教育部計畫：融合教學與實作之主題式課群工程教育計畫

國立清華大學動力機械工程學系自1972年成立至今已邁入五十年，不僅歷史悠久，也是開創國內大學風氣之先，唯一擁有訓練學生完整機電系統整合學程的學系。本系將機械與電機兩者融合在大學部的基礎課程中，並透過學術與應用研究將光、生醫、動力、能源、微奈米等科技與機電系統整合在一起，所以本系的學生比機械系的學生不怕電，又比電機系的學生懂機械！

在課程規劃上，2003年為了迎接現今高科技的挑戰，本系已開始規劃四大跨領域學程：能源學程、電控學程、奈微米學程、以及精密機械學程，動機系以漸進的方式推動課程改革，逐步形成相關課程間的鍊結(亦即上述之學程)，使學生可以朝不同的興趣與主題發展其專業領域知識，並減少畢業學分(僅129學分，為全國機械相關科系最低)，使本系學生更有機會修習其他領域課程，或學習與動機系互補之專業課程，朝多領域、跨領域的人才培育目標邁進。

在產學合作上，近年也與產業界頻繁合作，積極爭取產學合作計畫，例如：台達電、上銀、台積電、日月光、聯發科等國際知名企業，盼能讓學生有更多機會接觸到實際的工程問題，實現基本能力的運用。我們也透過與這些國內業界翹楚合作的機會，有來自於產業界直接且重要的良性回饋，以滾動式的模式修正我們現有的課程架構與內容。

但因應近年來的大環境改變，資訊科技持續發展，產業需求也越來越遠離系上的基礎課程；縱使以本系現今已有學程的制度而論，學生在修習了眾多必修課程時，或多或少難以構築相關課程之間的連結，缺乏了課程融合的契機、以及實作或驗證內容的導入，故本系欲推動課程模組化，以利學習成效。雖然動機系過去十年來一直持續進行課程調整以符合現今社會與業界的期待，並縮短學用落差，但推動上仍遇到不少阻力。感謝教育部108年提出新工程教育的試辦方案，藉由計畫的推動，增加本系同仁參與課程改革的動機。

本計畫清大動機系檢視產業發展現況，重新評估現行課程地圖，進行課群的新增與調整，規劃出五大課群課程地圖，如圖1所示。由於世界正處於整合物聯網及大數據的「工業4.0」時代，系上聘請人工智慧領域專家擔任師資，開設出智慧製造課群，將傳統機械設計製造與資訊科技結合，協助與國際接軌。另外，在半導體元件的發展趨近於摩爾定律的當下，力學的探討必須更加深入且準確，為此系上將微觀力學及巨觀力學拆開，獨立出奈微米課群與固力課群，分別就不同尺度下力學行為的不同表現進行分析與討論。

在課程內容編排上，整合理論實作，直接將高年級實驗課程(熱流與動力系統實驗、固體力學與奈米材料實驗、電子電路實驗)中的實驗項目整併至必修課程中，使學生上完課能夠立即進行實驗，提升學生學習興趣與成效。此外，為強化動機系大學部教學目標及核心能力(表1)與課程之連結，重新思考實驗實作內容的設計，以成果導向教育(Outcome Based Education)的方法來進行設計，做到教學目標、教學評量與教學活動彼此間環環相扣，以期能培養具獨立解決問題能力之專業工程人才。實驗(與實作專題)內容上除一般性機電實驗進行基礎扎根外，並設計次主題總整性實驗實作進行課群中跨課程橫向串聯，最後透過Capstone總整性專題競賽來總整驗收學生大學四年的成果。

無論是學術或業界上，重視人才後進的培育未曾間斷。而本系為有效的將此計劃推動的更為完善，經系上教授多次會議討論後，決議自109年起，將本校學生研究型社團-清大賽車工廠引入此計劃當中，藉由賽車團隊多年累積的賽車研究成果，拆分為不同重要的次主題賽車專題導入至本系各課群當中。以共同主題強化不同課群間的縱向串聯，除了系必修總整課程專題研究一二外，並將額外加開一門選修賽車專題總整性課程「賽車專題與實務」，提供有興趣深入的學生選擇的機會，如圖2所示。團隊不斷滾動式調整執行內容，逐步建構出工學院學生應該具備的知識技能及素養，期望學生畢業後能夠成為優秀的專業工程人才回饋於社會。

表1、清大動機大學生教育目標及核心能力

圖1、現行與本次計畫變革之課程地圖

圖2、賽車主題實務導入規劃