杜風 96 期 學生點滴

2015 CAE暑期實習

陳美迪、蔡孟涵、游濟華、黃琮暉

 

 

 

有到過土木研究大樓的同學一定都很驚艷這裡特殊的環境以及良好的學習空間,當你從六樓電梯口出來以後,會發現一種截然不同的風貌,這個特殊且可愛的組別-電腦輔助工程組(http://www.caece.net/)就坐落在這個空間中。電腦輔助工程組之成立,乃是因應土木工程對資訊技術日漸增加的需求,培養具備工程與資訊專業知識的跨領域人才,以增進相關研究的深度與廣度,並提昇土木工程領域資訊化及自動化的程度。迄今,電腦輔助工程組的師生已在計算科學與工程以及工程系統整合兩大主軸上有深入的研究。在教學上,我們著重於學生的創新與實作能力的培養,經由實作與理論並重的課程,培育具備競爭力、責任感以及傑出專業能力的未來工程師。

2015年暑假,電腦輔助工程(CAE)組舉辦了首屆暑期實習活動(http://caeintern.weebly.com/、圖1),希望藉由跨校及不分系的實習活動,讓來自各校的大學生能認識台大土木系電腦輔助工程組,在實習活動中,藉由參與實際科學研究或實務專題,瞭解如何定義及發掘問題,並透過跨領域的學習及合作,瞭解實踐及溝通的重要性。

 


圖1  CAE暑期實習網頁

 

這次共有二十三位來自不同學校與系所的學生獲選加入實習,分別來自:台灣大學、成功大學、中原大學、交通大學、嘉義大學、台灣科技大學、台北科技大學等,這些實習生就讀的科系分別有:土木工程系、土木與水資源工程學系、生物環境系統工程學系、大氣系等。CAE實習委員們依照實習生個人興趣與能力,分配實習生參與科學研究和實務專案,研究及專案類型包含: MOOC工程教育實證研究、防災社群研究、輔助教學遊戲研發、BIM教育與研究、仿生材料力學性質模擬及奈米材料力學性質模擬等。在為期八週的實習過程中,實習生每週至少需投入二十小時的時間參與研究工作,跟隨研究帶領員規劃的進度,逐步學習研究方法與動手完成實作。

實習的研究專題可提供具備不同能力專長與興趣的實習生學習和應用的機會,像是本身已具備程式能力的實習生,在經由訪談護理人員,實際了解使用者需求後,以Fliemaker完成照護系統之雛形設計;對遊戲開發有興趣的實習生在學習Unity後,完成了供智齡長者使用的遊戲再製與開發Virtual BIM Reviewer (VBR) 軟體(圖2)。也有實習生是從頭開始學習C#,最後設計出Autodesk Revit API程式(圖3);甚至從未接觸過BIM軟體的實習生,亦分別以TEKLA和Revit製作出橋梁的結構模型與建築元件庫模型。另外,配合教學課程所需,實習生經由自主學習理解教學資訊後,從學習者角度反思籌畫出讓學生更易理解與上手的教材內容,製作出如Coursera影片、教學手冊、教案規劃、教材整理…等實習成果,幫助教學資源更易應用與推廣(圖4)。最後,實習生也肩負輔助研究團隊的任務,發展更完整的電腦輔助模擬工具,如使用分子動力學模擬與視覺化來模擬仿生材料吸附行為;也有實習生利用第一原理計算進行奈米材料機械性質的相關分析,其成果最後也於美國計算力學年會中發表;此外更有專題生利用相場法以及多重物理現象計算,其成果也發表於第一屆台灣計算力學年會上。除了學術研究之外,有部分專題生也投入了第一屆全國大專生力學競賽的準備工作,從發想到完成競賽內容規劃,這群優秀的實習生展現出驚人的學習能力以及創造力,使得決賽得以順利進行。(2015全國大專生力學競賽影片:https://www.youtube.com/watch?v=EewfXV4zEa4

 


圖2  實習生成果:以Unity開發出的VBR,使用者可於虛擬環境中獲得各駐點間的距離資訊

 


圖3  實習生成果:API提供便捷的介面計算建物中各項元件數量

 


圖4  實習生整理及討論出防災教育訓練教材

 

除了專題研究的實習時間外,每週另規劃了兩小時的課程活動,像是:攝影教學、影片剪輯、書法、CPR+AED…等(圖5、圖6),希望實習生在研究專題的學習外,還可獲得更多樣化與跨領域的知識,配合期中報告與期末報告進度,亦安排簡報製作與簡報技巧課程幫助完善其簡報內容。在實習過程中,實習生每週需固定安排討論時間,向實習委員們報告進度,以便實習團隊掌握與了解學習狀況,能在實習生遭遇困難時給予及時的處理和協助。

 


圖5  實習生在專業救護員指導下,以「叫叫CD」急救程序學習操作AED

 

  
圖6  動靜皆宜,國術和書法也安排在CAE暑期實習的課程活動中

 

這次的暑期實習,摘錄部分實習生的回饋心得分享如下:

首先,對CAE組的了解更深了。我對BIM非常有興趣,也因此最初只知道CAE有在做如Revit的API開發與視覺化等和BIM有關的研究。但現在若有人向我問起CAE,我可以輕鬆就提出十幾項不同領域的研究項目,讓對方知道:原來土木系不只會蓋房子而已。多元的課程內容也出乎我的意料。沒想到來實習還能上到各種土木以外的課程,且教學品質也非常高。最令我印象深刻的簡報製作及技巧的課程,實在對我幫助很大。結合作為實戰的期中進度報告,不但提升了品質,也改變了對簡報的理解。其他如書法、攝影等,讓我接觸到了平時沒有機會去碰的領域,都是很難忘的經驗。 --蔡睿恩台北科技大學土木工程系大四生

一開始,刻版印象總會讓別人覺得實習就是做一些雜工,傳文書或是一些excel等表格輸入工作,但CAE實習確實顛覆了這個想法,它讓你學你想學的,操作你所喜歡的程式,整個課程規劃是完全符合學生的需求的,儘管是新手也可以在一個暑假後有基本的能力,對於一個嚮往CAE組的學生,是求之不得的學習機會。 ---簡維廷台灣大學土木工程學系大四生

第一週開始學習這次實習的題目:3D IC,也就是三維的積體電路版,可以說是前所未有的挑戰,雖然學過材料力學,但是在奈米尺度下,再加上是介金屬狀態的物質,真的讓我耳目一新,一開始起步自然是辛苦的,但是理解理論後,我所使用的工具:Material Studio,操作起來很簡單、直觀,終於在第三週時,做出各種不同鎳銅混合比例介金屬的楊氏係數了,在看到數據的時候真的很感動,這同時也是我這次最大的收獲之一,新的學術領域和新的程式應用,遠遠超出我原先預計的成果。 --許育銓台灣大學土木工程學系大四生

CAE組提供暑期實習的目的,希望讓大學部學生能及早體驗研究工作,學習研究方法,從研究過程中瞭解定義及發掘問題,藉著獨立思考與跨領域合作的學習,以完成實習成果來強化實作能力;而外校或外系的學生相較於台大土木系學生,能實際接觸到CAE組研究專題的機會較少,在現今強調跨領域人才時代,CAE多元且廣泛的研究主題,適合各種不同領域的學生來此尋找未來有興趣從事的研究工作。我們也將這次暑期實習過程與成果整理至CAE暑期實習網站,歡迎有興趣的師長與同學進一步參觀瞭解。

 


圖7  2015年暑期實習開幕式

 


圖8  2015年CAE暑期實習閉幕式


 

 

 

 

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