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電機與工程學群:科技人才的搖籃,台灣經濟起飛的推手

文 / 柯曉翔    
2011-05-06
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電機與工程學群:科技人才的搖籃,台灣經濟起飛的推手
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台灣的電機與工程學系在國際排名上占得一席之地。根據英國高等教育調查機構QS公司2011年4月新公布的調查,台灣的大學以台大排名最佳,共有化學工程、土木及結構工程、電子和電機工程等科系進世界Top 100。

電子和電機工程學系部分,台大排名51至100名,清大在151至200名。資訊科學系方面,台大、清大排名101至150名。化學工程系方面,台大排名51至100,清大在101至150名之間。而在土木及結構工程系方面,台大在51至100名,成功大學與交通大學都落在151至200名。

面對高齡化社會、全球暖化與能源危機等議題,如何透過高科技,讓人迎接更舒適的生活,成為電機與工程學群學生思考的新課題。「高科技產業不再只重視生產、製造,而是愈來愈貼近人的居住與生存環境,」台灣大學電機系主任顏嗣鈞表示。

交通大學機械系主任洪景華就指出,除了傳統半導體產業之外,綠能和健康照護產業也成為工程學群學生可以發揮所長的出路。以能源產業來說,新興的研究焦點包括燃料電池、風力發電、高耗能產業能源控管等。

健康照護產業則結合生物醫學與工程。這兩個產業,名列行政院六大新興產業。

想像一下,一位機械系學生可以研發生醫晶片、生活輔具和醫療設備,打造智慧型居家環境;一位電機系學生可以研發遠端通訊與感測裝置,讓遠端的親屬或醫療人員能即時掌握年老者的健康狀況。

這些發明,都是跨領域的研究成果。台大化學工程系主任劉懷勝表示,這50年我們都在享受基礎物理、化學的成果,例如手機與電磁波;未來,是生物技術的發展,工程學群學生也可以把工程專業放進去。他以人工皮膚為例,在生物技術還未發展成熟時,只能靠植皮,現在可以用細胞培養人工皮膚,「這是生物技術,加上化學工程,應用在醫學領域。」

過去30年,電機與工程學群學生前仆後繼投入半導體、面板等兩大兆元產業,創造巨大產值。現在,他們開始運用工程專業,瞄準充滿前景與「錢景」的新興產業。

【教學新發展】

電機、電子、通信類 ﹥強調系統整合

電資產業所需人力眾多,各大學分流出不同學系。電機工程學類就包括電機工程學系、光電工程學系等,電子工程學類則包括電子工程、通訊工程、自動控制工程學系等。

這些科系的差別在哪裡?簡單來說,以一支手機為例,電路(電子)、收發(電信)、顯示螢幕(光電)、記憶功能(資訊)與系統控制(電控),就是各個電機電子領域的完美結合。

台灣大學電機工程學系特別強調系統整合,教學研究涵蓋控制、電力、計算機、醫學工程、光電、電波、通訊及訊號處理、奈米電子、積體電路與系統設計、電子設計自動化等十個電機領域。

雖然有研究領域的分殊,但台大電機系並未分組。「業界變化很快,每個領域都能掌握,才能適應產業的變遷,」系主任顏嗣鈞說。

在私校部分,元智大學電機通訊學院包括光電、電機、通訊工程學系。其中光電工程學系以太陽能光電、照明顯示技術為兩大重點發展方向。光電產業隨著LED與太陽能電池等綠色趨勢,前景看好。

機械、航太類 ﹥重視實作能力

電機系的研究基礎為電學,而機械系則以力學為基礎。交通大學機械工程系主任洪景華說,喜歡動手實作、拆裝機械的學生,很適合來機械系就讀。

交大機械系的則特別強調實作,必修課程都有搭配實作演練,連服務課都有「動手」的機會,幫助校內同學維修腳踏車。太陽能車、油電混合車、混合火箭等團隊專題,學生主導程度也相當地高。

「本系的學生比機械系的學生不怕電,又比電機系的學生懂機械!」清華大學動力機械工程學系的網頁打趣地寫著。這也是台灣第一個推出機電整合課程的系所,機械與電機同時融合在大學部基礎課程,包括能源、機電整合、訊號處理、奈微米、精密機械等五大學程。

航空工程學類和機械學類息息相關,由於運用在航太工程,因此強調更精密的機械。成功大學航空太空工程學系主任鄭金祥指出,航太系重視整合性系統工程,「把機械結構、材料、流體力學、電控等全部整合起來,才能成為一架飛機。」

成大航太系是國內唯一國立大學航太學系,分成國防科技、衛星科技、民航機的設計、維修與航運管理等三大教學重點,並擁有占地22公頃的航太科技中心,供實習研究。

開設航太相關學系還包括逢甲、淡江大學等校。

鄭金祥指出,近年來台灣航太產業蓬勃發展,兩岸民航產業合作緊密;未來發展趨勢除了能源之外,也開始關注奈米的航太應用,以及航太醫工技術。

土木、水利、測量類 ﹥傳統領域加上環境永續

面對氣候變遷、災害頻傳,環境議題迫在眉睫,土木工程學群也開始強化土木防災及永續工程教育。1999年九二一大地震,臨近災區的中興大學土木工程系師生投入災害預警與防治、抗震工程;如今隨著台中縣市升格為直轄市,該校跨領域的「環境保育暨防災科技研究中心」也預備升格為都市防災中心。

中興土木系的研究領域分為結構、水利、大地、測量資訊工程等。系主任壽克堅指出,近年土木工程學類開始為傳統領域注入新元素,例如規劃與設計綠色建築,以及尋找再生瀝青、水庫淤泥的其他用途,開發其利用價值,以達到永續經營的目標。

而成大測量系的專業是土地測量及地圖測繪,近20年與資訊科學、太空科技及電子電訊量測技術積極整合,包括平面及大地測量、航空測量及遙感探測、空間資訊科學等三個專業領域,分別對應全球定位系統(GPS)、衛星遙測(RS)、地理資訊系統(GIS)等3S科技。

化學工程、材料科學類 ﹥應用領域多元 須具廣泛興趣

化學工程學系和化學系差別何在?台大化學工程學系主任劉懷勝說,差別就在於「工程」,化工系要找到對社會具有價值與實用性的物品大量生產,而大量生產就需要運用工程的概念。因此,化工系的訓練注重化學工業的程序控制與設計,必須考量經濟效益與環保問題。

化學工程除了與傳統製造業密切相關之外,也與生物、高分子、材料、醫學、半導體、電子科技、污染防治等科技有關。劉懷勝說,由於應用領域多元,因此化工系學生要對理工科目具有廣泛的興趣,「數學、物理、化學、生物至少都要不討厭。」台大化工系到了四年級,甚至加入會計與財務概念,在「程序設計」課程裡,學習設計工廠流程。

國光石化議題正熱,劉懷勝認為,民眾想到石化工程容易聯想到污染,但其實「解鈴還需繫鈴人,要依賴懂工程的人解決污染問題。」台大化工系不只期許學生成為地球村的化學品製造工程師,同時也要做環保工程師。

材料科技是許多電子、機械與光電產業的基礎,因此被稱為「工業之母」。清大材料科學系是國內第一個成立的材料相關系所,研究方向為資訊科技、光電科技、綠色科技、奈米科技、生醫科技與高性能材料科技,未來研究趨勢為奈米科技,以及材料科技與生醫科技的結合。

工業管理、工業工程類 ﹥綠色供應鏈概念興起

科技管理學類同時跨工程學群與管理學群。清大工業工程與工程管理系主任洪一峯解釋,科技管理顧名思義就是用科學方法解決管理問題,一般人常誤以為工管系只教如何管理工業,其實服務業、非營利事業等產業,甚至政府機構,也都包括在工管系所學範疇裡。

開設工管系的學校包括清大、逢甲、大葉、元智、交大、義守等校,台大則分在工商管理學系的科技管理組。

清大工業工程與工程管理系的教學研究分為作業研究、經營管理、人因工程、工程管理等四大領域。

舉例來說,如何管理便利商店的物流與庫存系統?如何設計便於操控的儀表板,讓人與工程系統的關係更加緊密?這些都是工管系討論的課題。

【畢業後出路】

隨著環境和生活形態的改變,商機一個個出現。

「能源產業已經成形了。」洪景華以新竹工業園區為例,除了傳統半導體產業,也興起LED、太陽光電等相關產業。

顏嗣鈞也認為,在光電、電動車、綠建築等高科技產業之中,可以看到前瞻性。跨領域的合作,讓電機與工程學群學生的出路愈來愈多元。

高科技不是冷冰冰的機械與工程,而是愈來愈貼近人的生活,幫助人們迎向更美好的環境。顏嗣鈞建議,電機與工程學群的學生可以利用大學期間,培養國際觀與觀察力,掌握產業脈動。他期望學生不僅成為一位工程師,也成為社會的領導人才。

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