自然科學

--科技的原理--

 

壹、授課教師:李明憲 (物理系)

貳、課程學分:二學分

參、教學目標與範圍:

採用淺顯的說明及圖解,本課程介紹各種生活的科技及產品其背後的科學原理及機制。希望學生們能透過對科技產物之原理的了解,來印證過去所學之物理、化學、生物等自然科學的原理、進而提昇常識,成為一個具備科學常識的現代人。從本課程所獲得的通識知識,有助於減少盲目的科技崇拜或排斥,而能真正掌握及享受科技為人類帶來的便利。另外,藉由對科技之原理的理解,年青人也可以利用他們的專長與科技結合,使未來的世界更加美好。

肆、授課方式:

講授、討論

伍、課程綱要:

(視學生之興趣選擇各單元內之部分項目講授,其他則作為討論的材料)

一、交通運輸科技的運作原理

內燃機、汽車、火車、噴射引擎、飛機(及空氣動力學)、直昇機、氣墊船、水翼船、潛艇、航空管制

二、娛樂視聽傳播科技的運作原理

音響設備、電話與交換機、行動電話與基地台、光纖通訊、衛星電話、無線電收音機,錄音機、光碟機(CD),電視、V8CCD攝影機)、照像機、攝影機、電影特效、照片沖印、雷射與全像、影印機、彩色印刷

三、資訊電腦科技的運作原理

原理:二進位邏輯與布林代數、從算盤到加法器、半導體與電晶體的工作原理

硬體:處理器、記憶體、磁碟機、網路

軟體:密碼學、神經網路與人工智慧、三度空間電腦繪圖、虛擬實境的原理

四、生活家電科技的運作原理

除溼機、電冰箱及冷氣機、淨水器、吸塵器、小型馬達

五、科學研究儀器與醫療設備的運作原理

科學研究儀器:(光學及電子)顯微鏡,望遠鏡、光譜儀、粒子加速器、石英錶及原子鐘

醫療設備:斷層掃描、超音波、心電圖、內視鏡

六、能源與製造科技

能源:礦藏開採、石油鑽探、火力及核能發電、環境能源(太陽能、風力、水力、潮汐發電)、電力配送

營建:橋樑、隧道及海底隧道、摩天大樓如何建造

製造:造紙廠、半導體晶圓廠、自動化機械手臂、污水處理

七、航太科技

火箭、太空梭、太空站、人造衛星、航海家探測船

八、分子與材料科技

化學工程:煉油、煉鋼、冶金

尖端材料:高分子與塑膠、複合材料與精密陶瓷、電腦模擬材料設計、分子機械

生物科技:發酵與釀造、製藥、遺傳工程、基因療法

 

陸、參考資料:

主要參考資料:

書名:The Way Science Works, 出版社:Macmillan, USA : ISBN 0-02-860822-4

書名:(Scientific American) How Things Work Today, 出版社:Universal International Pty. Ltd., ISBN: 1-876670-15-0

書名:酷發明: 改變生活的最新科技(How Cool Stuff Works), 出版社:時報文化出版企業股份有限公司, ISBN: 9789571343853

其他參資料:

書名:酷發明(時報出版)

書名:酷發明 2.0(時報出版)

書名:生活科技大透視:250種現代機器運轉的祕密(小天下) (目錄)

書名:機械構造解剖圖鑑(世茂出版社)〔目錄

書名:原來如此 : 世界運轉的秘密 (貓頭鷹出版社)

書名:二十萬個為什麼(科學常識百科:雪山圖書公司)

書名:大英百科全書(1999 光碟版)

書名:葛羅利亞百科全書(1998 光碟版)

書名:微軟 Encarta 多媒體百科全書(1997 光碟版)

柒、成績考核:

  1. 平時成績出席率:點名一次沒到扣總成績兩分、加分 e-mail (主旨註明:"科技的原理加分" )一則加 總成績兩分
  2. 期中考試:50%
  3. 期末考試:50%