教師與學生一起大冒險「專案實務課程」的設計與效益(上)

撰文｜謝宇程
(圖片來源｜台大土木系團隊提供)

七位台大土木系大學部學生，歷經將近三年的時間，設計和參與建造了一座跨越神木溪的木橋，全長 36 米，寬度 2 米，跨距 20 米 — 這不是個模型，不是個報告或電腦繪圖，而是可以載人過河的一座真正的橋。整個過程，有業主，有承造，有籌資、有變更設計… 一個真正工程案會發生的事，他們都經驗了。但這不是一個單純業界的工程案件，這其實是【土木工程設計實務】這個「課程」的成果。

這樣的課程的設計規劃是如何？學生與教師要投入多少心力？教育和學習的效益如何？別的學校與科系，又能從中得到什麼啟發？

●課程定位

台大土木系過去多年，進行了一連串課程的創新與改革。傳統上土木系的課表是將土木的各項專業分立為不同課程。這樣的模式雖然教學上較有效率，但容易造成學習的破碎、學習後不易運用。

在近年的改革中，土木系在大一課程中增加了【土木工程概念設計】、【土木工程基本實作】這兩門課，在學生幾乎還沒學到什麼土木專業知識的時候，就拿專案挑戰他們：例如設計停車塔、開合橋等，過程中學生必須自己構思設計圖並動手製作模型。透過這樣初步的實作課程，學生預先體驗到：土木系所學是做什麼用的、未來要學的各課程可能如何運用。

土木系近年改革的另一重點，而在大三和大四的【土木工程設計實務】。在這門課之中，學生要運用他們在大學各個專業課程中所學過的知識和能力，完成一個真實的土木工程專案，至少要修一學期。

【土木工程設計實務】是小班教學，由教師選擇一個與土木有關的實際專案，開設成課程主題。主題可能包括：校內建築耐震補強、設計腳踏車棚、藝術季的臨時木構造建物、校園水路廊道規劃、用無人機做建物測量工作…。每學期會有數個選項，課程主題通常不會重複，所以在學生大三到大四畢業前，可以有十多個主題可以選擇。

雖然都叫做【土木工程設計實務】，但開課教授的風格不同，所選的專案主題不同，其實課程進行方式都有很大的差別。相似的是，教授們都有默契，在這門課之中儘量減少教師的講課，大部分時間留給學生獨立學習、自發規劃與執行。

設計與建造神木溪銀杏橋，就是【土木工程設計實務】的課程主題選項之一，由卡艾瑋（Hervé Capart）教授，邀請有多年結構設計經驗的冨田匡俊先生共同開課。

●課程實際進程

卡艾瑋教授在 2013 年，就曾經以設計與建造跨越神木溪的木橋為主題，開過一次【土木工程設計實務】課程。但那一次的設計方案，沒有得到業主的認同與外界財務支持，無法落實成真。

在 2014 年，卡艾瑋教授再次以相同主題開【土木工程設計實務】課程，在開課時本有 24 同學選。一開學，老師就給學生很高的工作要求：一個星期內要做案例分析加紙模型，加案例分析。但當同學愈來愈知道課程會很重，要花很多時間心力，多數人都退選了，最後留在課程中的有七人。

這七位同學，在他們的大三上、大三下、大四下，共修了三次【土木工程設計實務】課程，總共九學分，全都投入在銀杏橋專案中。他們都說，每學期雖然三學分，但是每周課外用在這個專案的時間，往往高達 9-12 小時 — 即使在沒有修課、沒拿學分的大四上學期，工作量也差不多大。偶爾，例如在發生「變更設計」的時候，還會好幾天、一兩個星期，全部時間投在這個專案中。

他們從參考研究既有案例開始，從他們看到喜愛的橋梁中找靈感 — 先不考慮任何尺度、類別、環境的限制，只單純研究分析各種結構系統。在這個過程中，他們發現網路上非常不易找到「工程圖」– 也許因為智慧財產權，也許因為老案例都是紙本圖。他們最後發現，用德文和日文蒐尋，才最容易找到橋樑設計資料。

當同學們完成結構系統，規劃案被贊助商接受，並且開始施工之後，才發現有一個地方失算了：他們參考的國內設計規範，原來是直接引用自日本；而日本生產的柳杉強度較高，台灣生產的柳杉強度不足，所以需要變更設計。於是這群學生在兩個月內為了變更設計，每天畫圖、修改。冨田建築師當時已經沒有兼課教師的身分與薪資，還多次義務地到土木系來與學生溝通、給建議。

同學們對於參與施工，一直到工程完竣，心中是充滿感激的：「施工方與業主(實驗林管理處)如果對我們沒有信心，沒有一點教育的發心，他們很可能不讓我們參與，或是不聽我們的意見 — 但他們一路很支持，讓我們全程參與施工，各種施工的措施細節，我們都可以和他們討論。而且其實，施工方為了完成這次的木造橋樑，還投入了一百萬更新設備。」

●分析與解讀

從上述課程描述中，我發現有些細節，特別值得其他教師、科系注意，可以運用在他們的「專案實務課程」之中：

1) 「專案實務課程」難以避免地會比一般課程負擔沉重，在第一周，就應該給學生很高的作業要求，讓學生做好心理準備，少選課，避免心存僥倖，課程重到無法負荷，讓專案成果打折扣。

2) 在師資方面，學校教授要能正視自己的實務知識與經驗有限，認真為學生找到熱忱而專業的實務教師 (業師，如文中的冨田建築師)，並且有意識地減少講課，讓學生在實際工作中學習。除了實務教師之外，課程進行過程中，會需要其他單位的合作配合 (例如文中的實驗林管理處) — 這方面需要教授協助溝通默契：儘量讓學生能參與，並且以教育為出發點協助。

3) 授課教師要讓學生明白，在實務課程中，很多的課題要學生自己試著克服，老師沒有答案，可能也不見得比學生更知道怎麼找答案。而且，課程目標有可能無法完成(例如設計案不被業主、贊助方接受) — 這不是教師決定讓學生「當掉」，而是實際的情境裁決了學生與教師一起進行的計畫沒有達成目標。在這種視角下，「專案實務課程」其實是教師與學生一同的冒險。

 

本文感謝卡艾瑋老師、黃尹男老師、謝沛宸、劉彥含、簡晨軒、莊政翔等同學接受訪問。