分 + 1學分3小時實驗 課程目的及簡介： 這是一個從電路的入門到基礎的電子實作技術的整合性教材的結合分析、設計、應用、實作與驗証。使學生的經驗從課本與筆試的環境中提昇到綜合活用的程度。並且在課程的活 動中強調分析與實作驗証配合，建立學生的理論與實際相吻合的能力與信心。 本課程以電路分析為主軸，利用實驗實作來引導教學的課題，用應用題的方式介紹交、直流電路特性、瞬態與穩定態的響應、根本電子元件及儀器的特性分析與使用、根本電晶體與運算放大器的特性設計與應用、機電系統動態特性分析、邏輯元件電路特性及應用等。期待以強調整合應用與設計的方式建立學生的根本電路電實作能力，以利同學持續的深造。 課程內容： 電路電子課程內容的大綱與認知架構〔依授