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教育部教學實踐研究計畫成果報告
Project Report for MOE Teaching Practice Research Program
計畫編號/Project Number：PEE1080191
學門分類/Division：工程學門
執行期間/Funding Period：中華民國 108 年 8 月 1 日至 109 年 7 月 31 日止
空氣綠淨機的環境科學教育實踐研究計畫
Environmental Science Education Practice Research Project for Green Air Purifiers
配合課程名稱/「環境科學概論」、「材料與生活」(大學部課程)
計畫主持人(Principal Investigator)：呂晃志
執行機構及系所(Institution/Department/Program)：逢甲大學 通識教育中心
成果報告公開日期：
■立即公開□延後公開(統一於2022年9月30日公開)
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空氣綠淨機的環境科學教育實踐研究計畫
Environmental Science Education Practice Research Project for Green Air Purifiers 報告內文(Content)
1. 研究動機與目的(Research Motive and Purpose)
環境保護及永續發展不僅是世界各國政府公部門的問題，也是私部門的問題，更 是社會大眾切身相關的問題。在極端的環境問題背後，如果能有課程可以詳盡介紹環 境科學各面向，則可更系統性地了解環境問題。幸運地，本課程《環境科學概論》使 用的教科書正是這樣的一本書，內容除了環境相關知識之外，尚包括糧食、農業、能 源、氣象、毒物、生態、社會、經濟、政治學等，適合搭配計畫申請人以聯合國的 「全球永續發展目標」作為引言的教育模式，而書中各章節都有列出實際案例供課程討 論，除了少數全球性案例之外，大部分為近年來臺灣極端氣候所造成的環境破壞、天 災人禍之本土案例，不僅可讓讀者了解臺灣本土的環境狀況，亦能從全球的案例中汲 取經驗，並進一步思考臺灣的環境議題。 有鑑於面對非理工科系學生，教授關於環境科學課程之困難，先前以批判、討論 為主的上課方式，能夠吸引有興趣的學生加入，但無法讓教學成效落實於每一位受教 的學生中，因此本計畫將教學重心分配到實作上，透過已高度曝光之空氣汙染議題作 為媒介，加上導入創客教室資源，引導優秀學生設計創新性商品，提升所有學生的參 與興趣。最後，課程再導回目前多數國家都期望可以同時達到經濟發展和環境保護的 目標，最近幾年，國內環境保護工作已有具體績效，然而所有的檢討都顯示了「鋸箭 式」或「套裝速食式」的環保策略，忽視了環境管理所強調的「適法、溝通、專業、 持續改善」，讓學生們體會到國內環境管理的運作，已經面臨「調整觀念、 修正腳 步、重新出發」的重要關鍵，惟有社會同時進步，希望才能落實。 因此透過教育展望環境理念的演變，傾向於滿足學生對環境資訊「知的權利」， 以「科技導向」為思考的基礎，彙集各類利害相關者參與環境政策的討論，依循自然 生態的原則，共同規劃環境資源的維持及公平使用，訂定符合永續原則的環境標準， 同時落實實作來釐清並解決問題。此外，須確實地掌握重大環境考量面，配合技術研 發和經濟誘因來有效執行既定的環境政策，提升人類社會體系與自然生態系統的相容 性，以達成環境永續的目標。 環境科學的發展與應用在國際社會上已經成為顯學，並非理工學生才能涉入，以 台灣鄰近的日本為例，近期剛請辭的日本首相安倍晉三，為法律專長的政治家，但支 持日本長年投入新能源研究也已經有具體的成果，並公開宣告2020 東京奧運的舞台 上，以大秀綠色氫能的方式，向世人宣示氫能源與氫經濟的時代已經來臨。這代表環 境科學並非理工科系才需要了解的科目，只要是地球公民，就必須了解全球環境，只 要是台灣公民，就需要對台灣目前遭受的空污問題進行了解，並提出可行的解決方 案，其重要性可以從近期的選舉造勢活動、公投議題了解其推動的必要性。根據近期 研究報導，發現燃煤電廠除了直接排放懸浮微粒( PM2.5)外，還會排放硫化物(SO2)、 氮氧化物(NOX)、煤煙與粉塵等，造成人體的病變與死亡，因空污造成人類的許多健
3 康問題愈來愈嚴重。台灣的空污問題主要是來自大量燃煤所帶來的大量懸浮微粒，對 人體健康的影響極大。另外，台灣的汽車、摩托車等的排廢污染均未能有效緩解，主 要因政府追求「非核家園」而不斷提高燃煤電廠運轉率，政府的能源政策受到質疑。 2011 年，環保署發佈了「空氣品質標準修正草案」，爾後並陸續增訂 PM2.5 空氣品 質標準，手動監測方式；實施PM2.5 指標，提出「清淨空氣行動計畫」以資因應， 2016 年政黨輪後，再提出《空氣品質嚴重惡化緊急防制辦法》的修正草案，實施空 氣品質AQI 指標；舉行「14+N 空氣污染防制策略對焦」公聽會，提出空污改善的目 標與期程，顯示政府防治空污的決心。而為提升民眾健康保障，環保署通過「空氣污 染防制策略」，管制包括電力設施管制、鍋爐管制等14 項具體行動措施，同時根據 空氣污染防制策略推動成「政策紅綠燈」，以作為檢視政策的執行或仍須再研議的政 策情況。 計畫申請人藉由過去執行科普計畫之推廣經驗，認為課程學習過程透過眾人關心 的議題導入，將有機會內化出更多容易傳遞之資訊，有助於加速環境科學認知面之成 長；且隨著人類環境保護意識的高漲，以及石油資源的供給有侷限性，這種降低懸浮 微粒及空物污染因子的空氣偵測與清淨技術，應被視為無價之寶。相信在人類的科學 技術不斷研究發展之下，能源轉型及揮別空氣污染的條件和配套必能逐步成熟，或許 在不久的將來，我們週遭生活的一切能與目前窘境完全相反。由於解決空污問題是目 前顯學，故大量曝光的空污淨化技術，讓人眼花撩亂，更不知道密密麻麻的科技產 品，哪一種的CP 值最高，遂成為一般人眼中不易了解的抽象科學概念，只能任由廣 告及網路開箱文影響判斷，加上目前商品之成本及售價較高，普遍上不會被一般消費 者接受；故提升學生認知並設計製作可強化認知的空氣綠淨機實作課程相當重要；計 畫申請人依據過去推廣能源科學教育的經驗，找出學生容易接受新概念之媒介，提供 學習鷹架的實作教具，以達對此科學領域的學習效果，加上創客資源的引入，更能吸 引未來的主人翁產生潛移默化的效果，邁向創新創業發展，並增進整體之學習成效， 一舉數得。 本計畫以「環境科學概論」這門商學院課程作為融入空氣淨化主題之實踐教學標 的課程，另位也以「材料與生活」這門通識課程的施行進行對照，希望能觀察到非理 工背景的學生，也能透過模組化實作教學，讓學生把該學的內容學好，設定原來僅以 問題引導教學方式進行的課程，加入可單人操作之空氣偵測與淨化模組作為教具，用 來融入實際教學，並讓修課全部學生動手參與，發想個人創意，配合租用創客教室提 供動手作資源，觀察這兩門課在操作人次共計170 名的規模，能激發出什麼潛能，在 此，「環境科學概論」於上學期操作完成，並分析成效，下學期視成果，在「材料與 生活」方式，再施行一次，希望兩個非理工科系班級學生所作之成果比較，可作為課 程後續改進依據。 2. 文獻探討(Literature Review) 依據目前政策發展而言，台灣的空污問題有愈來愈嚴重的趨勢，根據2015 年哈 佛大學團隊與綠色和平合作發佈的研究報告-《燃煤之疾》，燃煤發電廠的空氣污染 物質排放，當年全臺運轉中的燃煤電廠中，其因大量燃煤所帶來大量的懸浮微粒，每 年造成早死案例約有900 件，若加上規劃興建中的燃煤電廠，則未來早死案例更將增
4 加至每年1,200 件，亦即因大量燃煤造成空污所造成的死亡增加率超過三成，其情形 頗為嚴重。以2019 年為例，台灣空氣污染籠罩，除了來自中國大陸的霧霾之外，還 包括來自國內因火力發電燃煤所造成的許多細懸浮微粒(PM2.5)，其對人體健康的影 響極大，因此，政府必須做好有效的空污控制。然而在當前的經濟社會中，電力的穩 定與充裕為影響一國經濟能否順利成長的重要因素，而在臺灣的供電系統中，火力發 電的占比大約七成，其中，以燃煤發電更達五成以上，不僅排放大量二氧化碳，更製 造出致命的懸浮微粒(PM2.5)。若臺灣依目前規劃興建新的燃煤電廠(約 8000MW)， 則來自能源產業的空氣污染排放物質將再增加，包含硫化物(SO2)增加 30%、氮氧化 物(NOX)增加 14%、懸浮微粒(PM2.5)增加 26%、二氧化碳(CO2)增加 40%，對人民的 健康影響甚巨，而這些影響，當局著不會認為是政府製造的問題。事實上，台灣人民 除了必須面對愈來愈嚴重的空氣污染問題之外，也以不同的陳抗行為表示對政府防治 空污不力的抗議，如2017 年，台中、高雄等台灣中南部縣市已紛紛要求當地電廠縮 減燃煤發電，並呼籲政府不能因為政黨政策而不顧人民生計，亦即為了追求所謂的 「非核家園」而持續增加燃煤發電。 我國的能源政策發展正面臨化石燃料資源枯竭和生態環境惡化的雙重壓力，加上 核能不易讓普世民眾接受，研究消除空氣污染物質的元件，變得無比的重要，再配合 開發無污染、可再生的新能源利用技術，是解決能源危機和環境保護問題的不二法 門．因此開設「環境科學概論」的課程顯得極為重要且勢在必行。本課程從聯合國的 「全球永續發展目標」引出環境保護議題，上課中導入環境工程與科學所探討之諸多 領域、描述其基本概念及各項理論與科技之沿革、發展與應用，其中，將針對空氣清 淨機項目讓學生發揮創意，以實作與實踐教學落實追求一個更美好、更永續的環境目 標，並將學生帶進創客教室，一同落實創新創業的機會。然而，整體授課不能一味要 求學生死記硬背一些枯燥的概念，如何在提高學生聽課興趣的同時，合理地安排實作 內容，讓學生深入的了解並掌握空氣污染物分析與淨化方面的知識，是授課老師的工 作重點，若能夠用基礎套件讓所有學生發揮創意，啟發進行創意實作，除了有助於教 學實踐研究，更能夠透過創意實作方式，激發學生的創意思考。本計畫會於前幾周將 多媒體與傳統教學融合，建立情境，再以實作內容導入教學，引導學生自主學習，並 強化學生與教師間的雙向溝通，最後透過CDIO 作為改革性的考核方法，建立多元性 評分平台， 傳統教學從教育興起至今已經發展到十分成熟的階段，以書本知識為本位，造成 重理論、輕實踐，以教師為本位，表現為以教為中心，先教後學，以教案為本位，形 成封閉式的教學。近幾年來，隨著電腦技術的高度普及，多媒體教學在大學課堂教學 中得到越來越廣泛的應用，它綜合地運用了聲音、文字、圖像、影片，也較傳統板書 式教學有一些獨特優勢，易於創設教學情境，教學引入更加自如，使得抽象的東西更 加實體化，激發了學生的學習興趣和想像力，展示背景資料，使重點、難點更突出。 但是自身也有一些無法克服的缺點，包括：多媒體像電影般快閃而過，過分的追求快 節奏，使得學生有時會跟不上老師的思維，使得學生放棄了自己的思考，不利於學生 思維能力的培養。於是計畫申請人在教學實踐研究過程中，將多媒體與實作兩者有利 的結合在一起，使其優勢互補，以便獲得最大的教學效果。 本計畫之教學，選擇熱門的空污元件，帶學生至創客教室自己動手去完成，然後
5 在課堂上把自己所創的產品講出來，然後大家討論發表自己的見解和看法，同時在這 個過程中教師給予必要的指導，這樣寓教於實作，可以開闊學生的學習思路，鍛煉了 學生的動手能力，營造了開放、靈活、活潑的學習風氣，更利於學生對知識的理解和 掌握。同時學生參與工作過程中，可以培養學生敏銳的感受力和洞察力，從而強化學 生的各項指標能力，學生透過這一段時間的學習，對整個問題涉及的知識和方法，對 自己解決問題的思維過程、運用知識和工具的過程進行必要反思，通過對比自己和老 師、同學解決問題的不同點進行反思，學會思考和運用，尊重他人的思維，形成新的 認知，從而達到教與學的主要目的。 實踐研究課程的考核方法在某種程度上具有導向作用，採取哪種形式進行課程考 核，關係到教學效果的好壞和教學品質的高低，同時也會影響到學生的學習態度、方 法、方向等，為了提高學習效果，達到開設這門課程的目的，我們對該課程的考核方 法進行了改革嘗試：(a)調整平時成績與期末成績所占的比例，透過加大平時實作成績 占總成績的比例，這樣可以激發學生的學習潛能．提高學生的學習興趣。(b)改革考核 內容和方式，透過撰寫論文．辯論等方式讓學生可以充分發揮自身的創新意識，對當 今能源領域的一些問題提出自己的見解和看法，考試方式由原來的閉卷開始改為開卷 考試，學生可以自由查閱資料、文獻等，這樣即達到了考試目的，也鍛煉提高了學生 的自學能力。 雖然國內對於空汙防治的推廣不餘遺力，但教材要受到學生歡迎的兩項特性是動 畫的使用及學習者有能力與教學材料互動(Betrancourt, 2005)。因此，Rieber(1990)指出， 動畫對於引發學生的學習興趣及學習動機有不錯的效果；宋曜廷(2000)也指出動畫教 材的加入，可以提升學生的興趣感受，並降低學習的認知負荷；研究者在嚐試運用動 畫教材後，發現學習者更專心於學習教材，也更有效率的透過影片、動畫掌握到學習 主題的情境脈絡及關鍵概念，於是引起許多研究者想探討多媒體教材對學習成效影響 的興趣。傳統的教材是以圖片+文字的方式來呈現，學習者需要在腦海中建構及操作相 關的心像(mental image)，但是學習者難以從圖片及文字說明建立起完整的心像，要在 腦中操弄心像又更加困難，然而多媒體教材提供了現實的空間及時間裡不易觀察的動 態現象的視覺化，可以協助建立心像，若配合互動式的模擬教材，更能協助他們進行 心像 的操 弄並 有 助 於解題 。(a)多媒體式實踐研究融入教學引發學習：Mayer 和 Chandler(2001)提到當學習者可以對動畫進行控制或互動時，學習者將表現的更好，即 使只是最小的控制，這讓學習者有時間處理感官及概念上的資訊，而避免了資訊的過 度負荷，又因互動模擬教學同時涵蓋了動畫及互動行為，可讓學習者決定動畫每個步 驟開始的時間點，因此研究者可探究互動行為是否能提升學習成效。而數位多媒體教 育產品的種類繁多，包括電子書籍、電子雜誌、多媒體導覽系統、多媒體資料庫、互 動式電腦輔助教材、互編輯及製作多媒體的工具。(b)實作式實踐研究融入教學提高學 習成效：為因應工業化成長與現代社會的需要，目前推動的STEM 教育（科學／ Science，
科技／Technology，工程／ Engineering 及數學／Mathematics）在 21 世紀的教學中越
來越重要，而且透過 STEM 的學習成就也直接影響學生日後選讀 STEM 科系的意願
（Wang, 2013）。從教學現場來看，實際體驗的動手實作整合式 STEM 教育可以提供 各級學生更有意義化的學習，且可以提起學生的學習動機。而學習動機又是一切學習 的基礎，不僅是激發主動學習的要件，更是科學數學等學科學習效果的基礎（León,
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Núñez, & Liew, 2015），若要使學生進行有意義的學習，動機的引起將是首要的條件。
藉著ARCS 動機理論的應用，透過注意、相關、信心及滿足的要素引起學生的學習意 願，相信將能更大的提升學習效果。 Keller(1983)發展的 ARCS 教學模式，定義出四個提昇學習動機的四個要素：注 意（attention）、相關（relevance）、信心（confidence）、滿足（satisfaction）。所 謂的ARCS 模式，其過程是先引起學生對所學習東西的注意與興趣，再讓學習者發 現所學的東西與自身生活相關，然後讓學生有信心去學習，最後當學習者完成後會獲 得滿意及成就感。也可以說，藉著一連串的策略，強化學習者興趣，以達到促進學習 效果的目的。實踐教學研究的介入，根據ARCS 動機設計模型的流程，讓實施和測 試嵌入式單一案例研究的慣例，也提供了紮實的基本功，且積極影響學生的學習動 機。具發想性的起始內容將是一個很好的策略方法，可引起注意與興趣、注意切身相 關的能源問題、有信心去學習及獲得滿足與成就感。 論及實作教學的應用研究，國內外的研究或實際教學上，早已大量地運用，而且 發現有助於提升參與者的學習。然而，教學實作的設計原則應包括：(a)實作必須有 助於教學目標的達成，(b)應讓每個學生都有親身參與實作的機會，(c)應讓學生參與 教學實作的設計，以及(d)影響實作輸贏的關鍵因素應包括「努力」與「運氣」，且 「努力」宜大於「運氣」。實作型態教學方式並非只是單純的玩遊戲，其主要目標是 在將實作與教育配合，教師可進行教學觀摩活動宣導、成立小組共同研究發展或是舉 辦演講以深究理論，共同擴展實作與教育結合的理念。實作策略能夠將教學活動轉變 成遊戲活動的方式，增加教學的趣味性、挑戰性、合作性、競賽性又兼具教育性，讓 學生學習的過程可以充滿愉悅、互動、具探索性質。教育實作可激勵學習者在充滿著 娛樂性下，練習及挑戰自我在一個互動形式的遊戲裡。學生參加了活動，增強了感性 和演繹推理能力，同時也被教導了不同的解決問題之技巧。從過去的研究顯示，透過 積極轉移的方式，可以從指示戰略到解決問題，學生態度的改善，從被動學習到自我 解決問題的技巧和知識的提升，對於非理工科系學生踏入環境科學，會有極大的幫 助。 圖 1、本計畫使用之空污主題動畫。
7 而本計畫希望透過現成的空污多媒體教材引入，讓學生有動機去完成模組實作， 透過自我蒐集素材能力的培養，製作出更具創意性的空氣淨化產品，憑藉多媒體影片 的影響力，加上進行創意性空氣淨化項目的實作，希望能順利推動學生更進一步了解 這項重大的環境因子，並導入後續之創新創業，讓商學院、通識課程學生了解自己也 能進行產品之創意開發工作，增進未來對創新創業的信心。為了導引實作，計畫亦整 理出許多可代表空氣淨化原理的過濾機制，目的是將學生引入創客教室，就是希望能 夠讓學生挑選自己想要附加的功能，並在教室中實際落實組裝，並由空氣品質監測工 具，及時得到最佳化結果。 圖 2、市售空氣淨化機之工作原理。 3. 研究方法(Research Methodology) 本計畫的研究主題在於實踐研究，整體課程的研究設計分為「多媒體輔助問題引 導教學」及「模組創意實作」兩部分，在「環境科學概論」課程中，選定利用期中考 後五週的時間，進行實作模組的實踐研究教學導入，而這門課程以「空氣品質偵測與 淨化機」的主題進行導入，在創客教室中，首先針對空氣污染主題進行多媒體輔助問 題引導教育，利用多媒體動畫帶入課程主體，讓學生由基礎知識進行認知，啟發出先 期基本知識，接著再以空氣品質偵測與空氣淨化元件組立為實作標的，讓學生由現今 市售空清淨機作為參考依據，盡情發揮創意思考，找出能夠將兩功能完美融合的商品 化設計，最後再藉由創客教室工具機的學習，獨立將構思轉化為實際成果展現，融入 個人化產品特色中；另在「材料與生活」課程中，選定此主題為期中考項目，先前已 將相關背景建構，直接由學生自由選擇參與實作性質的期中測驗(不參加的學生則為 傳統筆試，視為對照組)，比較其中差異，因為第二學期操作本課程，對創客教室之器 械更能夠掌握，完成本計畫之實作達成率會更高。 在單元教學目標方面，欲讓學生將空氣污染、空氣偵測、空氣淨化之整合性概念，
8 結合生活現象融入教學的概念之中，運用啟發式的教學方法將是不可或缺的模式之一。 因此教學上先將課本中描述的空氣污染現象以隨手可得的網路資料製作成教學教材， 配合空氣偵測元件，是讓學生親身體驗及引發學習動機最重要的途徑，也由於空氣淨 化元件所需材料容易取得，也容易製備，故以產品組立及商業化為目標進行教學，也 由於空污本身屬於環境科學的顯學，亦在生活材料中能輕易取得，欲將其應用於實踐 教學時，更能分辨學員對教材選擇所產生的結果變化。 本人多年來推動實作教學，針對自組式的空氣偵測與淨化元件，有許多的材料 包可以提供支援，在空氣品質偵測上，坊間已有許多教學實作元件，如空氣盒子套 組、Webduino 空氣品質偵測套組，以及 Arduino 套組，都可以成功建置，本計畫將 會挑選Webduino 套組來執行，兼具雲端功能，且國內已有許多成功案例。另外在 空氣淨化元件上，就需要創客教室的資源與支援，因材料容易取得、裝置容易製 作、攜帶、操作簡便、且兼具環保概念，並且此實驗裝置兼具偵測與淨化雙功能， 將成為教師教學的一大利器，又因其生動有趣而容易引起學生學習的共鳴，可進一 步提升學生學習的動機，也是目前比較能吸引學生注意的方式。 在教學方法上，利用逢甲大學目前主推之CDIO 教學模式，引入成果導向教育
(Outcome-Based Education, OBE)，以學生學習成效為主體，成果導向教育認為，重 要的不是學生修了什麼課，而是當學生離開學校後，具備什麼樣的能力才是最重要 的；並針對社會需求及產業趨勢，將溝通、團隊合作、問題解決、創新等軟能力元 素，納入學生核心能力指標，訂定學生的核心能力，據以進行課程規劃，由授課教 師進行教學活動，作業設計透過實作形式，搭配以Rubrics 工具的評量策略，達成相 關之成績考核與教學品保檢核 本教學實踐研究計畫的架構在於對「空氣偵測與淨化元件」主題進行實踐研 究，實施的課程為申請人授課中的「環境科學概論」、「材料與生活」，而此項科 目將選定五週進入創客教室進行實踐研究教學導入，透過CDIO 的連貫式成果導向 教育模式，從教師教學開始，導入多媒體影片教學及模組實作教學，讓學生融入以 Conceive（構思）、Design（設計）、Implement（實施）、Operate（操作）的創新 教育歷程，最後才透過rubrics 評分量表，進行自我檢視，在自訂的 12 項標準架構 下，完成目標達成狀況評估。上述計畫整體研究架構，簡單表示如下。 圖3、計畫進行流程。
9 根據本人從近年教學現場的體驗，假設學生無學習興趣是因為無法轉化所學來 實際應用，也發現達半數學生在課堂上的學習效果極差；本研究主要在探討模組實 作教學對學生學習成效的改善程度，希望結合多媒體教材與模組實作教學的新穎方 式，對於具未來商業價值的「空氣偵測與淨化元件」，發展出能落實於每個學生能 實際操作完成的教材項目，希望在落實環境科學主題實作下，於創客教室自取工具 實作，讓學生主動發揮創意，配合真實操作，再透過Rubrics 評量來觀察此研究之成 果。 本計畫之研究範圍主要針對單一主題「空氣偵測與淨化元件」，設計對應性多 媒體影片及模組化實作教材，主要在五周的課程時間帶入創教室操作，每周課程兩 小時，細部課程規劃如下： 4. 教學暨研究成果(Teaching and Research Outcomes)
(1) 教學過程與成果
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學生參與歷程(自主學習+創客實作=功能產品)
12 (2) 教師教學反思 透過評量結果及問卷回饋結果分析學生學習 (3) 學生學習回饋 多數學生皆回饋自行實作有趣，但離商業化仍有一段差距，並自行找到 許多商業化產品與自己開發的產品進行比對，也就差異性對創客教室提 出建議，希望創客教室能添購一些提升產品質感的強大工具，此部分會 再跟學校建議，讓學生實作更接近商品。以下將學生作品與類似商品整 理後比較如下：
13 左圖是學生作品，右圖是近似商品，兩者的差距在精緻度上，但能操作 的功能性一樣，已值得嘉獎。 另外從學習完成度及成效分析，環境科學概論學生完成後測比率為 58/78=0.744，材料與生活學生完成後測比率為 65/92=0.707，都能達到 七成的完成學習率，相較過去約五成的課程學習完成率，已有實質的進 步；另外，根據統計成果，以CDIO 模式教學，並進行評量，在學習成 效部分，不分男女，都有顯著成長，男生成長幅度大，但女生得分普遍 較高，可見以CDIO 之工程教育模式，配合實作，可以逐步有效的提升 學習成效，可以鼓勵女生投入工程領域，也鼓勵男生大幅精進。 結論 本計畫針對兩門課施行，由原來僅以講授方式進行，加入本計畫開發實 作課程，可實際操作之空污偵測與淨化教具，用來融入教學，並讓兩門課程 全部可以由學生動手參與，發想個人創意，上學期操作商學院大學部的「環 境科學概論」，下學期操作大學部通識課程「材料與生活」，而這兩班課程在 本學年的操作人次共約170 人，完成前後測評量達 120 人。本計畫以申請人 在環境教育的經驗，將「空污偵測器」+「空氣淨化器」的學術成果轉化為 完整實作課程，提供各系所修課學生能先對永續環境、空氣汙染進行學習與 認識，也提供更多元、更具吸引力的多媒體教學工具；接著將偵測器及淨化 器加以數位微型化，並融入智慧製造概念，並於應用課程中倡導廢棄物再利 用，設計一套具有高操作性和環境友善的裝置，此外，本計畫實驗教具所需 之藥品很少，且元件皆可回收重複使用，更能讓學生實際體驗創客教室之實 際應用。希望未來能朝微型裝置發展，發展體積小攜帶方便元件，操作容易 又安全，符合環境友善的綠色實驗，極適合於環境科學教學演示及學生實作 實驗，其中，「空污課程」未來還可訓練學生就實作教具進行校外場域推廣 教學，配合更為生動有趣的課程安排，可推廣至國小、國中、高中學生，經 實際操作，可有效提高各級學生學習之興趣及教學成效。
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