嵌入式系統整合設計
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)
(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。 |