助教 土木四 史維祥、陳守望 & 土木三 王盈文、黃強 & 土木二 劉育澤
一、課程概述
本課程融合結構、軌道與自動控制，試圖讓同學將工程數學、應用力學、計算機程式應用於設計之中。課程分成兩階段：第一階段請同學們為一直徑約1.5 cm的金屬球設計並以銅條建造一條3D軌道，規定軌道須有一定高差且金屬球須有足夠的滯留時間，且在軌道上安裝光敏電阻，利用自動控制測量金屬球速；第二階段請同學們刻意設計並以鋁板製作一個不穩定的塔，放上自己組裝的震動器以觀察其動態、變形與破壞行為，並安裝加速規與wifi裝置，利用自動控制數值化該過程。兩階段不同的主題帶領同學看見「土木」的不同面向，希望同學在摸索過程中各自發揮創意，在限制條件下做出各自做出與眾不同的作品。
本課程針對大一同學開設，共分為六個班，結構與自動控制分別由不同教授與助教以隔週上課的方式進行，自動控制由汪立本老師、張書瑋老師與朱致遠老師負責教學，並輔以五位學生助教與一位博後協助課程進行。
二、課程 (核心／能力) 目標
本課程的主旨為讓大一同學在只有繪圖能力 (ketchup與AutoCAD) 但無專業知識的背景下，藉小尺度物理模型的製作以探索形狀、材料和製作方法的優缺點，從中獲得設計－建造－測試的經驗。本課程並強調合作，讓同學以分組形式完成指派任務，培養團隊精神並體會共同完成作品的成就感與樂趣。自動控制方面，課程第一階段希望同學初步認識自動控制，學習妥善運用麵包版並正確接通電路，了解光敏電阻於日常生活的運用並實際應用在作品中；課程第二階段則希望同學進一步熟悉自動控制，學習用以操控馬達、wifi裝置與加速規，並在組裝震動器的過程中理解其運作原理。
三、課程回饋
本學期課程安排與內容相較以往有很大幅更動，本學期加入了相當程度的軟體與程式的應用教學，增加課程的多元性與困難度。特別在Matlab的模型模擬與分析，兩個Project裡都新增許多程式編輯以及理論公式推導的教材，並嘗試讓學生自行應用軟體分析自己的模型設計，連結設計與分析，提供更多優化與修正模型的資訊，教導同學們學習如何模擬出最佳化的模型設計。
四、課程成果
本課程分為兩個Project。第一個Project分為兩個部分。其一為架設2D軌道，作為初期開頭，給同學一些先備知識後，便讓他們摸索如何做出一個小的作品，最後成果是要利用自動控制設備算出球在軌道最低點的速度，並與高速攝影機比較誤差大小。其二為架設3D軌道，有了先前的經驗後，可以開始嘗試更複雜的設計，除了一樣要算出速度外，更規定球在軌道上要超過一定時間，再就結果做出一份口頭報告。
第二個Project為蓋鋁塔，並在塔上加裝由馬達製成之振動器，藉此利用自動控制設備算出此結構之自然頻率，最後上振動台比較各組鋁塔強度。
五、問題檢討：
1. 課程進度和作業時間安排效率時好時壞，有時候上課前一兩天才知道這週課程的部分進度，會比較來不及準備，另外有時教學時間較長，實作的部分時間不夠用。
2. 作業內容loading比較不平衡，在一樣的時間內有時候過重，有可能來不及吸收就要緊接開始下一個內容，學習成效會受影響。可能需要針對出作業或任務等項目預先計算或分析這樣的內容所需要時間，臨時性的決定通常會伴隨比較多的問題。
3. 自動控制部分的內容感覺和結構組的內容直接關聯性較差，有點像是分開兩件事，可能需要在一開始課程大綱建立的時候就要完整的規劃。
六、助教觀察與回饋：
因為疫情的關係這次的實體課程大約只進行了一半，就前半來說進度上的安排應該是比較需要再探討的問題，而課程內容我覺得其實算是很豐富，每一年的課都會交新的東西，比如這次的coding、加速度規、震動器、高速攝影機和分析等等，其實助教的工作一部份就是比同學提早幾週學習，然後找出可能會遇到的問題加以改善或準備，讓課程實際進行的時候同學學習可以更順利，所以在這個過程中我們也吸收了很多新知識。另外就是在開會和計劃的過程可以發現一門課的運作其實比想像的還要複雜，除了內容作業，還牽扯到預算、時間、成績等等的