智慧系統設計與應用

  • 授課教師：林金玲副教授
  • 開課學校：世新大學資訊管理學系

課程特色

Q1：這門課會教授哪些專業知識與技能？相較於前一期課程，內容上有何異同？特色為何？ 

  1. 本課程旨在協助學生了解智慧型資訊系統的基本概念與設計技巧。課程將從基礎理論開始，循序介紹相關的資訊技術，包括資訊軟體與可移動式裝置硬體的互動方法、可移動式裝置的通訊模式、可移動式裝置呈像相關的影像與照明技術、及智慧系統的機器學習機制；最後，配合實務應用，開發適用於可移動式裝置的智慧型資訊系統。
  2. 今年著重於業界講師的協同教學、職場的實習、及全國性競賽的參與，讓學生除了可以更加了解業界上的變化，也能吸收業師的實務經驗，更能經由參與實作與競賽，讓學生更有參與感，能更積極地融入課程的學習；此外，與校外各單位的交流，具呼朋引伴的效果，也讓更多學生有興趣共同參與校外競賽以及經由互相交流共同學習。
  3. 去年透過與智齡聯盟所舉辦的Ｔ型才工作坊「樂活長青x體感設計」結合，修課學生可了解智慧系統在業界的應用，及使用者經驗式的操作模式 – 體感控制，進一步應用其於上課所學關於智慧系統設計的知識，與其他相關領域做結合。今年，強調讓選課的學生能夠有像Ｔ型才工作坊相同的效果，加入了體感控制軟硬體的相關技術，並鼓勵學生參與競賽，與校外的學生觀摩學習，開擴眼界。
  4. 搭配系上所開設的「智慧生活科技應用學程」建構出課程地圖，引導學生修習課程的方向，利用校園的E-learn 系統，讓學員能夠分享學習經驗；期中安排業界實習，讓學生們有更多的實作經驗；最後，配合前一期課程的期末教學評量，調整課程進度及內容，以利提昇學生的學習成效。
  5. 透過老師親自編輯，讓學員可以吸收到更多樣化更新的議題及題材。業界師資的加入並且提供工具書供學生學習使用，形成與企業結合的教學模組。結合體感機器(KINECT)、樂高NXT 機器人、Hovis 人型機器人、及 Arduino 控制板的人型、輪型等機器人提供同學上課使用，讓同學學習以使用者經驗為基礎的自主裝置控制，進而鼓勵學生們創作能輔助高齡者居家生活的智慧幫手。

Q2：課程規劃如何做安排（一學期中講述、場域觀察、討論、實作部分比例如何安排）？

本課程一開始先介紹智慧生活的緣由、高齡長者的需求、及智慧系統設計的基本概，讓學生們了解課程的目標及學習方向。課程為每週進行一次三小時的教學，課堂中，先先介紹當週課程預期要達成的目標；接著由教師說明技術原理，搭配實作示範；然後，由學生們分組討論自由創意，依據討論的內容，動手實作，發現問題，尋求解答，以加學習的強度；最後，進行成果分享，讓每組上台分享其腦力激盪後的結果及實作的成品，達到資源共享、做中學、及交流學習的共同成長目標。
此外，每次上課安排兩位教學助教，從旁協助學生的實作進行，助教們會透過引導的方式，讓學生自發性思考如何解決所遭遇到的困難，減少學生們的挫折感。

Q3：期末成果內容為何（模擬實作、書面報告或其他）？以及作此安排的目的、想法脈絡為何？

期末成果中需要學生們自己實作出相關的應用系統，附上完整作品內容，包括程式碼、作品說明、及實作影片，最後統整出一份報告，壓縮繳交。此外，要求全體修課學生參與全國性競賽，競賽成果列入加分機制，鼓勵學生向外觀摩學習。   

Q4：這門課是否有跨領域合作？    

系統的設計涉及到自主裝置的機構及控制，是跨機電及資訊等相關領域，課程主軸在智慧控制，此部分主要為資訊電腦程式的創作，是資管系基礎能力的擴充；而機電方面的知識籍由業師的專業及課堂實作來補足。 

教學方法

Q1：這門課程的授課方式如何進行？（知識講述、體驗設計、外請講員、助教角色、設備器材支援….等如何在課堂上操作）第二次開課，在教學方法上相較於第一次，做了哪些調整？或創新的規劃？

課程的進行，除了專業知識的講述外，搭配範例實作講解，及學生課堂互動實作練習。相較於上一期的課堂，除了邀請業界師資協同教學，補強跨領域的知識及業界實作範例的練習；更加入了以使用者經驗為考量的體感設計及控制方式於智慧系統中；搭配自主及體感裝置設備的範例演練，助教的協助，每次上課都讓學生們分組實作練習；期中亦鼓勵學生們參與業界實習，補強機電的背景及增加實作的練習；期末更要求學生分組參與全國性競賽，與校外專家及學生們進行觀摩學習，刺激創意、增廣見聞，期能有機會設計更符合使用者經驗的智慧系統。

Q2：如何引導學生思考？是否有安排活動或借用其他資源引導之？過程是否面臨挑戰？如何因應？

在課堂中，給予學生一個實作的影片當作參考，並且講解其中影片中與智慧系統相關的部分是如何去完成；期中舉辦「祥儀機器人夢工廠」校外參觀活動，讓學生對於自主裝置的實作與應用有多一點的認識；在教師及助教群的誘導下，讓學生們以小組的方式進行腦力激盪，相互討論及實作學習，完成課堂上所交付的作業。課程進行中，對於沒有機電背景的資管系學生而言，難免因硬體設備的問題感到手足無措，除了要求助教隨堂協助指導外，亦安排學生至實驗室實習，進一步協調業師提供課後業界實習的機會，借以克服課堂中練習不足的問題，以降低學生們學習的挫折感，以提昇其學習的樂趣。

Q3：在課堂與學生的互動中，同學對哪些項目很投入？對哪些項目比較疏忽？老師有何建議？是否有印象深刻的案例？

在課堂與學生互動中，學生們於小組實作練習時，都能相當地的投入並且熱烈地討論，各組間也能相互觀摩學習；比較可惜的是學生們不太會主動發問，通常是有賴教師或助教隨堂巡示時來發現問題；建議學生們主動詢問可降低挫折感，並提昇學習成效。

智齡聯盟介入成效    

 Q1：加入本計畫後，對您的教學經驗是否帶來提升與創新？請描述具體事例。

一般而言，大學部的教學傾向是講師講述的方式，此課程在設計上則採分組討論實作的方式，且又是屬於跨領域整合的課程，雖說有建議的先修課程，但不免有部分學生並不具備這些先修知識，因此在教學上需作一些調整方能達到訓練學生設計以使用者經驗為基礎的智慧系統。加入此計畫，因有設備、專家講座、教學助理的經費可供使用，讓分組實作的課程設計才變成可能；如
  • 分組實作時，每組有一套設備可操作，組員相互討論、各自分工、協力完成作品。
  • 業師協同教學及提供課後實習，補足跨領域知識的需求，及增加實作的練習機會。
  • 教學助教的隨堂協助、課後輔導、及設備維護，讓課程得以順利進行，並降低學生學習的挫折感。
  • 評量方式，由個人測驗改為團隊實作，並輔以校外競賽成績作鼓勵。

Q2：針對本課程，可以培養學生哪些額外的能力？

資訊課程的設計跳脫傳統的教師講述及測驗評量方式，除了希望能培養學生資訊的專業能力外，更希望培育學生團隊合作的精神、動腦思考的能力、動手實作的學習模式、及勇於發問及分享的學習態度。

溫馨叮嚀與建議

Q1： 對本課程想達到的理想與期待為何？

學生能自由創意構思如何創作一能透過體感及自主裝置，增進智齡長者生活便利性的智慧系統。

Q2：對學生修這門課有何建議？ 

多參與討論，多把握課後的學習機會，勇於嘗試不同的解題方式，及愛惜設備。