嵌入式系統整合設計（內文）

前言

談到「資訊工程」，想到的是一堆複雜難解的運算符號，還是硬梆梆的電路板。這四個大字，讓人充滿專業的距離感。過往理工思維常以技術、理論套用在他人身上，卻鮮少考慮使用者真正的需要。不過，「教育，是要幫他點起火苗」，只要改變方法，便能讓一群關在房裡寫程式的學生們觀察、發現需求：長者會因為尿袋外掛而不想外出、長期臥病在床容易產生褥瘡。從注入人文素養與社會關懷開始，由使用者需求出發，便能讓資訊工程走出課本和教室，成為平易近人的知識技能，提升其價值。
（撰文／林怡廷）

個人經驗，開啟跨領域的契機
臺灣資工系何其多，而弘光科技大學資工系的亮點究竟在哪？身為系主任，我總思索這個問題。終於，有了答案。過去，弘光為護理專科學校，深耕護理領域，因此，希望能善用優勢，將資訊工程與護理領域結合，擴大兩種可能。

當時我逢人就問，臨床上需不需要資訊工程提供協助？卻久久得不着回應。探其究竟，原來「資訊工程」這四個字，讓人充滿距離感。後來，我便改變策略，找資工系、護理系、老人福利與事業系老師們一同「聊天」。在沒有壓力氣氛下，老師們完整描述臨床上遇到的困難，而資工系的老師就可介入，紛紛提出解決方案。在需求與技術的交流、對話間，產生許多可行的點子。

轉換理工思維，改由需求出發
「如果要減少長者跌倒造成的傷害，你會怎麼做？」這個提問讓我印象非常深刻。一般技術人員直覺反應是，在他們身上裝感應器，跌倒後感應器便會發出求救訊號。可是，「若你是長者，會希望身上配戴各種機械儀器嗎？」老人福利與事業學系的老師從對方觀點，帶來新的啟發，而這句話重重地打了我一拳。原來，理工科系的我們，常常用個人想法、技術套用在他人身上，卻從沒考慮過對方感受。

因此，我們便改變想法，從人最平常的習慣發想。只要跌倒，通常會喊救命，就從這麼一個生活小細節開始，了解需求、設定場域，這樣規格就出來了，接著再想有哪些技術、又該怎麼應用。其實，只要從實際的需求出發，產品設計便能更貼近使用者、更有價值。
漸漸地，許多校內老師知道我正從事跨領域合作，常主動找我討論新的跨領域點子。一次偶然機會下，便受邀參訪弘光科技大學附屬老人醫院。在觀察、體驗和提問過程中，點子一個個浮現，再次驗證了一大事實：只要轉換傳統理工思維，改由需求出發，便會極具價值。對資工系的學生而言，這是很棒的訓練；因此，在「智齡聯盟」的支持下，改變「嵌入式系統整合設計」的課程設計。

資工結合護理，新課程設計讓１＋１大於２
學生初步入社會，大多像個小螺絲釘，站在第一線負責部分任務。小螺絲釘固然重要，可是總希望他們能成長，作為上層管理者。此時，便必須顧及整體層面，而這就是系統整合的概念。因此，「嵌入式系統整合設計」是希望讓大四學生整合過去三年的知識、技能，同時提升學習高度。

舉例來說，如果要做出一個MP3，需要許多步驟。從怎麼整合電路、撰寫韌體等，都是關鍵，可是這些知識技能分別屬於不同課程安排，便希望透過這堂課引導他們把這些步驟接合。
然而，過去幾年，這堂課的課程設計是和學生分享產學合作經驗。老師站在台上說，學生坐在台下聽，顯得較為枯燥。這學期，我改變方法，讓生硬的理工課程融合人文素養、讓資訊工程應用於老人護理領域中，期望發揮一加一大於二的效果。

從關起門來寫程式，到走出課本、走出教室
學生進行傳統專題製作時，總會面臨一大問題：成品完成了，但是它卻一點也不人性。電腦螢幕畫面明明那麼大，字體卻像顆小芝麻，怎麼叫老人家使用？手錶的提示功能以文字顯示，沒有考量到長者不識字或是老花問題。對學生而言，這些只是生活小細節，可是對長者來說，卻是大困擾。

因此，第一階段課程從觀察與體驗開始，讓學生們貼近長者們的生活。學期初，便安排老化體驗。活動時，學生們鬧著玩，請彼此念出股票機上的數字。這才知道長者在視力退化後，原本輕而易舉的事竟然會變得如此困難。從親身體驗，到深刻記憶，這樣的同理心對接下來的產品設計有很大的幫助。

接著，則是讓學生走出教室，參訪老人照護醫院，從實際的生活經驗中尋找需求，進而能設計出產品。原先，只安排一次參訪行程，可是發現這還不夠。因為學生初次進入新場域，多是走馬看花，沒有深入觀察、體會需求。因此，在分組構思設計方案後，結合服務學習，再次前往老人照護醫院。服務中心主任張簡琳玲，同時也是這門課的協同主持人認為，專業服務學習具有正面意義。學生不僅能當個小幫手從旁協助，還能從中思考：究竟可以把專業可以應用在哪？

學生張子敬便表示，過程中，想法會慢慢改變，而態度則是更加積極，不僅懂得從蛛絲馬跡中尋找需求機會，就連護士抄病例、病人上下床等細微動作都會仔細觀察，還會訪問相關人員，徵詢意見。從需求出發，再改良設計，漸漸地，設計方案變得更明確、更符合使用者。

由實際範例，引導整體設計方案
資工系的學生，擅長寫程式，卻不知道前、後端的產製過程，像是：產品需求是什麼、怎麼讓產品上市、成本如何評估。這時便需要具體的畫筆描繪出前端與後端的輪廓。因此，第二階段的課程設計為個案教學。以研發成功的產品－「尿溼偵測」作為範例，從需求分析、成本分析與評估、系統設計改良，到開發流程推演，讓抽象觀念具體化，引導學生一步一步完成設計方案。

其實，運用個案教學的最主要原因，牽涉到學生們自高職以來的思維訓練模式－以「做中學」為核心。對技職體系的學生而言，實際案例與實作課程就像催化劑，能在短時間內理解課本上所描述的知識基礎，並促使他們思考可能的應用範圍，這跟一般大學注重理論教育較為不同。我想，在人才培育的過程中，技職體系與高校體系的差異，能為「智齡聯盟」提供不同想法。

培養發現問題、回答問題的能力
臺灣學生的學習態度較為被動。常常，老師在台上講得口沫橫飛，請同學提問時，台下總是一片靜默。因此，第三階段的課程目標，是讓學生成為課堂主角，而老師則是課堂配角。
每兩週，我會從第二階段的個案教學中，指定一個主題，如：需求分析、成本分析等，請各組學生應用方法，評估他們的設計方案，並上台報告。不僅如此，還設計了一項課程巧思，請其他組學生在每組報告後，準備問題提問，而報告組別則依序回答，藉此培養學生們問問題、回答問題的能力。

此時，老師成為配角，從旁補充，或是鼓勵，增強提問者與回答者的自信，並願意走下一步。除此之外，還為學生們建立觀念：他人提問，並不是要找麻煩，而是要幫助你解決問題。未來，若要在公司推出新產品，不僅要說服老闆，還要能回答不同部門對產品的疑慮。因此，從課堂練習開始，學會發現問題、對難題進行回覆。

使用者與經營者回饋，指引產品改良方向
課程的另一個新嘗試，是讓學生們在產品場域－老人醫院，對照護者與經營者提出產品構想。原本忙於公事，打算輪流出席的醫護人員們，大多從頭到尾、聚精會神地聆聽，並給予回饋。第一線人員的正向鼓勵為學生們注入一股自信，還從專業角度為產品提供改善方案。舉例來說，一組學生為了減少長者跌倒所造成的傷害，設計出膝關節與肘關節護墊。現場護理人員補充說明，長者跌倒時最易受傷、而影響最大的部分是在腰部的髖關節。因此，學生在期末成果報告時，增設髖關節護墊，提升產品的實用性與安全性。

除了照護者的意見外，副院長親臨現場，從經營者的角度講評各個設計方案，這更為課程增添意義與價值。經營者總希望在同樣的價格下，能同時擁有更多功能、增加產品的價值；生產者則希望能降低成本，兩者間有所衝突。因此，如何在價格與價值間取得平衡，成為產品設計的重要關鍵。

短短三、四個小時，學生們練習以「非工程、非技術性」口吻，描述使用者情境與訴求，讓人能清楚掌握產品設計概念；而學生們還從使用者、經營者端得到不同角度的回饋與建議。在這樣的雙向互動下，為產品改良指引了一條新方向，這是過去課程所缺乏的部份。

令人驚豔的點子，由學生迸發
課前、課後的最大差異，在於點子來自學生。過去，進行專題製作時，學生在迸發點子上較為被動，而能商品化的構思多來自於老師。現在，我們發現，只要以循序漸進的方式從旁引導、鼓勵，學生多能產生令人驚艷的想法。

在最後的成品發表會上，各組採納先前建議，展現改良後的產品構想，部分組別甚至製作出實體產品，如：尿袋偵測電路板、老人行走輔助器等。各組報告時，還要求輔以影片呈現。這是我從「智齡聯盟」中得到的概念，面對微時代的來臨，學生必須學習在短時間內以戲劇張力點出具體需求與產品設計要點，抓入他人注意。

一組學生觀察到長者會因為尿袋外掛而不想外出；照護者則必須一次次查看尿袋是否需要更換，不僅增加工作負擔，還打擾長者。因此，從人性尊嚴的角度，設計「尿袋偵測盒」。原先的設計概念是，尿袋放置盒內，只要碰到盒內的按鍵，便會傳送訊息告知照護者更換；可是此設計有所瑕疵，走路、搖晃都可能誤觸按鍵。學生們就此改良演算方式，以持續感應一段時間以上，才會通報。

一組同學則觀察到長期臥床者，易產生褥瘡、造成感染，或甚至會使血液循環不良；翻身則能減少上述問題的發生。因此，設計「翻身守門員」，提醒照護者定期協助翻身，並設計記錄表。這是細微、卻有價值的觀察與設計，接下來則可以考量溫度、季節對人體造成的影響，進而推出個人化設定。

在聽取建議、不斷調整作法的過程中，逐步完成產品設計。學生張子敬便表示，這門課不僅要整合資工系所學，還要查找護理、老人相關領域的資料。這並非翻翻課本便能找到解答，而是必須動腦，從需求面想。這樣的學習過程雖然辛苦，可是得到意想不到的收穫。對教育者而言，學生們的成長，則是種鼓勵。

產品開發，需環境與資源的配合
這門課程，在學生們的報告聲中劃下尾聲。不過，若能結合開發廠商對學生產品設計的建議，或經驗分享，將更加充實。目前臺灣的老人照護產品多從國外進口，較難找到此行業中的典範。雖然部分學校在相關政策或計畫下會進行研發、設計，但是顯得較為零星，也沒有建立整體開發流程，如：臨床測試、技術轉移等。我便有著切身經驗，當初「無線尿溼偵測器」，如果沒有護理系老師協助，根本難以進行臨床測試。在臺灣的現存環境下，就算設計出相關產品，也難以商品化。步入高齡化社會之際，開發老人照護產品成為機會點，不過，這的確是一條漫漫長路，還需要更多資源、更多制度上的配合。

教育，是要幫他點起火苗
教育並非一蹴可及，若僅以一學期課程，要讓學生有大改變，真的不容易。不過，教育是幫他點起火苗，而非將水桶填滿。因此，在學期初，便跟學生說，「不要再管規格了，重點是需求！」我必須讓他們知道：工程，不能只是置入個人想法，而是得回歸到使用者需求。
不僅如此，還要讓他們學習跟不同領域的人溝通，從工程師、護士到長者病患，試著了解對方所言、或將自己的概念傳達，這是傳統工程教育較難做到的事。若能把這些概念深深印在腦海裡，甚至化身為日後的做事習慣，為目標對象創造出更好的使用者經驗，那麼便是身為老師的最大價值。