義守大學土木工程學系-新工程教育計畫
義大土木系-新工程教育計畫
▲五個主題式深碗課程▼
★解構工程力學課程★
本深碗課程設計以解決問題為導向（Problem Based Learning，PBL）， 所以課程設計把實驗和理論和並進行，讓學生可以透過實作理解理論的意涵。課程可類分為力學（含物理）、數學（微積分）、材料（含材料概論與實作）與問題設計等四大單元。過去理工學程上課事先有微積分、物理再進入靜力學與材料力學的範疇，這種循序漸進的教學確實可以引導學生完全學會基礎學科後，再學習進階課程，並於土木學程的中後段課程才開始有實驗或實習的機會。
處於「快知識」世代的年輕人對於這樣的學習似乎較沒有耐性，所以本深碗課程就以基本力學為出發點，每周都有一個主題可以和動手實驗課連結，經由實作的經驗，學生可以更快的理解力的性質、力與形狀、力與材料直接的關係。本課程萃取物理、微積分、靜力學、 材料力學與工程材料實驗的部分內容，再加以整合，讓學生學會以物理與微積分來描述體積、重量、重心、作用力之呈現，理解簡化的力學分析方法並利用電腦軟體來進行力量對物體作用之細部分析，也能夠以實作來印證分析的結果。
解構工程力學（混凝土保齡球實作），本課程教材串聯以下多個課程之重要內容：電腦軟體模擬、微積分二、普物二、靜力學/材料力學、工程材料學與工程材料實驗。學生從材料的比重、體積、重量等觀念開始學習，再了解不同混凝土配比對重量後進行實作，然後以破壞性實驗量測混凝土保齡球的強度。最後，學生必須分組製作出一顆符合規範的混凝土保齡球。
在理論課程的部分，首先，讓學生習得材料力學之基本概念，了解材料在彈性限度內物體的應力與應變成線性關係之虎克定律（Hooke's law）。再透過微積分課程去計算物體的長度、面積與體積，接著可以衍伸求出物體重量、重心等，再利用GeoGebra或 Excel等數位工具，來計算混凝土重量以及物體的質心。並以棒球球棒為例，計算其體積、重量與重心，來加深學生的理解。
第二階段的課程開始材料的變化、桿件變形的描述，透過更縝密的分析技巧，學生可以體驗到相同材料，不同斷面積、長度，會有不一樣的力學表現，當然物件的重量也會改變（第一階段習得的抽象概念將運用在第二階段）。同時，也利用不同桿件的組合完成一個構成（frame），這樣的練習讓學生預備體驗到相同桿件，不同「結構系統」的現象。
本課程最後一個單元，讓學生先認識Autodesk Inventor 軟體環境並學習3D模型建立與執行有限元素分析（FEA）之方法與程序，再學習Autodesk Inventor FEA數值計算結果判讀與分析以及討論混凝土保齡球應力模擬分析結果，並透過分析出來的結果與實作出的混擬土保齡球進行比較。
在本學期「解構工程力學」的深碗課程中，微積分共分配到9小時的上課時數，教學的目的是讓學生能運用數學工具來模擬各種形狀，再學會利用積分來計算各種常用形狀之體積、重量、形心、重心等。最後也以混凝土球為例，讓同學以偏微分探討不同變數對於混凝土球重量之影響。
本學期的微積分共分成四個主要單元：繪圖工具、積分應用、多重積分與偏微分應用。為了讓同學更清楚了解教學的目的，授課教師先向同學詳細說明課程的學習成效評量尺規，讓同學可以清楚理解個單元中必須學會的技能。
微積分二學習成效評量尺規
課程首先利用GeoGebra線上繪圖工具讓學生能嘗試畫出各類函數的2D與3D圖型，也學會以函數來模擬現實中各種形狀的方法。課堂也讓同學競演繪製一些複雜函數的形狀。
球與圓柱的3D圖形繪製
課程進行方式除上課講演外，實作是非常重要的環節。為了讓同學能確實理解積分在體積上的應用，老師讓每組去實際評估、計算一個小球棒的體積與重量，每組均說明評估與計算的方法與他們得出的結果，最後秤重量找出最佳的團隊。方法不適當及誤差過大的兩組(每班)必須行進行追加的團體與個人作業。
評估、計算小球棒之體積與重量
利用電腦工具模擬球棒形狀
追加作業之成果
除了上課內容外，教師也提供延伸閱讀資料，讓同學可以進一步了解微積分的奧妙。
延伸閱讀
為了讓學生更清楚理解多重積分在土木工程上的應用，授課教師以一個壩體體積的計算例題進行說明，過程中也請學生上來台前展示積分計算的方法。
壩體體積計算例題
教師講解與同學上台積分計算演練
最後的偏微分應用是讓同學以數學式模擬最後期末混凝土保齡球製作時必須用到的重量計算，同學們設定影響保齡球重量的各項變數，最後以偏微分方法計算各項變數對重量的影響程度。
偏微分在體積/重量評估之應用
普物（二）在「解構工程力學」的課程中，共分配到12小時的上課時數，課程的內容設計是為本課程力學教學做一個開始，教學的目的是讓學生搭配線上軟體操作與相關單元互動學習網頁，再加上理論與公式介紹，例題解說與學生練習，使學生能銜接接下來力學單元的學習。
因著上述教學概念，普物分成五個單元，包括多質點系統、動量、碰撞行為、轉動、力的平衡。下表為本單元的學習成效評量尺規，可以讓讓學生清楚理解各單元中必須學會的技能。
普物學習成效評量尺規
多質點系統質心互動軟體操作
利用Excel質心計算
轉動、力矩互動軟體介紹與轉動運動學講解
分組練習與各組上台演練成果
動量守恆講解
碰撞、動量互動、力矩、慣性矩互動軟體介紹與轉動動能、慣性矩講解
力平衡互動軟體介紹與講解
在本學期「解構工程力學」的深碗課程中，材料力學分配到24小時的上課時數，教學的目的是讓學生能了解材料力學應力應變之基本概念，並能應用材料在彈性限度內物體的應力與應變線性關係之虎克定律（Hooke's law）。運用靜力平衡方程式及變位協和理論分析構件受到軸向載重之變位。此外，針對土木結構中最重要的梁構件受各類載重產生之梁斷面剪力與彎矩進行深入淺出的介紹，讓同學演練基礎到稍複雜的問題。本學期的材料力學分成四個主要單元：基本力學性質、軸向載重、剪力與彎矩、梁的應力。
材料基本力學性質講解
桿長變化及課堂練習
力矩平衡方程式講解及練習
講解反力、載重、剪力、彎矩之關係
為了讓同學更清楚了解教學的目的，提供同學此課程的學習成效評量尺規，讓同學可以清楚理解個單元中必須學會的技能。由於大部分同學的數理基礎不佳，需要反覆說明基本理論並進行由淺至深的例題演練，因此實際授課進度受到影響，不過在助教及同儕協助下大部分同學可以完成第二或第三等級的學習成效，少部分同學表現優良。
材料力學學習成效評量尺規
大一下學期的解構工程力學，我們把微積分、物理、靜力學、材料力學、工程材料學等（理論）與工程材料實驗（實驗）以及有限元素法軟體應用（數值模擬），整合在同一課程中。希望能透過理論分析、實驗實作與數值模擬，三方面交互驗證，讓學生的學習能更有樂趣，掌握知識也能更完整確實。
解構工程力學電腦軟體應用課程單元(E)，包含四個次單元，分屬四個禮拜授課，從第14週至第17週，每週授課時數3小時。本單元主要之授課目標為「教導學生使用Autodesk Inventor軟體分析混凝土球的應力與變形」。
電腦軟體應用四個次單元分別為：
E1：Inventor懸臂梁模擬分析
E2：Inventor混凝土保齡球模擬分析
E3：梁之應力
E4：混凝土保齡球模擬分析結果探討（分組報告）
老師講解
課程執行細節：
為達成本單元之授課目標，我們於109年2月至5月，訓練四位學業成績優異的三年級學長姐擔任助教，並開發學習工具箱。各次單元內容如下：
1.次單元一(E1)：Inventor懸臂梁模擬分析
1.1認識Autodesk Inventor軟體環境
1.2學習3D模型建立
1.3學習執行有限元素分析(FEA)之方法與程序
1.3.1如何使用有限元素法(FEM)模擬分析懸臂梁
1.3.2如何使用懸臂梁工具箱驗證分析結果
1.3.3個人作業說明
2.次單元二(E2)：Inventor混凝土保齡球模擬分析
2.1學習Inventor FEA數值計算結果之判讀與分析
2.1.1馮米斯應力(Von Mises Stress)
2.1.2球體接觸應力(Sphere Contact Stress)
2.2混凝土保齡球應力模擬分析
2.2.1如何使用Inventor建立保齡球3D分析模型
2.2.2如何使用Inventor執行保齡球有限元素分析
2.2.3如何使用球體應力與變位工具箱驗證分析結果
2.2.4個人作業與團隊作業說明
3.次單元三(E3)：梁之應力
3.1什麼是梁
3.2支承與反力
3.3梁的內力
3.4剪力圖與彎矩圖（團隊作業課堂演練）
3.5個人作業說明
4.次單元四(E4)：混凝土保齡球模擬分析結果探討（分組報告）
4.1梁的應力釋疑
4.2分組報告
4.3組內自評說明
電腦軟體應用學習成效評量尺規
學生的成果與亮點：
1.學生在大一上學期已修過Autodesk CAD 2D繪圖，對同屬Autodesk公司的有限元素分析軟體Inventor，可以很快掌握一般的3D繪圖建模，並進行有限元素分析。
2.學生在工材實驗室實際製作混凝土保齡球，並透過3D模擬與有限元素分析，預測混凝土保齡球的極限抗壓強度以及破壞模式，再與萬能試驗機試驗的結果比較，有效加深了同學們的學習興趣與學習效果。（本項觀察值得後續教學研究加以確認）
3.本單元教學，首先培養了四位大三優異學生擔任課程助教，並負擔部分教學工作，如軟體下載、3D繪圖與有限元素分析流程操作。使得大一學生與學長姐助教之間，發揮學習溝通上的效益。學長姐成為學習的偶像，學弟妹可以透過LINE群組，快速提問與解答（此一學習模式亦值得後續教學研究加以探討）。
學生使用與練習Inventor軟體分析
而在實驗課程的部分，前六週是讓學生進入土木材料的世界裡，各組先製做一個小方塊，慢慢的從方塊的製作、配比、養護等程序，發現「強度」的概念，也進一步習得力的表現方式與性質。而在製模完成試壓的過程中，觀察到抗壓機的操作、受力面積的描述、了解應力應變關係暨求得混凝土材料楊式模數，並藉由試體受力到破壞的過程，由作用力與受力面積確實演繹出壓力強度結果。
第一個方塊試體製作以及游標卡尺的使用
第二次方塊試體製作、材料備料及拌合、配比計算以及試體養護
方塊試體抗壓試驗
第二個部分的實驗課程中，讓學生習得水泥在混凝土構造中扮演的角色。根據配比的計算與體積比的概念，學生將要知道水灰比（水膠比）、細骨材、粗骨材的比率將要明顯的影響成品的強度。為了簡化學生對複合材料認知，本單元以水泥砂漿為主體，讓學生計算配比，並從試體製模、養治到試壓，全程自行動手完成。另讓學生習得不同構造物形狀（長度、面積、長度與面積比…等）對於受力反應的結果。學生將採有限材料製成水泥混凝土構件（球、方塊、桿件…等），自我解說製作的構想、原理與其構件的用途，並預期其可承受外力的行為（壓力、張力、彎矩、扭力、剪力…等）。
量測圓筒模具尺寸
水及早強劑秤重、膠結料秤重備料與加入液態材料拌合
攪拌機拌合、圓柱試體搗實、刮除餘料
塗抹石膏蓋平
圓柱試體抗壓與結果
本課程最後一個單元，完全是由學生自行設計，主導材料的使用、標的物的設計與驗證。根據混凝土保齡球賽的精神，學生分組設計一個符合規範的球體（體積、質量、真圓度、均勻度等）。本階段就介入多重積分的空間概念、材料彎曲、挫曲的現象與量度方式，在不同材料組合的條件下（複合材料）學生回到課程最基本的期待，從理解問題到設計分析，最後具備解決問題之能力。
混擬土保齡球製作過程（包含：材料拌合、填充模具、試體灌模等）
而在解構工程力學課程的最後一週，我們舉辦混擬土保齡球滾球大賽，由各組學生所製作出的混擬土球來進行滾球比賽，並進行秤重以及混擬土保齡球極限應力測試與結果，並且在最後請同學們填寫混擬土球時做單元學習回饋單。讓學生瞭解與觀察由電腦軟體所分析出來的結果跟實際製作的結果有何不同，並將觀察結果記錄下來。
混擬土保齡球大賽評分方式：
1.混擬土球軟體分析PPT簡報
2.混擬土球滾球直線距離
3.混擬土球重量誤差
4.混擬土球實作單元學習回饋單(抗壓強度)
每個項目取1-6名，總名次最低的前兩名為優勝
混擬土保齡球滾球大賽-老師講解規則與說明與各組同學輪流滾球
混擬土保齡球極限應力測試與結果
混凝土保齡球實作問題引導學生吸收基礎知識並嘗試擷取新創意，也引領學生利用網路搜尋獲取資訊。實作強調學生團隊合作，讓學生與同儕，完成個人能力侷限知識無法達到之成果。實作與理論的結合讓學生有立刻實踐知識的機會，也有學習犯錯並面對挫折養成勇於創新的精神。
▲五個主題式深碗課程▼
★解構工程力學課程★
本深碗課程設計以解決問題為導向（Problem Based Learning，PBL）， 所以課程設計把實驗和理論和並進行，讓學生可以透過實作理解理論的意涵。課程可類分為力學（含物理）、數學（微積分）與材料（含材料概論與實作）與問題設計等四大單元。過去理工學程上課事先有微積分、物理再進入靜力學與材料力學的範疇，這種循序漸進的教學確實可以引導學生完全學會基礎學科後，再學習進階課程，並於土木學程的中後段課程才開始有實驗或實習的機會。
處於「快知識」世代的年輕人對於這樣的學習似乎較沒有耐性，所以本深碗課程就以基本力學為出發點，每周都有一個主題可以和動手實驗課連結，經由實作的經驗，學生可以更快的理解力的性質、力與形狀、力與材料直接的關係。本課程萃取物理、微積分、靜力學、 材料力學與工程材料實驗的部分內容，再加以整合，讓學生學會以物理與微積分來描述體積、重量、重心、作用力之呈現，理解簡化的力學分析方法並利用電腦軟體來進行力量對物體作用之細部分析，也能夠以實作來印證分析的結果。
解構工程力學（混凝土保齡球實作），本課程教材串聯以下多個課程之重要內容：電腦軟體模擬、微積分二、普物二、靜力學/材料力學、工程材料學與工程材料實驗。學生從材料的比重、體積、重量等觀念開始學習，再了解不同混凝土配比對重量後進行實作，然後以破壞性實驗量測混凝土保齡球的強度。最後，學生必須分組製作出一顆符合規範的混凝土保齡球。
在實務課程的部分，首先，讓學生習得材料力學之基本概念，了解材料在彈性限度內物體的應力與應變成線性關係之虎克定律（Hooke's law）。再透過微積分課程去計算物體的長度、面積與體積，接著可以衍伸求出物體重量、重心等，再利用GeoGebra或 Excel等數位工具，來計算混凝土重量以及物體的質心。並以棒球球棒為例，計算其體積、重量與重心，來加深學生的理解。
第二階段的課程開始材料的變化、桿件變形的描述，透過更縝密的分析技巧，學生可以體驗到相同材料，不同斷面積、長度，會有不一樣的力學表現，當然物件的重量也會改變（第一階段習得的抽象概念將運用在第二階段）。同時，也利用不同桿件的組合完成一個構成（frame），這樣的練習讓學生預備體驗到相同桿件，不同「結構系統」的現象。
本課程最後一個單元，讓學生先認識Autodesk Inventor 軟體環境並學習3D模型建立與執行有限元素分析（FEA）之方法與程序，再學習Autodesk Inventor FEA數值計算結果判讀與分析以及討論混凝土保齡球應力模擬分析結果，並透過分析出來的結果與實作出的混擬土保齡球進行比較。
在本學期「解構工程力學」的深碗課程中，微積分共分配到9小時的上課時數，教學的目的是讓學生能運用數學工具來模擬各種形狀，再學會利用積分來計算各種常用形狀之體積、重量、形心、重心等。最後也以混凝土球為例，讓同學以偏微分探討不同變數對於混凝土球重量之影響。
本學期的微積分共分成四個主要單元：繪圖工具、積分應用、多重積分與偏微分應用。為了讓同學更清楚了解教學的目的，授課教師先向同學詳細說明課程的學習成效評量尺規，讓同學可以清楚理解個單元中必須學會的技能。
課程首先利用GeoGebra線上繪圖工具讓學生能嘗試畫出各類函數的2D與3D圖型，也學會以函數來模擬現實中各種形狀的方法。課堂也讓同學競演繪製一些複雜函數的形狀。
課程進行方式除上課講演外，實作是非常重要的環節。為了讓同學能確實理解積分在體積上的應用，老師讓每組去實際評估、計算一個小球棒的體積與重量，每組均說明評估與計算的方法與他們得出的結果，最後秤重量找出最佳的團隊。方法不適當及誤差過大的兩組(每班)必須行進行追加的團體與個人作業。
除了上課內容外，教師也提供延伸閱讀資料，讓同學可以進一步了解微積分的奧妙。
為了讓學生更清楚理解多重積分在土木工程上的應用，授課教師以一個壩體體積的計算例題進行說明，過程中也請學生上來台前展示積分計算的方法。
最後的偏微分應用是讓同學以數學式模擬最後期末混凝土保齡球製作時必須用到的重量計算，同學們設定影響保齡球重量的各項變數，最後以偏微分方法計算各項變數對重量的影響程度。
普物（二）在「解構工程力學」的課程中，共分配到12小時的上課時數，課程的內容設計是為本課程力學教學做一個開始，教學的目的是讓學生搭配線上軟體操作與相關單元互動學習網頁，再加上理論與公式介紹，例題解說與學生練習，使學生能銜接接下來力學單元的學習。
因著上述教學概念，普物分成五個單元，包括多質點系統、動量、碰撞行為、轉動、力的平衡。下表為本單元的學習成效評量尺規，可以讓讓學生清楚理解各單元中必須學會的技能。
在本學期「解構工程力學」的深碗課程中，材料力學分配到24小時的上課時數，教學的目的是讓學生能了解材料力學應力應變之基本概念，並能應用材料在彈性限度內物體的應力與應變線性關係之虎克定律（Hooke's law）。運用靜力平衡方程式及變位協和理論分析構件受到軸向載重之變位。此外，針對土木結構中最重要的梁構件受各類載重產生之梁斷面剪力與彎矩進行深入淺出的介紹，讓同學演練基礎到稍複雜的問題。本學期的材料力學分成四個主要單元：基本力學性質、軸向載重、剪力與彎矩、梁的應力。
為了讓同學更清楚了解教學的目的，提供同學此課程的學習成效評量尺規，讓同學可以清楚理解個單元中必須學會的技能。由於大部分同學的數理基礎不佳，需要反覆說明基本理論並進行由淺至深的例題演練，因此實際授課進度受到影響，不過在助教及同儕協助下大部分同學可以完成第二或第三等級的學習成效，少部分同學表現優良。
大一下學期的解構工程力學，我們把微積分、物理、靜力學、材料力學、工程材料學等（理論）與工程材料實驗（實驗）以及有限元素法軟體應用（數值模擬），整合在同一課程中。希望能透過理論分析、實驗實作與數值模擬，三方面交互驗證，讓學生的學習能更有樂趣，掌握知識也能更完整確實。
解構工程力學電腦軟體應用課程單元(E)，包含四個次單元，分屬四個禮拜授課，從第14週至第17週，每週授課時數3小時。本單元主要之授課目標為「教導學生使用Autodesk Inventor軟體分析混凝土球的應力與變形」。
電腦軟體應用四個次單元分別為：
E1：Inventor懸臂梁模擬分析
E2：Inventor混凝土保齡球模擬分析
E3：梁之應力
E4：混凝土保齡球模擬分析結果探討（分組報告）
課程執行細節：
為達成本單元之授課目標，我們於109年2月至5月，訓練四位學業成績優異的三年級學長姐擔任助教，並開發學習工具箱。各次單元內容如下：
1.次單元一(E1)：Inventor懸臂梁模擬分析
1.1認識Autodesk Inventor軟體環境
1.2學習3D模型建立
1.3學習執行有限元素分析(FEA)之方法與程序
1.3.1如何使用有限元素法(FEM)模擬分析懸臂梁
1.3.2如何使用懸臂梁工具箱驗證分析結果
1.3.3個人作業說明
2.次單元二(E2)：Inventor混凝土保齡球模擬分析
2.1學習Inventor FEA數值計算結果之判讀與分析
2.1.1馮米斯應力(Von Mises Stress)
2.1.2球體接觸應力(Sphere Contact Stress)
2.2混凝土保齡球應力模擬分析
2.2.1如何使用Inventor建立保齡球3D分析模型
2.2.2如何使用Inventor執行保齡球有限元素分析
2.2.3如何使用球體應力與變位工具箱驗證分析結果
2.2.4個人作業與團隊作業說明
3.次單元三(E3)：梁之應力
3.1什麼是梁
3.2支承與反力
3.3梁的內力
3.4剪力圖與彎矩圖（團隊作業課堂演練）
3.5個人作業說明
4.次單元四(E4)：混凝土保齡球模擬分析結果探討（分組報告）
4.1梁的應力釋疑
4.2分組報告
4.3組內自評說明
學生的成果與亮點：
1.學生在大一上學期已修過Autodesk CAD 2D繪圖，對同屬Autodesk公司的有限元素分析軟體Inventor，可以很快掌握一般的3D繪圖建模，並進行有限元素分析。
2.學生在工材實驗室實際製作混凝土保齡球，並透過3D模擬與有限元素分析，預測混凝土保齡球的極限抗壓強度以及破壞模式，再與萬能試驗機試驗的結果比較，有效加深了同學們的學習興趣與學習效果。（本項觀察值得後續教學研究加以確認）
3.本單元教學，首先培養了四位大三優異學生擔任課程助教，並負擔部分教學工作，如軟體下載、3D繪圖與有限元素分析流程操作。使得大一學生與學長姐助教之間，發揮學習溝通上的效益。學長姐成為學習的偶像，學弟妹可以透過LINE群組，快速提問與解答（此一學習模式亦值得後續教學研究加以探討）。
而在實驗課程的部分，前六週是讓學生進入土木材料的世界裡，各組先製做一個小方塊，慢慢的從方塊的製作、配比、養護等程序，發現「強度」的概念，也進一步習得力的表現方式與性質。而在製模完成試壓的過程中，觀察到抗壓機的操作、受力面積的描述、了解應力應變關係暨求得混凝土材料楊式模數，並藉由試體受力到破壞的過程，由作用力與受力面積確實演繹出壓力強度結果。
第二個部分的實驗課程中，讓學生習得水泥在混凝土構造中扮演的角色。根據配比的計算與體積比的概念，學生將要知道水灰比（水膠比）、細骨材、粗骨材的比率將要明顯的影響成品的強度。為了簡化學生對複合材料認知，本單元以水泥砂漿為主體，讓學生計算配比，並從試體製模、養治到試壓，全程自行動手完成。另讓學生習得不同構造物形狀（長度、面積、長度與面積比…等）對於受力反應的結果。學生將採有限材料製成水泥混凝土構件（球、方塊、桿件…等），自我解說製作的構想、原理與其構件的用途，並預期其可承受外力的行為（壓力、張力、彎矩、扭力、剪力…等）。
本課程最後一個單元，完全是由學生自行設計，主導材料的使用、標的物的設計與驗證。根據混凝土保齡球賽的精神，學生分組設計一個符合規範的球體（體積、質量、真圓度、均勻度等）。本階段就介入多重積分的空間概念、材料彎曲、挫曲的現象與量度方式，在不同材料組合的條件下（複合材料）學生回到課程最基本的期待，從理解問題到設計分析，最後具備解決問題之能力。
而在解構工程力學課程的最後一週，我們舉辦混擬土保齡球滾球大賽，由各組學生所製作出的混擬土球來進行滾球比賽，並進行秤重以及混擬土保齡球極限應力測試與結果，並且在最後請同學們填寫混擬土球時做單元學習回饋單。讓學生瞭解與觀察由電腦軟體所分析出來的結果跟實際製作的結果有何不同，並將觀察結果記錄下來。
混擬土保齡球大賽評分方式：
1.混擬土球軟體分析PPT簡報
2.混擬土球滾球直線距離
3.混擬土球重量誤差
4.混擬土球實作單元學習回饋單(抗壓強度)
每個項目取1-6名，總名次最低的前兩名為優勝
混凝土保齡球實作問題引導學生吸收基礎知識並嘗試擷取新創意，也引領學生利用網路搜尋獲取資訊。實作強調學生團隊合作，讓學生與同儕，完成個人能力侷限知識無法達到之成果。實作與理論的結合讓學生有立刻實踐知識的機會，也有學習犯錯並面對挫折養成勇於創新的精神。