新土木工程教育方法實驗與建構計畫:從大一面對玩具問題到大三專業實務挑戰(From toy problems to professional solutions)

執行單位:國立臺灣大學土木工程學系 | 計畫主持人:朱致遠/教授兼副主任

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在此為期四年的計畫案中,本系提出對大學部課程進行全面且綜合性之調整。為了達成提高學生將理論與實務相結合的動機及能力,面對並解決課上日益增加的難度及相關性的問題,此目標,本系提出的調整將建立在8個主題式課程基礎上:2個針對大一上和大一下學生的基礎課群、4個針對大二學生的核心課群及2個針對大三學生的總整課群,以上課程共囊括了本系系定必修課80%。為了落實此調整,本系將進一步重組工程數學和應用力學課程,使課程內容能互相支援,並更好的支持大一、大二的設計實作

基礎課群

靜態構造 (Cornerstone 1)

以下是為了能夠滿足段落所需的長本課群為一實作導向的課群。開設對象為方從高中畢業的大一新生,本課群的設計除了考慮到實作課與其他理論課程的連結搭配,還須作為銜接高中課程與大學課程之間的橋樑。因此,調整了課程地圖,將與高中物理相近的應用力學1(即靜力學)與工程數學1(即線性代數)調整至大一上學期

動態構造 (Cornerstone 2)

基礎課群2以「土木工程基本實作」作為核心課程,提供其餘三門理論技術課程(工程數學 2、計算機程式、應用力學 2)部份授課內容實作及討論機會。 「土木工程基本實作」以小班進行、分組實作的方式進行。在學期初會給學生一個主題,並要求各組在規定的材料和提供的工具之下,設計與製作一個具備安全性與自動化之結構物理模型。透過模型的振動台測試,讓學生直接感受自己的設計所出現的問題…。

靜態構造 (Cornerstone 1)

以下是為了能夠滿足段落所需的長本課群為一實作導向的課群。開設對象為方從高中畢業的大一新生,本課群的設計除了考慮到實作課與其他理論課程的連結搭配,還須作為銜接高中課程與大學課程之間的橋樑。因此,調整了課程地圖,將與高中物理相近的應用力學1(即靜力學)與工程數學1(即線性代數)調整至大一上學期

動態構造 (Cornerstone 2)

基礎課群2以「土木工程基本實作」作為核心課程,提供其餘三門理論技術課程(工程數學 2、計算機程式、應用力學 2)部份授課內容實作及討論機會。 「土木工程基本實作」以小班進行、分組實作的方式進行。在學期初會給學生一個主題,並要求各組在規定的材料和提供的工具之下,設計與製作一個具備安全性與自動化之結構物理模型。透過模型的振動台測試,讓學生直接感受自己的設計所出現的問題…。

核心課群

智慧交通 (Keystone A)

本主題式課群之教授對象為大學部二年級學生。目標在培養分析與設計、整合理論與實踐、 強化交通運輸與統計之實作。老師將透過主題式課群,打造一整合的學習經驗。學生一旦選定,便必須將3 門課(2門系定必修:工程統計學、運輸工程,配合系定選修:原型實踐A)於同一學期修畢

抗震高樓 (Keystone B)

本主題式課群之主要授課對象為大學部二年級學生,主題為「抗震高樓」。課程主要規劃包含基本結構動力學之理論教學、材料試驗、數值模擬、模型實作、自然振動試驗、以及振動台試驗。與其他課程之連結可分成兩主軸,學習本課程主要理論:結構動力學,和材料試驗及模型試驗等過程,相連結的系訂必修皆於前一學期(或當學期)開設,可提供學生在進行結構分析及最佳化設計時所需之理論基礎及操作方向,在實驗操作上亦具備自行設計與解決問題的能力。

土壩監測 (Keystone C)

本課群旨在串聯工程數學、土壤力學、土壤力學實習以及流體力學的部分課程內容以及實作課原型實踐C,課群規劃的精神是培養團隊合作能力、分析與設計、整合理論與實踐、強化土木與建築跨學科的連結

水景建築 (Keystone D)

本課群規劃的精神是培養分析與設計、整合理論與實踐、強化土木與建築跨學科的連結。 今日工程學的學生往往分開上結構力學和流體力學的課程。理論與實驗課上亦拆成兩門 課來教。相較「分析」,「設計」則常被忽略。為將不同面向加以統整平衡,本課群結 合三門系定必修: 結構力學、流體力學與結構力學實驗課。

總整課群

為施工設計 (Capstone A)

本總整課群包含以下 4 門必修課程:鋼筋混凝土學(梁柱構件尺寸配 筋設計及分析)、基礎工程(基礎型式選擇及尺寸決定)、營建管理(施工要徑及成本估算)及土木工程設計實務。以共同目標開始,所有課程將支持學生完成一個綜合團隊實作:結合空間活化及建築規劃,針對臺大校園中特定結構物完成耐震補強設計。

為減災設計 (Capstone B)

本總整課群B:為減災設計(Capstone B)之主要課程為大學部三、四年級學生。讓學生總整其基礎與核心課程所培養的能力,進行實際工程問題的解決。課程「土木工程設計實務」旨在讓同學面對實際工程問題、應用專業知識與技術。在老師和專家的引導下,及修課同學組成團隊提出各自的設計方案並進行討論,以找出最適合的解決方案。

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