國立中山大學107年度高教深耕教學創新計畫結案報告

計畫名稱：理學院核心課程發展計畫

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

A、具體措施與創新作法

1. 理學院：

本學院包含數學、化學、生科和物理四個學系，以及生醫和醫科兩個獨立所。教學上面負責全校的理學基礎科目，包括微積分、計算機概論、普通化學、普通生物學、生物技術、普通物理和物理實驗學等課程，其中包含實驗的課程。

為了能夠提供良好的教學品質，一些破損和不適用之儀器設備必須更新，另外教室教學電腦軟硬體的更新也是必須的。校方第一年的經費主要是經常門，因此理學院核心課程發展計畫第一年的經費主要規劃於單價一萬元以下之教學實驗設備周邊和教學電腦相關物品，搭配一些耗材的使用。第二年若持續有經費補助，將繼續提昇教學相關設備及環境。

2. 化學系：

課程名稱:化學實驗之程式應用

為了讓化學系的學生了解撰寫程式與化學的關係，教師利用多個作業讓學生練習撰寫程式，直接用來分析化學實驗的結果，而不像一般程式的課程是著重在邏輯運算元素的運用。主要可以改善的點是，需增加練習撰寫與化學儀器溝通的程式。

3. 物理系：

1. 物理系大一新生入學科學體驗活動
2. 共舉辦四場座談會：

107/10/01 物理系大一如何安排生活：課業、活動、異性交友、經濟、家教

107/10/08 物理系學生畢業的出路及發展座談會

107/10/15 物理系學生畢業後的跨領域發展

107/10/22 物理系教授研究實驗室參觀

3. 每一場都有80％以上的大一同學參與，也有很多大二、大三學長姐參與。
4. 在教學現場上不再以單向傳授的方式，而是以理解與雙向溝通，進而討論出解決問題的方法。在課堂上透過互動與討論，引導學生定下實驗單元的實驗方法並完成其目標。
5. 改善教學實驗：我們更新了一部份的電腦配件並採買了一些實驗儀器組件，以求減少學生操作儀器時浪費的時間。配合今年的Arduino主題課程，希望可以更加的激發學生學習的欲望。

4. 生科系：

1. 本次計畫針對生物科學核心課程(包含正課及實驗課)之物品進行老舊汰換。本系核心必修課程包含普通生物學(實驗)、生物技術實驗(整合微觀生物學：微生物、生化、遺傳、分生實驗)、動物生理學等課程。針對課程中使用率較高、年限老舊等物品進行汰換更新。著重改善實驗室的教學環境，提供學生優良的學習環境。
2. 107/09/29辦理大一新生入學科學體驗活動-人生無處不生科。

5. 應數系：

原設備已老舊，更新設備前盡可能以具較新設備(投影機、布幕及電腦)的教室進行演講或研討。目前各間教室皆可使用投影設備進行演講或研討(投影效果已改善)。

6. 生醫所：

為了能夠提供良好的教學實驗品質，更換最常使用且在生醫研究上最基本實驗所需之超純水機之濾心、紫外及可見光分光光度儀器之燈泡：（更換「DU640」、「DU800」可見光及紫外光燈泡）可見光及紫外光燈泡可使用壽命只有1,000小時，需定期更換以確保教學品質。

7. 醫科所：

醫科所授課老師：李啟偉老師

李啟偉老師開設的醫學相關課程(如：病理學、急診醫學概論)之目的在於打破傳統刻板式的教學方式，改以生動的講解及示範方式傳授醫學上的各種複雜的原理。

B、自我檢討評估與改善機制

1. 召開討論會議，報告107年執行成果及彙整各系來年擬執行重點，訂定來年計畫執行方向及概要。
2. 討論會：理學院核心課程發展計畫討論會
3. 時間：108/03/25(二)14:00~15:00
4. 地點：理學院4001會議室
5. 出席人員：各系主任/師長1人、1位行政人員
6. (化學系、物理系、生科系、應數系)

(二)亮點特色

1. 理學院：

理學院辦理2項活動：

1. 理學院教師研習活動：會中邀請本院榮獲本校106學年度教學績優教師及高雄醫學大學醫藥暨應用化學系許智能系主任，進行分組教師研習交流活動。透過輕鬆愉快的自由交流座談活動，進行教師教學經驗分享，促使教師教學知能精進及提升教師教學的品質。
2. 理學院科學體驗活動：為使新生能夠快速融入其學習環境及跨領域學習，本院各系所聯合辦理新生入學科學體驗活動，讓學生有機會進入教師實驗室，使其能夠快速融入其學習環境並了解各領域發展的方向。活動時間：107年9~10月活動對象：不限大一新生，歡迎有興趣了解本院各系所之大學部學生踴躍報名參加，以本院學生優先。

理學院107-1學期院教師研習活動107/10/31相片

 

系所	活動名稱	活動地點	聯絡人	分機	活動時間
化學系	能量魔法師(A)	理學院 理SC3003-2	鄭惠文	3901	9月11日 09:00-12:00
					9月12日 09:00-12:00
化學系	能量魔法師(B)	理學院 理SC3003-2	鄭惠文	3901	9月11日 14:10-17:00
					9月12日 14:10-17:00
物理系	物理系大一如何安排生活：課業、活動、交友、經濟	物理館2006室	張靖	3701	10月1日 16:10-18:00
	物理系學生的畢業出路/發展	物理館2006室			10月8日 16:10-18:00
物理系	物理系學生的跨領域發展經驗	物理館2006室	張靖	3701	10月15日 16:10-18:00
	物理系研究實驗室參觀	物理館2006室			10月22日 16:10-18:00
生物科學系	人生無處不生科	生科館BI5013/	李春瑛	3626	9月29日 09:00-12:00
應用數學系	應數系多管道學習系統初體驗/活動說明	理院國際會議廳理SC1005	胡瓊方	3802	9月12日 16:10-19:00
應用數學系	摩登數學初體驗/活動說明	理院國際會議廳理SC1005	胡瓊方	3802	9月16日 13:30-19:00
生物醫學所	生醫所實驗室導覽	國研大樓IR5005室	李麗蘭	5812	10月5日 14:00-16:00
醫學科技所	實驗室導覽	環工大樓A2007	張旻琳	5840	9月18日 14:00-17:00

2. 化學系：

「化學實驗之程式應用」課程的主要亮點就是讓化學系學生撰寫與化學實驗相關的程式，這是一般程式的課程無法提供的。目前已知有學生(化學系碩士班)利用課程所學，用來處理本身化學實驗之數據，以加速資料分析的速度，亦可以根據實驗分析需求，增加不同的功能。

3. 物理系：

物理系科學體驗活動：同學參與本活動之後，對於物理系的學習歷程有很深入的了解，對自己未來的學習和畢業之後的發展，很有憧憬和信心。

改善教學實驗設備：使用不同的ARDUINO線路以及實驗設計，除了能夠讓學生加深對物理現象及原理的認識，更能夠培養學生自主設計實驗、創意思考的相關能力。

4. 生科系：

本次計畫主要亮點在於，配合系上近2年來教室的整建及物品的汰舊換新，使舊有空間提高使用率及改善環境，期能提高學生學習成效。整題環境及教學儀器物品的改善，不只是系上學生受益，在高教深耕計畫項下提升高教公共性及善盡社會責任，持續執行雄中科學班學生專題指導、高中生物科學資優生培育計畫及國際生物奧林匹亞等計畫，增加高中生實務操作和討論空間，以提升其學習成效。

5. 應數系：

高高屏數學研究人才高中培育計畫:高中數學人才培訓計畫在中山大學應用數學系已進行25年，培養出許多國際奧林匹亞數學競賽國手及有心從事基礎科學研究的中學生。計算機程式能力培養為我系重視的一環。目前已進行大一、二每學期有一門資訊課程(計算機概論、程式設計、資料結構及演算法)。此外，亦有多門數學課程可應用計算機學習，如：離算數學、數值分析、統計學習、人工智慧理論、流形學習等。

6. 生醫所：

本所為培育生物科技及生物醫學研究人才，更換最常使用且在生醫研究上最基本實驗所需之超純水機之濾心及紫外及可見光分光光度儀器之燈泡：（更換「DU640」、「DU800」可見光及紫外光燈泡）偵測蛋白及核酸濃度加速研究基因功能，細胞/組織顯微觀察、比較以及分析核酸、蛋白質在組織/細胞中次級位置與表現量，可以適度回答有關本所核心課程中「發育生物學」、「組織/細胞病理學」、「巨分子生物學」、「幹細胞生物學」、「細胞遺傳學」、「癌症生物學」與「神經學」等最尖端生命科學問題。

7. 醫科所：

在病理學課程中，學生透過親自操作水銀血壓計及聽診器，徹底了解其應用在醫療上之原理、功效及缺點，從而啟發學生的創意潛能，最終以他們原本專攻的專業知識，構思改善臨床上仍未解決的問題。同理，在急診醫學概論課程中，學生透過親自操作血氧濃度監測器、心電圖訊號擷取模組、半身CPR安妮訓練模組、嬰兒CPR訓練模組、異物哽塞處理訓練模型(參閱附圖)，深入了解其在醫療上操作之原理，從而誘發學生的學習興趣，終至以他們原本專攻的專業知識，發想如何改善臨床上仍未解決的難題。

 

附件：理學院各系所成果報告(107年度)

一、化學系(107年度)

 

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

課程名稱:化學實驗之程式應用(化學系，授課教師:鍾昭宇)

此課程是化學系的選修課程，開放給大三以上的學生選修。課程授課的方式是由教師先做每個章節的說明後，就立即在課堂上讓學生(約30名)練習撰寫程式，教師再一一協助學生修改程式。為了讓化學系的學生了解撰寫程式與化學的關係，教師利用多個作業讓學生練習撰寫程式，直接用來分析化學實驗的結果，而不像一般程式的課程是著重在邏輯運算元素的運用。主要可以改善的點是，需增加練習撰寫與化學儀器溝通的程式。因此，明年可以著重在購買一些小型硬體，使得化學系的學生可以練習撰寫與儀器溝通的程式。

 

(二)亮點特色

此課程的主要亮點就是讓化學系學生撰寫與化學實驗相關的程式，這是一般程式的課程無法提供的。目前已知有學生(化學系碩士班)利用課程所學，用來處理本身化學實驗之數據，以加速資料分析的速度，亦可以根據實驗分析需求，增加不同的功能。

 

二、物理系(107年度)

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

1. 物理系大一新生入學科學體驗活動

共舉辦四場座談會：

107/10/01 物理系大一如何安排生活：課業、活動、異性交友、經濟、家教

107/10/08 物理系學生畢業的出路及發展座談會

107/10/15 物理系學生畢業後的跨領域發展

107/10/22 物理系教授研究實驗室參觀

每一場都有80％以上的大一同學參與，也有很多大二、大三學長姐參與。

2. 改善教學實驗

1.  在教學現場上不再以單向傳授的方式，而是以理解與雙向溝通，進而討論出解決問題的方法。在課堂上透過互動與討論，引導學生定下實驗單元的實驗方法並完成其目標。再者，為了訓練學生具備設計與製作適合該單元之實驗儀器的能力，擁有「自造」的精神，因此購置了電源供應器、手持電鑽、砂輪機和3D印表機(圖一)，讓學生構築初步的簡易實驗儀器模型（prototype），再與同組及全班的同學一起討論實驗方法的可行性與效益，以獲得實驗方法的共識，開始規劃實作。為了能製作出更精良的儀器，下一步將規劃購置桌上型車床與銑床。另外，助教在此實驗物理學（二）課程中扮演極關鍵角色，需帶領學生進一步分組的討論，並提供自身的專業與學習經驗輔助，並協助學生與老師進一步討論，目前已在這學期利用部分經費培訓了三位助教。
2. 課程評量部分，在課堂上會依學生參與的程度與課堂表現，隨時調整實驗的走向與討論的方式；而分組討論解決方法時的完成度，在經由老師與助教輔導時能先預知可能成效，對於進度較為落後的學生，老師與助教會適時的協助其解決關鍵的問題，以使其進度不致落後。

1. 因為實驗物理學(三)的電腦與實驗器材大多數都太過於老舊或已超過使用年限，已經有部分的器材老舊到會影響教學品質。學生必須耗費更多的時間進行操作，大大的拖慢教學進度，我們更新了一部份的電腦配件並採買了一些實驗儀器組件，以求減少學生操作儀器時浪費的時間。配合今年的Arduino主題課程，希望可以更加的激發學生學習的欲望。

 

(二)亮點特色

(1)物理系大一新生入學科學體驗活動

1. 每一場座談會參加學生高達80％以上，四個的活動共計有170人次參與，成效卓著。
2. 邀請在學長姐分享經驗關心大一的實際生活，包含：課業、活動、異性交友、經濟、家教
3. 討論議題涵蓋面廣，邀請優秀畢業學長姐分享職場經驗。
4. 邀請優秀的跨領域發展學長姐座談，擴展學生視野。
5. 討論議題具有吸引力，也有很多大二、大三學長姐參與。

(2)改善教學實驗設備

學生使用購買的新電腦及新的電腦零件，搭配實驗課程中所學習使用的ARDUINO程式，根據不同的實驗主題，使用不同的ARDUINO線路以及實驗設計，除了能夠讓學生加深對物理現象及原理的認識，更能夠培養學生自主設計實驗、創意思考的相關能力。

 

三、生物科學系(107年度)

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

本次計畫針對生物科學核心課程(包含正課及實驗課)之物品進行老舊汰換。本系核心必修課程包含普通生物學(實驗)、生物技術實驗(整合微觀生物學：微生物、生化、遺傳、分生實驗)、動物生理學等課程。針對課程中使用率較高、年限老舊等物品進行汰換更新，其中優先採購DNA迷你電泳儀、電源供應器、電子天平、小烏龜離心機、接目鏡、接物鏡、濾鏡、光源(燈泡)、轉子等等物品；流量頭、投影設備燈泡、石英比色管、可見光及紫外光燈泡等教學課程所需耗材。後續並陸續規劃於明後年逐次汰換顯微鏡一批、PCR核酸增幅儀、生理實驗活動分析儀、血流/血氧偵測儀等生物科學實驗中常用之儀器、物品。著重改善實驗室的教學環境，提供學生優良的學習環境。

(二)亮點特色

本次計畫主要亮點在於，配合系上近2年來教室的整建及物品的汰舊換新，使舊有空間提高使用率及改善環境，期能提高學生學習成效。整體環境及教學儀器物品的改善，不只是系上學生受益，在高教深耕計畫項下提升高教公共性及善盡社會責任，持續執行雄中科學班學生專題指導、高中生物科學資優生培育計畫及國際生物奧林匹亞等計畫，增加高中生實務操作和討論空間，以提升其學習成效。

 

四、應用數學系(107年度)

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

1. 已更新教室SC4009-1, SC2004, SC4027教室電動布幕，及更換電腦設備。換SC4009-1課桌椅及電腦設備。電腦室SC2004投影機更新後利於後排學生看清楚投影內容。
2. 原設備已老舊，更新設備前盡可能以具較新設備(投影機、布幕及電腦)的教室SC4009-1及SC4011進行演講或研討。目前各間教室皆可使用投影設備進行演講或研討(投影效果已改善)。此外，電腦室SC2004於週六或週日進行數學高中人才培訓班程式教學與運用的相關課程，提供資訊教育的優質環境。
3. 電腦室的出入可記錄學生使用頻率，亦可由學生學習問卷資料改善，資訊及學習硬體設備之需求。我系設有圖儀委員會，定期檢視及更新系的軟硬體設備。

 

 

(二)亮點特色

高高屏數學研究人才高中培育計畫：高中數學人才培訓計畫在中山大學應用數學系已進行25年，培養出許多國際奧林匹亞數學競賽國手及有心從事基礎科學研究的中學生。

計算機程式能力培養為我系重視的一環。目前已進行大一、二每學期有一門資訊課程(計算機概論、程式設計、資料結構及演算法)。此外，亦有多門數學課程可應用計算機學習，如：離算數學、數值分析、統計學習、人工智慧理論、流形學習等。

五、生物醫學研究所(107年度)

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

因「DU640」、「DU800」為生物醫學研究最基本之定量儀器，「DU640」、「DU800」可見光及紫外光燈泡可使用壽命只有1,000小時，需定期更換以確保教學品質。

DU640及DU800燈泡更換後：

1. 可確保教學品質，增加學生學習意願。
2. 可增加實驗數據準確度（率）。
3. 可增加實驗數據重複性（穩定度）。
4. 可增加靈敏度。

學生使用DU800偵測核酸濃度

 

(二)亮點特色

本所為培育生物科技及生物醫學研究人才，更換最常使用且在生醫研究上最基本儀器之燈泡：紫外及可見光分光光度（更換「DU640」、「DU800」可見光及紫外光燈泡），偵測蛋白及核酸濃度加速研究基因功能，細胞/組織顯微觀察、比較以及分析核酸、蛋白質在組織/細胞中次級位置與表現量，可以適度回答有關本所核心課程中「發育生物學」、「組織/細胞病理學」、「巨分子生物學」、「幹細胞生物學」、「細胞遺傳學」、「癌症生物學」與「神經學」等最尖端生命科學問題。

六、醫學科技研究所(107年度)

(一)具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制

醫科所授課老師：李啟偉老師

李啟偉老師開設的醫學相關課程(如：病理學、急診醫學概論)之目的在於打破傳統刻板式的教學方式，改以生動的講解及示範方式傳授醫學上的各種複雜的原理，輔助學員從中選擇其科研(發現或發明)的方向，以啟發學生的創意潛能，期能達成從生醫研究轉譯到臨床醫療的目標。這種互動教學模式運用各種相關的人體模型(參閱附圖)、及各類臨床用醫學儀器，使學生能親身體會其實際操作過程及原理，比起常用的平面幻燈片文字及圖片，確實更能引起學生的學習興趣和求知慾望。

 

(二)亮點特色

在病理學課程中，學生透過親自操作水銀血壓計及聽診器，徹底了解其應用在醫療上之原理、功效及缺點，從而啟發學生的創意潛能，最終以他們原本專攻的專業知識，構思改善臨床上仍未解決的問題。同理，在急診醫學概論課程中，學生透過親自操作血氧濃度監測器、心電圖訊號擷取模組、半身CPR安妮訓練模組、嬰兒CPR訓練模組、異物哽塞處理訓練模型(參閱附圖)，深入了解其在醫療上操作之原理，從而誘發學生的學習興趣，終至以他們原本專攻的專業知識，發想如何改善臨床上仍未解決的難題。