在物理學研究中,所有實驗觀測最終都必須透過儀器完成,而在現代,這些儀器幾乎無一不依賴電子技術。電子學因此成為物理研究中極具影響力的基礎課程,不僅是理解如何操作電子儀器的基礎,更是培養設計與創造新型研究設備能力的關鍵。過去系上曾分別設立「電子學」與「電子學實驗」兩門課程,但多年教學經驗顯示,若理論與實驗被切割,學生往往難以全面掌握。於是兩年前,我們整合課程內容,推出「類比電子學實務」與「數位電子學實務」,以理論與實作並重為核心,讓學生在學習知識的同時,也能動手解決實際問題,並體驗「把想法變成作品」的樂趣。
課程分為兩個階段:前半學期著重基礎實驗,學生學習電路原理、儀器操作與模擬軟體,並提出專題計畫;後半學期則進入專題製作,將構想付諸實現。每週四小時課程中,一小時講授理論,三小時實作練習,範疇涵蓋類比與數位電路、電路製造到硬體加工。透過這樣的安排,學生能循序累積理解、設計與製作的能力,並在專題中學習如何將計畫落實為成果。修課學生的回饋普遍正向,許多人表示課程不僅讓他們掌握電路設計與實驗操作,更啟發了對人生與選擇的思考,也有人因朋友推薦而加入課程,甚至將專題延伸到黑客松或社團、研究室中持續發展。值得一提的是,本課程向全校學生開放,近年約有一半的修課學生來自其他系所,不乏機械系、電機系甚至法律系與戲劇系,使課堂成為跨領域交流的平台。
為了讓專題更貼近實務,我們在期中邀請業界工程師與專業人士到課堂給予建議,期末並擔任評審。業界的觀點常能帶來不同啟發,提供學生一個有別於學術課堂與同儕討論的視角,幫助他們將專題主題與真實世界接軌。學生的專題作品也展現了豐富的創意與應用想像,有人設計超音波相控陣列雷達,有人製作吉他效果器,讓聲音處理結合電子技術;也有團隊開發智慧小溫室,能感測與調控光照、濕度與澆水條件;「植物自動感測控制器」更結合即時監控與網頁介面;另有團隊打造自動微量滴管儀,以及應用於有機太陽能電池研究的旋轉塗佈機機械手臂,不僅改善實驗效率,更展現課程成果與前沿研究的連動。
電子學實驗室同時提供豐富的資源,包括雷射切割機、3D 列印機、焊接器材與多樣手工具,讓學生能在一個完整環境中完成從設計到製作的流程。修過課程的學生還能在課後繼續使用資源,延伸專題或展開新的創作。展望未來,我們希望電子學實驗室能成為更多學生動手創造的空間,同時支援物理系與其他研究室在電子與儀器設計上的需求。我們將持續更新設備,拓展跨領域合作,並以「解決問題、動手能力、跨域團隊合作」為核心目標,期盼讓更多學生在這裡展開實作與創新的旅程。
|