從基礎電學到晶片設計與微電腦應用——南港高工電子科:培育跨領域機電控制與電路設計人才

電子科和電機科到底有什麼不同?這是不少國中生在選填志願時常遇到的疑問。南港高工電子科主任支裕文用「30伏特」給出簡單判斷:30伏特以下的直流電屬於電子科的課程學習範圍;30伏特以上的大電力與交流電,則是電機科的專業領域。那麼,電子科究竟在學什麼?一起來認識這門與晶片、電路及智慧科技息息相關的技術專業。

「晶片設計」、「物聯網」、「人工智慧」,串接南港高工電子

南港高工電子科主任支裕文,本身就是技職教育體系出身,畢業於大安高工資訊科與國立彰化師範大學工業教育系,擔任教職後又繼續進修,分別於臺灣科大與成功大學取得碩士與博士學位,在技職教育現場任教已有23個年頭。談起投身技職教育的契機,支主任笑說,當年讀書時代擔任競賽選手時,同儕間經常互相討論,把自己摸索懂的技術教會身邊同學,那種成就感悄悄在他心底扎下了根。「把原本不會的人教到懂,是一件很幸福的事。」懷抱著這份初衷,投入教育界,引導國中剛畢業的孩子從最基本的一顆小零件開始,一步步推開當前最熱門的科技與晶片控制大門。

若要用三個關鍵字形容南港高工電子科的教學主軸,支主任點出「晶片設計」、「物聯網」與「AI人工智慧」。課程不僅結合軟體程式與硬體電路,更教導學生將邊緣運算晶片結合感測器,讓日常生活中的各類電子裝置,都能具備獨立判斷與運作的智慧能力。

循序漸進的三年地圖:從手工焊接到智慧晶片應用

  • 高一奠定手作與電學基礎:基本電學、程式設計實習、基礎電子實習,理論課從基礎電學的電壓、電流與電阻…等原理切入;實習課則以「基礎電子實習」為主,先學會怎麼使用儀器及手工具,例如:三用電表、函數波信號產生器、示波器、電源供應器…等儀器量測,以及尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗與手工焊接等基本手工具。高一學生會接受輔導,考取勞動部「工業電子丙級」技術士證照。另外,還有一門「程式設計實習」則以 C 語言為主,並適時導入近年主流的 Python 語法,為軟體能力扎根。
  • 高二深入電腦結構與晶片設計:課程邁入進階的「數位邏輯設計」、「微處理機」與「電子學」等理論科目,並搭配實習課程,實習課程方面接觸可程式邏輯晶片(CPLD/FPGA);單晶片微處理機實習則引導學生使用 Arduino UNO與ESP32 單晶片。這一年也安排電腦繪圖實習,教學生用CAD軟體自行繪製線路,並實際雕刻、製作出專屬自己的應用電路板。
  • 高三系統整合與智慧專題實作:將所學全面整合於「專題製作」與「介面電路」控制。學生運用「邊緣運算晶片」,打造智慧溫控、空氣品質監測、人臉與物件辨識,甚至人機互動猜拳遊戲等實用的系統。在高三期間更輔導學生挑戰難度更高、升學更具加分優勢的勞動部「數位電子乙級」技術士證照。

圖片:學生課堂中實作作品

在校生心聲:在同儕互助與反覆除錯中看見成長

國小就曾接觸過機器人課程的林同學分享,國中畢業時因累積了動手做的經驗,在家長鼓勵下選擇就讀南港高工電子科。身為科內少數的女同學,她不僅在班上名列前茅成績優異,更代表學校參與校外FRC機器人競賽。

而國中時期透過國中技藝班培訓,接觸電子領域,進而選拔為選手的蔡同學,則展現出過人的動手能力。他表示自己最喜歡實習課,尤其是細膩的手工焊接,把零件整齊排列焊在板子上的專注過程,讓他充滿成就感。「雖然電路接錯或晶片不動時很挫折,但只要靜下心來檢查線路、向老師請教,一定能找出盲點。」蔡同學認為,不用害怕一開始什麼都不懂,持續動手做就能克服恐懼。

學以致用:技藝由心 – 愛在服務  培養多元價值觀

技術型高中學生畢業後都會有一技之長在身上,港工電子科每年都會辦理服務學習活動,包含服務活動與營隊活動,運用自己所學,發揮專長,學以致用,將所學回饋社會。

升學管道多元暢通:培育能解決問題的研發人才

南港高工電子科畢業生的升學與就業進路十分寬廣。支裕文主任指出,科上畢業生有超過九成以上選擇繼續升學。升學管道涵蓋普通大學與科技大學的「特殊選才」、「技優保送」、「技優甄審」(技能(藝)競賽獲獎或持乙級證照加分)、「甄選入學」與「登記分發」,可銜接普通大學或科技大學電子工程系、資訊工程系、電機工程系與光電工程系等熱門科系。

對於未來就業,支主任強調,臺灣資通訊與半導體供應鏈完整,基層技術人員與工程師需求始終居高不下。「我們期許學生未來能朝向『研發工程師』發展,不論是寫韌體、寫軟體或設計電路硬體,均具備動腦解決問題的能力,未來的職涯舞台與薪資天花板才會更高。」

支主任最後建議國中生,就讀電子科不需要國中就是數理天才,但一定要具備「喜歡動手、願意動腦思考、不怕犯錯與除錯的耐心」的態度。只要對科技硬體充滿好奇、不怕複雜線路與繁雜的運算邏輯且願意接受新事物與新挑戰,南港高工電子科將會是引導學生將興趣化為專業技術的最佳跳板。

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