106學年第1學期課程綱要

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一、課程基本資料
開課序號 1005 課程學制
科目代碼 06UG022 課程名稱 創意設計與發明
英文名稱 Creative Design and Invention
全/半年 必/選修 通識
學分數 2.0 每週授課時數 正課時數: 2 小時
開課系級 通識
領域類別 97-105入學:科學與生命 ;106-108入學:科學與生命
課程簡介 本課以創意、創造及想像力為主題,初期課程安排活動教學,引導學生拋棄本位思維、發揮同理心、體會連續性與非創意性創意思考、體驗團隊創造與想像。次之,授以創意技法,輔以創意成品案例分享,加上創意商品化之概念,下半學期則鼓勵學生進行創意發想,並引導學生嘗試專利撰寫,讓本課程修畢學生在創新、創意、創造之能力有所提升,且課程結束能有申請專利之經驗,更佳者則能帶走一份專利在身。 【上半學期】 具體而言,上半學期前十週課程在於培養學生具備創意的基本人格特質及能力,如同理心、連續創意思考、非創意性創意思考等。而在想像創新能力方面,授以TRIZ、SCAMPER、情境分析等創意法;第三階段則提供機構、感測器、六項發明類別設計案例分享。 1. 創意思維─去除本位與同理心訓練 2. 創意思維─連續性與非創意性創意思考 3. 創意思維─團隊創造與想像 4. 創思技法─TRIZ 5. 創思技法─SCAMPER 6. 創思技法─情境分析 7. 機構設計與發明 8. 感測器設計與發明 9. 發明案例分享 【下半學期】 下半學期課程則安排學生進行專題發想,以綜合檢視上半學期有關創意發明特質及想像創新能力培育之成果,並安排專利練習。 1. 專題發想 2. 專利練習 3. 成果發表 4. 發明專利化
課程目標 對應基本素養
1. 能與同儕以小組合作方式設計出一項創意專題設計。 學士:
 1 溝通表達與團隊合作
2. 能以多種角度描述、分析、比較與批判既有商品或專利之異同。 學士:
 3 批判反思與人文涵養
3. 能設計出以使用者體驗為中心的專題設計。 學士:
 4 美感體驗與品味生活
4. 能有效應用模擬工程軟體、工程製圖軟體或專利查詢引擎等資訊工具協助專題發想,並具實現及商品化的可行性。 學士:
 5 科學思辨與資訊素養
5. 養成主動探究商品意涵、功能、機構設計及科學原理的終身學習習慣。 學士:
 6 主動探究與終身學習
6. 能思考如何以創意及同理心的角度解決生活問題,及完成創意發想專題。 學士:
 7 創新領導與問題解決
7. 能在專題發想中,實踐社會關懷及環境意識。 學士:
 8 社會關懷與公民實踐

二、教學大綱
授課教師 洪榮昭 洪翊軒 簡佑宏 陳美勇
教學進度與主題

第一週      課程大綱及創意思維─去除本位與同理心訓練
首次課程將說明課程整體規劃,並進行去除本位與同理心訓練。課程安排不同組別學生以不同規則進行撲克牌點數遊戲,並要求各組成員輪調至不同組別去進行遊戲,全程不得以言語溝通,藉以引導學生感受個體本位衝突及同理心的重要,再進一步分析同理心在創意設計及發想中的重要性及使用者中心相關成品分享。

第二週      創意思維─連續性與非創意性創意思考
活動設計以「雙盲」及「具脈絡」創意元素的組合,讓學生體會連續性及非連續性創意思考的思維差異。前者藉由引導學生小組成員撰寫無厘頭文章,輪流賦予小組文章新意義,再以具脈絡性質自創賦予新意義,體會連續創意思考及非連續創意思考在思考邏輯上根本的差異,再進一步分享非連續創意思考相關成品及其構思過程。

第三週      創意思維─團隊創造與團隊想像
以小組為單位,各成員選擇代表色後,應用海報紙及色筆,共同輪流於海報紙上創作抽象畫,期間各成員間不得互相溝通,完成團體抽象畫創作,並輪流對抽象畫作命名,並分享命名名稱過程及共同或相異想法之處。第二輪則給予團隊成員溝通的機會,完成抽象畫作及命名後,同樣分享共同或相異想法之處。藉以引導學生了解小組成員於各創作想像歷程中,與他人溝通交流想法重要之處。

第四週      創思技法─TRIZ
TRIZ即「發明性問題解決理論」(Theory of Inventive Problem Solving),提供個體於發明創造時,有基於科學或技術法則的原則得以依循,並得以排解多數技術矛盾問題。於發明、想像及創新的過程中,個體常要解決專業問題、邏輯衝突、演繹矛盾等,應用TRIZ得以讓學生在創意發想過程中,對所產生的矛盾或邏輯衝突以基於科學化及邏輯性的思維進行妥協或解決,以增加創新發明的可行性,故將之安排於課程中。

第五週      創思技法─SCAMPER
SCAMPER為檢核表技術的一種,為Substitute(取代)、Combine(合併)、Adapt(調適)、Modify(修改)、Put to another use(其他用途)、Eliminate(消除)及Reverse(反轉)七種創思技法的合稱。SCAMPER提醒個體於創作發明時,能掌握七種不同的思考角度,更全面檢視成品規劃。課程將安排學生對於各項成品以SCAMPER分析各項技法與元素,再基於現有產品,以SCAMPER進行改版設計,培養學生體驗、評比及同理等想像設計素養。

第六週      創思技法─情境分析
情境分析是基於「事出有因」,認為事物成因是由於多項高度不確定性的因素所造成的。因此,情境分析強調使用者透過分析及推演各項變數,模擬分析各種不同情境中,各變數間之影響,再針對整體各項變數之一致性作檢視。課堂中,藉由確定使用目的、辨別關鍵因素、釐清情境設定、推演情境邏輯、分析情境意涵等步驟,引導學生發現真實情境中可能的創新角度。

第七週      機構零件與機械設計
想像創新後,下一階段個體將面臨的問題便是如何設定有效的機構、具體實現發明品及實現設計目的。因此,引導學生認識多樣化的機構設計將更有助於學生創新設計。本堂課將以機械設計角度層遞性分析各項發明品零件、結構、系統、成品等,再進一步引導學生結合TRIZSCAMPER及情境分析法,思考不同機構的新用途及創意發想。

第八週      感測器與物聯網之應用
基於學生對於機構的認識,將進一步引導學生認識各項感測器,為下半學期想像創意發明專題設計奠定基礎。本單元將著重介紹感測器偵測物理量、化學量或生物量之功能,再進一步說明感測器所偵測到之訊號,應用於物聯網感知層之應用情形。

第九週      安全健康、社會照顧
本週開始,將以創新發明最主要的六個類別每堂課一種類別,分別就其設計理念談起,釐清各項發明類別用途及發明品分析。安全健康指的是對人類生活衛生、安全有所改善的發明,而社會照顧指的是對於特殊對象,如高齡者、身心障礙者生活便利之發明。這兩類發明品的重要特色在於強化使用者中心的設計,發明者須以同理心解決使用者之使用需求,以規劃發明品設計。

第十週      災害應變、運動育樂
我國颱風、地震、寒害等天然災害發生頻繁,因此規劃災害應變類別,分享預防自然災害、大型災害及救難逃生有幫助之發明;而著眼於發明品亦可能作為運動及學習之用,因此亦安排具增進學習或運動等便利或效果之運動育樂類別作為本週分享議題。

第十一週            農糧技術、綠能科技
台灣自古以農立國,在過去台灣農業全盛時期,於各農戶家中皆可見到牛車、水車、磨坊等農業技術痕跡。承襲這種與自然共生的理念,配合近年興起的環境意識、環境保護及永續經營等觀念,綠能產品也被逐漸重視。因此,本週安排農糧技術及綠能科技類別進行分享,前者強調對改善地方農業發展有幫助之技術或產品發明;後者為對環境保護、廢物利用有幫助之發明。

第十二週            智慧發明專家講座
經本課程第一部分,了解發明思維及發明技法後,本週將邀請各發明競賽具代表性之發明者、Maker、領隊教師、裁判評審等,前來分享其發明設計歷程,以提供同學最直接及直觀的經驗傳承。

第十三週            發明商品化與市場化
日本的「日本珍道具學會」提倡逆發想的重要性,認為個體以正反立場反覆檢視,跳脫個體本位主義、舒適圈及理性常識,更有助於個體發揮創造力。坊間將該協會發想成品精選編輯為日本無用101發明,細觀其設計,除了設計目的不符現實需求、設計機構累贅、操作步驟繁複等問題,能夠一以貫之的核心概念便是─上述發明缺乏商品化及市場化思維。因此,本課將引導學生探索及發展發明品商品化與市場化過程,以符應市場及真實生活情境之使用需求。

第十四週            專題激盪與發想
自本堂課程開始,教師將強化過往以來以學習者為中心的課程設計,引導學生以小組為單位進行專題主題初步發想,再以之前學到的思考技法周延相關設計,作為未來專題發展之基礎。

第十五週            專題系統規劃
系統性規劃即將零碎的功能重新組織,使成品的使用更有效率、更經濟。此外,系統規劃成品的過程,將有助於個體重新思索各功能間的相關性及整合性,使整體設計架構更為簡潔精煉及具備完整性。因此,本堂課將引導學生對於其專題設計進行系統化規劃,並就各機能間之關聯、整體與統整性等進行檢視。

第十六週            專題機構設計
當發明品的系統界定完畢後,便要進入發明品實現與具現之階段,教師將引導學生應用先前零件、結構、系統、成品等機械設計概念,結合感測器、物聯網、綠能節能概念,進行專題機構設計,並進一步對於發明設計之可行性、市場化、商品化程度給予評估及調整。

第十七週            專利概念與練習
為了避免個人發明品被他人模仿、剽竊及侵害,個體對於專利相關概念的認識有其必要性。故本堂課將引導學生了解專利與著作權之區別及專利相關概念,並就其專題設計進行專利書之撰寫練習。

第十八週            成果發表
於期末最後一堂課,將安排專題成果發表,發表形式得採簡報、模型展覽、多媒體影片展示等,就各組設計理念、發想過程、系統規劃、機構設計及專利撰寫重點等上台分享,用以檢視本課程學習成果。

教學方法
方式 說明
討論法 於課堂中,教師引導學生針對課程主題進行發想練習,並就各項發想結果進行分享與討論。
實驗/實作 學期末學生將就本學期所學,進行創意專題設計,並練習撰寫專利。
專題研究 於創意專題設計時,學生應就現有之商品、專利及成品等,進行商品特點、市場化、產業可行性等進行比較分析,並將分析結果回饋於專題設計中。
評量方法
方式 百分比 說明
課堂討論參與 60 % 上課擬將以小組競賽方式進行,並將競賽結果作為課堂參與討論評分參考。
出席 10 % 本課之出缺席情形將作為本項評分參考。
專題 30 % 創意發想專題之獨創性、商品化、市場化潛力等及專利書練習,作為本項評分依據。
參考書目

【中文書目】

包益民(2105)創意大師想什麼?PPAPER╳包益民╳45位全球頂尖創意大師對談經典。台北市:時報文化出版企業股份有限公司。

古魯.馬德哈文(2015)像工程師一樣思考:從ATM、路跑晶片到Google地圖,他們如何為最艱難的問題找到解答?台北市:商周出版股份有限公司。

詹姆斯.沃德(2015)誰把橡皮擦戴在鉛筆的頭上?台北市:時報文化出版企業股份有限公司。

翟本喬(2015)創新是一種態度:翟本喬透視問題、勇於突破的思考模式和勝出策略。台北市:商周出版股份有限公司。

顏吉承(2013)專利說明書撰寫實務:3。台北市:五南圖書出版股份有限公司。

【英文文書目】

Allan, A., Coleman, D. & Mistry, S. (2015). Make: bluetooth: bluetooth le projects with arduino, raspberry pi, and smartphones. CA: Make.

Brostow, A. A. (2015). Become an inventor: idea-generating and problem-solving techniques with element of TRIZ, SIT, SCAMPER, and more. WA: CreateSpace Independent Publishing Platform.

Gadd, K. (2011). TRIZ for engineers. CA: Baker & Taylor Books.

Nawrocki, W. (2016). Measurement systems and sensors (2nd ed.). London: Artech House.

【期刊資料】

Thinking skills and creativity (ISSN: 1871-1871).

Journal of creative behavior (ISSN: 0022-0175).

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