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黃永廣老師與「微算機處理與應用(II)」 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
採訪撰文：本校科法所碩二方濟龍 |
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| 104年度黃永廣老師與台達電子文教基金會共同推出「DeltaMOOCx」課程「微算機處理與應用(II)」 ，是國內率先使用LC-3微算器架構的課程，受到學生熱烈的歡迎。使用LC-3軟核心在FPGA電路板上，進行微算機處理教學，在國外已經行之有年，但是在台灣則是第一門這樣的課程。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、黃永廣老師 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
黃永廣副教授是本校電子工程學系專任老師，曾任該系系主任。黃老師出生於香港，早年在加拿大多倫多求學，最終畢業於美國奧斯汀德州大學計算機科學研究所。他的專業領域為「嵌入式系統、數位學習、機器人、人工智慧、多媒體系統、設計運算」等。黃老師被選為民國92年度與96年度優良教師，亦主持過國科會與科技部各項大型計畫。民國103年度則與Altera合作成立「Altera本校電子系EDA/SOPC聯合實驗室」。 |
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 黃永廣老師展示學生微算機畢業專題：樹莓派氣墊車 |
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二、微算機處理及應用 |
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課程介紹「微處理機原理與應用 II」
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「微算機處理及應用」、「微算機處理及應用實習」，是本校電子工程學系大二必修課程。課程內容主要是介紹一款非常簡單的16位元微算機處理架構LC-3，它是美國德州大學跟伊利諾州大學教授共同設計研發，而本校實驗室就用硬體描述語言把它給實作出來。本課程主要特色是：每個人手機上頭都有微算機處理器，常見於穿戴式裝置上。而這門課程目標就是介紹同學關於微算機處理原理，微算機處理用程式語言或是組合語言控制、協助與應用。 |
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黃永廣老師指出，本課程早已在電子系已經進行了四、五年時間，學生接受度都蠻高。主要原因是LC-3架構非常簡單，只有15個指令。相較於其他微算機數十個指令，比較簡單，也非常容易學。課程過程是指導學生將程式放置在硬體中，目前全世界也很少課程會這樣做，因此這是個蠻新鮮方式。而黃永廣老師指出微算機處理可以做很多應用，包括玩具、氣墊船、空拍無人機等。裡面處理器，有些用8051，有些用ARM，有些用LC-3，有些是用Arduino或是最近比較流行的樹莓派，各式各樣東西黃老師團隊都有在做，就連手機應用程式也有。 |
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| |  FPGA開發板DE0 |
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| 三、全國第一門LC-3課程 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 黃永廣老師使用LC-3軟核心在FPGA電路板上，進行微算機處理教學。國內使用LC-3的課程比較少，黃老師自認算是少數先行者，然而該領域在國外早已經行之有年。目前國內磨課師線上課程少有LC-3軟核心教學課程，會直接放到FPGA電路板上進行教學。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 黃永廣老師必須先參考國外學校作法，經過融會貫通後，再於本校課程中講授如何製作。所幸本校學生底子不錯，都有能力用硬體描述語言實作LC-3處理器。當他們製作之後，也陸續接到各方單位詢問成果，黃老師與本校團隊都會不吝提供LC-3的sof檔案讓他們燒錄在DE0開發板上。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
 黃老師與本校學生討論在實習時遇到的問題 |
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| 四、台達電自動化課程 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 台達電為了想回饋社會，成立了一個「台達電文教基金會」，預計推出了18門自動化課程。目的是讓一些產業界在職進修或是提升技職院校的大學生實力，希望帶動整個台灣競爭力。一開始他們只邀請三個學校：台灣科技大學、雲林科技大學跟台北科技大學參加這個計畫，而黃老師課程「微算機處理與應用(II)」也是本校第一門課程。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
 黃老師介紹學生畢業專題的應用成果：樹莓派夾娃娃機 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 以台達電立場，本來希望黃老師能帶領團隊到他們旗下子公司愛爾達電視台開設新節目。以本校團隊立場，黃老師還是希望在本校校內拍攝，節省通勤上麻煩。黃老師指出：「假使我們能直接利用本校攝影棚，當然是最方便。」 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 然而結果卻不如預期，第一階段在資訊中心拍攝影片，仍有許多進步空間。一方面是黃老師自認投影片有需要加強地方，另外一方面是影片需要加強其內容。也需要配合後製問題，台達電那會比較要求品質，最後決定又將課程全部重新製作，最後導致整個計畫過程也就此延宕了一年。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 五、學生協助製作與經營 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 在製作投影片時候，黃永廣老師請學生幫忙畫某些圖。此外，黃老師將投影片演練講給學生聽，然後再請學生幫他抓出錯誤，就此先練習一下，這算是前期協助。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 後來幾位助教學生上台北參加台達電公司提供的訓練，偶爾也到清華大學學聯網ShareCourse機構去培訓。學生必須先去受訓如何使用該平台，做些課程編輯、介紹公告，以及平台使用方式。他們分別到台北內湖台達電總公司與新竹清華大學受訓過好幾次。在經營線上即時互動討論平台方面，黃老師也請學生一起上線協助與同學互動，包括所有研究生與兩位博士生。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
 黃永廣老師帶領本校學生討論解決實作課程的問題 |
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| 六、磨課師自主學習與傳統教學不同 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 傳統授課優點就是老師跟學生馬上互動，面對面接觸。在本校教課這麼多年，黃老師觀察到在理論課中學生願意跟老師互動情況並不是那麼多。若有問題，大多悶在心裡不講，不敢舉手發問。黃老師表示：「原因有很多，很難講為什麼，可能是不善跟老師互動，也許是好意不想打斷老師上課。但是老師講到後面越深入、學生就越來越不懂而失去興趣了。我們上課時都會看學生表情，試圖了解他們懂多少，這是老師本身能在課堂上做的工作。」另外在實習課中，學生遇到問題時比較會發問，跟老師與助教的互動很不錯。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
 本校學生拿DE0開發板學習實習課程 |
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| 磨課師課程內容，則是會說明詳細實作過程，例如怎麼將軟核心燒錄至這個電路板LBJ，怎將組合語言轉成機器碼燒錄進這個軟核心，皆用影片方式表現。學生可以隨著影片介紹一步接一步地跟著做。成果用影片呈現，馬上就得知這段程式結果為何？也可以讓學生很快地進入狀況。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 磨課師的優點就是學生可隨時觀看教學影片，若有不懂的地方可以倒回去重複看，或是再往前播放，甚至要用兩倍、四倍的速度加速來看。這些都是學生他們教他，在這部分黃老師認為：「傳統課堂上無法達到這項功能。此外為了彌補磨課師即時互動不足之處，我們會定期在線上開個論壇，在平台上即時作互動，補足磨課師不足之處。」 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 相較於傳統的面對面授課，比較著重於臨場表現，老師可補充新教材，但是磨課師影片則是比較難更新。黃永廣老師希望每一年能更新影片修改錯誤內容，把一些新題材或是議題放進去更新課程，每年落實內容優化會是個很好賣點。能否更新，還是要看台達電或是本校資源有沒有配合，倘若有多一點資源，就能改進的更好。他認為將來會與時漸進，現在一切也才剛起步而已。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
