課程介紹

Highscope Rooting Locally. Connecting Globally. FORESEEING Future

107年

智慧型低碳建築創新課程研發計畫

團隊成員
課程架構
課程架構

課程內容

課程融入新興科技的類別

課程實施成果

106年
團隊成員
課程架構
課程架構

依照金門的環境現況訂定本研究智慧型低碳建築五大核心(水資源、節能、舖面、再生能源、建築外牆保溫隔熱),融入高職與國中現行課程,包含:高職的園藝科花卉、資訊科專題製作、電機科電子學實習、電子科感測器實習,國中的生活科技與資訊科技。利用一些簡易感測元件,將科技導入智慧建築與智慧網室植栽,以低碳的手法讓生活更便利與舒適,也使得植物能更有效率的生長。學生可以藉由讓植物更有效的生長或是讓居住生活品質更佳,而學習到電子感測元件的使用,同時也認識到植物的生長特性與節能減碳的實踐手法。

課程內容

金門農工、金湖國中、金城國中三校課程整合說明如下:
1.太陽能板與3D 列印風力發電機:利用來儲存電並供 給,達到再生能源的條件,節能減碳的功效。學生也 應用3D 列印不同型式風機,探究比較其發電效率。
2.光感測元件:控制網室植物光照的長短。
3.溫溼度感測元件:營造網室與垂直綠化植物適合生長的條件。
4.土壤溼度感測、水泵自動灌溉:能讓學生學習到電子感測器與農工園藝植栽的結合,亦可發展在地文化,讓以務農為主的金門地區能更加電子智慧化。國中則是與建築垂直綠化結合,探究植物外牆隔熱對室內節能的影響。
5.智慧居家環境監測:應用PM2.5 感測器,依空氣品質自動開關窗戶與室外氣產生對流,回應金門空氣品質長期受福建沿海工業區影響的議題。

課程融入新興科技的類別

以智慧型低碳建築為主題,Arduino程式設計與自動控制為核心內容發展高職與國中課程模組,本團隊課程融入之科技如下:
1. 再生能源:太陽能板的儲電與供電、風能的儲電與供 電、市電併聯。
2. 節能智慧照明:感應元件應用-照度感應與紅外線感應。
3. 智慧網室(節水、節能):土壤溼度感測、溫溼度感測、水泵自動灌溉、花卉種植。
4. 垂直綠化與外牆隔熱:溫溼度感測& 自動灌溉。
5. 智慧居家環境監測:PM2.5感測、溫控變頻節能扇、變頻馬達自動開窗控制。

課程實施成果

105-106年度在三校完成課程模組如表格所示,並已彙整至低碳建築教案手冊。學生應用課程所學,金門農工學生完成「智慧型植栽模型」,學期末學生在升學博覽會及國中升職涯試探中展示發表。金城國中學生進一步將智慧居家環境監測,發展為科展作品「隱形的防護罩Protect Me- 智慧防霾紗窗研究與設計」,榮獲金門縣第58 屆科展榮獲國中組生活與應用科學科( 一)–機電與資訊第一名。金湖國中生運用高瞻課程所學,製作完成低碳節能智慧屋,包括上學期運用二期高瞻得月樓模型拼圖練習之作品,與下學期進一步運用農舍建築拼圖結合雷射切割、3D 列印、mBlock及Arduino 相關感測器等程式及元件之風能低碳屋。

105年
團隊成員
課程內容
Arduino

【金門農工】
1.低碳庭園與移動式植栽牆
2.智慧居家-Arduino結合光敏電阻控制LED自動開關
3.智慧居家-Arduino結合溫度感測模組控制電風扇自動開關
4.智慧居家-Arduino結合顆粒物濃度感測模組控制空氣清淨機自動開關

將低碳智慧建築居家結合新興科技發展,利用相關感測、電控及綠色建築等科技內涵導入資訊及園藝科專業課程中,並以PBL教學方法,引導學生自主式學習新興科技,發展學校教學特色。透過學生探討與分享,完成Arduino UNO結合光度感測器控制LED燈光、溫度感測器控制電風扇及顆粒物濃度感測器控制空氣清淨機等課程模組。

智慧居家監控

【金城國中】
智慧居家監控-空氣盒子

以低碳建築結合智慧居家監控-空氣盒子實作課程為主軸,教學方式結合創客STEAM教學方法。課程執行期間,由高職端提供軟硬體技術支援,提供國中教師研習訓練,以空氣盒子製作為主軸搭配空氣清淨機的自動化控制,目前正將高職端相關的實作教材,轉化成國中端可以理解和實作的課程。

智慧型節能照明

智慧型節能照明

金湖國中執行高瞻計畫行之有年,今年建立在前兩期的成果之上,以智慧型低碳建築為主軸,結合創客及綠能議題,預計以三年為期程開發5個課程模組,分別為節能照明、風力發電、垂直綠鋪面、太陽能追日、水資源等。第一年發展的課程是以節能為議題,實作節能照明系統,以Scratch程式語言編碼,透過Aduino板達成自動控制,讓學生在探究節能照明的過程中,學會基本電路與程式編碼。

課程評鑑實施與規劃

大學端無教案研發,僅進行課程評鑑實施與規劃

以創客教育動手進行跨學科課程研發與實驗,透過教案編撰與創客教材教具來研發智慧型低碳建築相關課程,提昇金門地區高職與國中生之智慧型低碳建築專業素養。第一、二年著重於教案編撰、中學學生適用之創客教材教具開發等工作及實驗教學,同時規劃吳村二營區為金門創客教育示範中心,未來師生將可運用營舍建築以1:1尺度進行低碳建築實作實驗。
智慧型低碳建築教學模組以水資源、節能、舖面、再生能源、建築外牆保溫隔熱為核心,本年度已輔導完成節能照明、空氣盒子、智慧居家、低碳庭園與移動式植栽牆等四個教學模組。