1）教學目標
本課程旨在深化學生對電子學理論的理解，並透過實作培育物理系學生必備的實驗技術。
˙理論與實作結合：配合電子學進度，從半導體元件（PN接合體、電晶體）到功能性電路（整流、偏壓設計）進行系統化實踐。
˙數位工具應用：引入 Tinkercad
模擬軟體，訓練學生在實作前具備電路佈局與故障排除（Troubleshooting）的能力。
˙自主探究與表達：透過
Arduino 專題設計，提升學生解決問題、程式撰寫及科學演示的綜合素養。
（2）教學過程
本學期採取的「探究式」教學策略，將課程拆解為以下步驟，引導學生主動參與：
˙課前自主探究（Tinkercad 線上模擬）：要求學生在課前先行閱讀講義，並在 Tinkercad 平台
上完成電路模擬。這不是單純的預習，而是要求學生先在虛擬環境測試程式碼與接線。學生必須
先解決模擬時遇到的錯誤（如漏接接地線、電阻值設定錯誤），確保具備初步邏輯後才進入實驗室
實作。
˙課堂實證與除錯（電子學實驗）：在 PN 接合體、整流電路與電晶體偏壓設計實驗中，重點放
在「理論數據與實測結果的差異」。
˙探究點：例如在測量電晶體 V-I 特性曲線時，引導學生思考為什麼實際量測到的數據會受溫
度或儀器內阻影響，而非完全符合課本公式。
˙設計實作：學生需自行計算並設計共射極偏壓電路，若輸出訊號發生失真，需回頭檢視偏壓點
（Q-point）的設定，這就是一個典型的發現問題並修正的探究過程。
˙模組化開發與邏輯建構（Arduino 系列）：從簡單的 LED 閃爍、七段顯示器，到結合超聲波與
光敏電阻的感測實驗。學生除了硬體接線，更需撰寫程式碼。教學過程中鼓勵學生修改變數（如
延時、門檻值），觀察硬體反饋的變化，理解物理感測器與數位邏輯的連動。
˙期中評量（筆試與操作並重）：為了確認探究成效，期中考安排了操作考。學生需在規定時間
內獨立完成電路接線與數據讀取。這部分能具體反映出學生是否真的掌握了除錯能力，而非僅是
依賴組員完成實驗。
˙期末專題（開放式專案與演示）：期末由學生分組，針對課堂所學的 Arduino 模組進行延伸設
計。學生需自行設定目標、查閱資料、克服硬體相容性問題，最後透過上台報告分享設計思維與
遇到的難題。
（3）評量方式
實驗預習報告：15%、實驗結果報告：20%、平時表現：15%、
期中考(筆試)：15%、期中考(操作)：15%、期末成果報告：20%。
（4）學生學習成效
本學期學生的整體表現顯示，將 Tinkercad 線上模擬 與 實體實驗量測結合的教學模式，對
於提升學生的實務操作能力有顯著成效。
1.實務操作與問題解決能力
從期中操作考的結果來看，全班有 94% 的學生（32位）能熟練地完成電路架設並排除基礎故
障，其中更有超過六成的學生（21位）在操作熟練度上達到滿分表現。這顯示課前預習搭配
模擬軟體的練習，能有效降低學生對儀器操作的陌生感，並在面對實體元件接線時具備較強的
除錯能力。
2.自主探究與專題演示
在期末報告中，約有 74% 的學生（25位）在自主設計
Arduino 應用電路時，展現了良好的
邏輯建構與口頭表達能力。學生不僅能獨立完成程式撰寫與感測器模組的整合，在成果報告中
也能針對同學提出的技術問題進行有效回應，顯示出探究式學習在自主學習階段的成效良好。
3.數據處理與報告撰寫
學生在實驗結果報告的處理上表現相對穩定。統計顯示，約有 79% 的學生（27位）能正確
處理實驗數據，並將量測結果與理論值進行比對，完成具備邏輯性的文字報告。
4.理論知識掌握之落差
然而，相較於優異的操作表現，學生在理論知識的掌握上呈現較大的個體差異。期中筆試結
果顯示，僅約 38% 的學生（13位）能對電子學原理與電路計算有較深刻的理解。筆試成績
的分佈較為兩極化，反映出多數學生在應用層面與操作層面表現優於抽象理論的推導。