計畫編號與

名稱

B-1 創新育成--創課環教

學生素養

 (請參考107課綱(總綱)之核心素養)

A1身心素質與自我精進

A2系統思考與解決問題

A3 規劃執行與創新應變

B2 科技資訊與媒體

B3 藝術涵養與美感素養

C1 道德實踐與公民意識

107課程類型

█彈性學習

█團體活動

□其他_________

計畫

目標

(WHY) 

壹、計畫緣起：

環境教育的重要：環境教育議題，主要在真實環境中（in）進行教育、教育有關於（about）環境的知識、態度、技能，並且為（for）實踐永續環境而進行教育。環境教育包含了六個核心的學習要素，包含：有「自然資源保育」概念、「環境管理」概念的融入；「生態原理」、「互動與互賴」概念的融入；以及融入「環境倫理」與「永續性」的概念等。在這個環境與氣候都極度不穩定，天氣與空氣污染開始對人類的活動造成強烈影響的時期，環境教育是不可不重視的課程領域。

PM2.5的危害：懸浮微粒是世紀之毒。懸浮粒子 (Atmospheric particulate matter, particulate matter (PM), particulates)，在環境科學中，特指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴，是空氣污染的主要來源之一。其中，空氣動力學直徑（以下簡稱直徑）小於或等於10微米 (µm)的懸浮粒子稱為可吸入懸浮粒子（PM10）；直徑小於或等於2.5微米的懸浮粒子稱為細懸浮粒子（PM2.5）。懸浮粒子能夠在大氣中停留很長時間，並可隨呼吸進入體內，積聚在氣管或肺中，影響身體健康。東山所在的大坑是台中市的後花園也是都市之肺，透過環境教育的推動，配合PM2.5感測器的製作與Arduino的配合，可以發展出獨樹一格的創客課程。

Arduino創客課程：創客Makers精神是解決問題為導向，應用fablab & Prototype lab.的概念建構創客基地，應用Arduino、3D printer等系統，協助學生從事創客學習與推廣。

貳、環境教育：

本計劃第一部分擬與暨南大學戴榮賦教授合作，將「微型PM2.5監測點」的技術課程引進東山高中。該技術由暨南國際大學資管系戴榮賦副教授的團隊所研發， 由戴教授自行開發的電路板，符合開放硬體(Open hardware)精神，並且採用物聯網與雲端運算的架構處理感測資料。監測點夠過wifi將感測到的資料即時傳回雲端平台，包括，即時的PM2.5、PM10、溫度、相對濕度、以及照度等資料，然後透過網頁與手機app提供即時資料給民眾參考。目前整體架構正應用於環保署在埔里的實驗計畫中，是環保署微型感測器之「空氣品質物聯網」政策的一環。

監測點一年耗用的電費約108元。監測點偵測PM2.5的效能經過實驗室實驗與實地實驗的檢測，實驗結果顯示其效能可以滿足日常生活的需求，足以讓民眾能夠瞭解自身周遭的PM2.5的變化。此外，監測點已經實際佈建到埔里、霧社、與清境等地測試，在埔里與山區高濕度的環境下運作良好，而且在2016/01/23~2016/01/28之間霸王寒流籠罩台灣，霧社與清境地區下雪，在此情況下監測點依然正常運作。

監測點的外殼材料是一般水電行可購買到的材料，並且在設計上具備防水與防蚊蟲的功能。此一規劃是希望方便民眾自行組裝與檢修，並且能長期置放在走廊與屋簷下。到目前為止的實地測試中，監測點外殼雖然粗獷，但是非常實用。相信學生可以透過實際操作、製作感測器的過程，學習運用科技解決身旁實際問題的重要能力。

參、Arduino創客課程：

一、什麼是Arduino呢？

Arduino是包含一塊擁有簡單輸入、輸出(I/O)的開放原始碼電路板，並且搭配一套免費的開發環境，方便使用者開發程式。Arduino可以被用來開發獨立運作的互動裝置(感應器、LED、溫溼度感測等)，也可以連結電腦與智慧手機上的應用軟體，建構出物聯網。Arduino是一個有彈性、易學的資訊科技，目前在全球吸引了廣大的愛用者，使用者包括小學生到成年人，以及普通玩家到專業人士。Arduino目前被廣泛運用在創作自己的電子互動作品、進行實驗專題、…等等。

二、為什麼要學Arduino呢？

  1.開放源碼：Arduino的領域中，不但軟體是開放源碼，硬體也是。不僅開發軟體用工具開放免費，Arduino 的電路設計圖也可以從網路上下載。

2.簡單易學：傳統上要開發微控制器的程式，開發者需要具備機電相關科系的背景，一般人不容易進入門檻高。但 Arduino 進入門檻容易許多，沒有理工的背景，也能很快學會使用 Arduino。

3. 開源：Arduino 背後最主要的精神、特色，都是從這件事開始的 —— 開源 (Open Source），Arduino 的定位是「開源電子原型開發平台」，其軟硬體設計資料都是全面開放，構成一個可供學員搭建機器人或者各類電子項目的開發環境，是一個可以互動交流的平台。

肆、目標構想和欲達到之結果：

   本計劃擬透過與暨南大學戴榮賦教授合作，引進Arduino與環境教育相關課程，讓學生可以透過最有效、最便宜的方式學習到軟體的撰寫與硬體相關的結合技術，以補足目前東山高中特色課程中相對缺乏的區塊。引進3D列印的技術並開辦課程，不專注於設計與美工層面，而是讓學生能夠透過3D列印創造出可以改善生活的零件或是物品。在3D列印機器的選取上，專注於在零件堅固程度上可滿足的前提下，可快速產生零件的機型。並同時購置掃描機，讓學生學會在零件有所缺乏時，可以透過機器直接製造出所需的零件，增加學生自我解決問題的創意能力。與環境教育結合，引進空拍機，讓環境勘查與交通流量觀察可以實體、影像化。開創更進一步的環境教育發展可能。

伍、實施內容與107課綱課程類型(彈性學習或團體活動)之關聯

1. A1身心素質與自我精進：透過創客課程精神可養成學生自我學習能力

2. A2系統思考與解決問題：3D列印課程與Arduino課程都要求學生解決已存問題，可訓練系統思考與後設思考能力

3. A3 規劃執行與創新應變：以創新的態度解決問題

4. B2 科技資訊與媒體：運用當代科技，讓當代新穎技術得以讓學生良好運用

5. B3 藝術涵養與美感素養：透過3D列印學生可進行藝術創作

6. C1 道德實踐與公民意識：針對環境教育議題，學生可完整了解身為全球公民所應具備的環境保育觀點

陸、活動進程：第一年特色宣導活動內容設計與發展、第二年實施與修訂，第三年精緻化並評估整體成效。

柒、簡明計畫目標內容

1. 透過環境教育提供嶄新的課程規劃，形塑校園課程特色。

2. 提供目前校園最缺乏的電子硬體實作課程，補足課程地圖中最弱的一環。

3. 透過實作的能力與創客的課程風潮相結合，鼓勵學生實作。

4. 引進Arduino技術，鼓勵學生開創物聯網(IOT, Internet of Things)概念。

負責單位

與教師社群/

成員名單及運作

一.社群名單：創新育成中心主任施信華、創新育成中心執行秘書李海碩，其餘教師成員陸續邀請。

二.運作方式：

1. 每週定期聚會

2. 針對外聘課程規劃方式完整討論規劃，以利最有效率的教學

3. 社群分享與發表：邀請校內相關有興趣的教師共同加入

受益對象

(需具體詳實)

1.  直接受益對象：東山高中校內全體學生共計一千三百名與教師共計兩百名。

2.  間接受益對象：本課程進行過程將全數拍攝成為開放式課程影片，並於台灣開放式課程聯盟網站上播放，每月媒體投放效益約於五萬至六萬人。

實施 

內容與策略

(HOW)

l  說明：實踐計畫目標與具體作為。

    1.  第一年實施內容與作為：引進暨南大學技術，並以暨南大學所培養之教學團隊為主，將Arduino與環境教育課程整體規劃於東山高中內作為特色課程，執行時間為週間晚上與週末。為推行本活動，將於校內設置專屬空間，以利學生每日進行操作與研究。

    2.  第二與第三年之規劃說明：於第一年計畫推行後，設立學長、學姊制度，以讓學長姐在教學的過程中更加深化學習。並針對第一年檢討報告中所提及的事項逐一轉化成為第二、第三年之改進項目。

預期效益

(需能呼應目標，是實施內容之產出)

(WHAT)

1. 量的效益：

- 東山高中全體學生受益：東山高中已是目前臺中市立完全中學中人數最多者，讓東山高中具有創新教學設備與創新課程課程可嘉惠相對最多的學子。高中可影響超過一千三百名學生，若計算直升生效益，每年還有約兩百名左右的學生將因此而受惠。

- 若計入將課程拍攝完成後透過開放式課程聯盟所影響之人數，每個月尚可影響約五萬至六萬人。持續影響的效益絕非一般學校所執行之專案可比擬。

2. 質的效益：

- 東山高中在創新課程的規劃上將更為完整，補足電子、程式實作課程缺乏的最後一塊拼圖。

- 透過與暨南大學間的合作，將可塑造另一次大學與高中間攜手合作創新的典範。

- 發展環境教育課程的主題本身對於下一代的生存便具有積極的教育意義，透過實際器具的製造，更能讓學生清楚了解人類與環境終究需要共生、共存的核心道理。

經費需求

學年度

資本門(仟元)

經常門(仟元)

合計(仟元)

105

506

253.528

759.528

106

0

179.528

179.528

※     若有新購買總額超過十萬塊之設備，請提出使用效益評估表(B-2)。

教學設備需求

(項目、用途和效益說明、經費預算)

請參見效益評估表。