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從周邊事物出發,學習就充滿想像與可能性

電機與工程學群
文 / 柯曉翔    
2012-03-02
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從周邊事物出發,學習就充滿想像與可能性
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為什麼手機可以快速定位你的位置?為何按下遙控器,卡啦OK的歌曲就可以升降Key?如果你曾為這些問題感到好奇,可能很適合來念電機與工程學群。交通大學電機資訊學士班主任陳紹基表示,電腦(computer)、通訊(communication)、消費性電子(consumer electronics)、汽車(car)等4C產品,都與此學群相關,電機與工程學群不僅和生活貼近,還充滿創意。

前景、錢景與趨勢

電機與工程學群可分為電機、電子、土木、生物工程、化工與材料等學類。前三者注重數學、物理等高中科目,且工程環境愈來愈國際化,也看重英文能力;後三者則需要加上化學基礎。高中生可依興趣和學習狀況,挑選適合的科系。

過去在此學群較為冷門的土木學類,也隨著氣候變遷,天災頻傳,吸引愈來愈多有志學生加入研究行列,研究的議題包括:極端氣候下的耐震建材、災害預警與防治等。成功大學土木工程學系系主任黃忠信觀察,過去第一輪報名推甄該系的高中生約400多名,現在則增加到800多位,顯示近年土木系受歡迎程度。

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。名列行政院六大新興產業的綠色能源和醫療照護產業,以及雲端運算、智慧電動車等新興智慧型產業,都是電機學群學生可以發揮所長的出路。

師長解惑

產業一直進步, 並沒有外界說的飽和

◎陳紹基 交通大學電機資訊學士班主任 ◎黃忠信 成功大學土木工程學系系主任 ◎曹恒光 中央大學化學工程與材料工程學系系主任

Q1:電機系、資工系和機械系的差別在哪裡?

A1:資工系重視利用數學和演算法,以設計軟體的方式來解決問題;電機系則利用物理和數學的方法,以整體角度來解決硬體和軟體的問題。電機和資訊需要互相支援,系統整合。

電機系的研究基礎為電學,而機械系則以力學為基礎。機械系早期著重精密機械製造、機械設計與流體力學等,後來也逐漸轉型,加入能源、信號等,與電機整合。例如,有些機械系教授研究電子消除噪音技術,這是電機技術,但應用上跟機械相關;還有微機電,這些極其微小的裝置是機械,但有些動力依靠電子。

Q2:女生適合念電機系、機械系嗎?

A2:適不適合念哪個科系,不因性別而異,端看興趣與性向。女生確實占電機系和機械系的少數,但也更受到師長的關注與鼓勵。事實上,長期觀察下來,女生平均表現比男生還傑出。

Q3:實施無薪假的企業以電子業居多,電子業市場是否已經飽和? A3:電子業跟生活息息相關,市場和經濟規模最為龐大,如果電子業蕭條,那麼其他產業也會面臨同樣的問題。

此外,電子與資通技術的應用創意無限,未來將會有更多、更好、利益人類生活的電子產品被推出,因此市場並無飽和的問題。

至於無薪假,需釐清的是,哪一種類型的無薪假?如果市場需求減少,生產線需稍微降低產能,生產人員較會面臨無薪假問題。然而,要有競爭力,研發不能間斷,市場一直存在需求。

Q4:土木系、環境工程系和建築系的差別?

A4:若以一棟建築為例,建築系注重美學、藝術,設計建築物的外觀與內部;土木系關注的問題在於,這棟建築安全、結構有沒有問題?如何搭建?這些問題要利用數學、力學等方法計算。且土木系關注的範圍不僅止於房子,還包括橋樑、河川、山坡地與隧道等。 環境工程是土木工程的一支,應用科學與工程方法改善環境,包括自來水工程、衛生工程、汙水處理工程等。

和土木系最大的差異是,環工系比較注重化學的概念,例如,解決汙水排放的微生物汙染,就要使用化學的方法。

喜歡大自然、土木與建築工程的高中生,可考慮選填相關科系。有一個簡單的方法可判別:若喜歡化學,可考慮環工系;若喜歡物理,可考慮土木系;具有美學、繪圖能力的同學可選讀建築系。

Q5:化工系和化學系有何差別?

A5:化工系和化學系的差別在於「工程」,化工要找到對社會具有價值與實用性的物品大量生產,而大量生產就必須要運用工程的概念。

因此,化工系的訓練注重化學工業的程序控制與設計,須考量經濟效益與環保問題;化學系則著重化學基礎理論、運作原理與方法,創造新興產品與合成方法。

單純對於化學有興趣想進一步深究的高中生,可選擇化學系;若對化學應用產業有興趣,可選擇化工系。

Q6:化工系和材料系的差別?

A6:傳統來看,材料是用物理手段處理固體,例如冶金、鋼鐵;化工是用化學(再加上一點物理)的手段處理氣體、液體等流體。但隨著現代發展,材料愈做愈精細,也慢慢走向化學的方法,化工也走向材料,例如發展生醫材料,人工皮膚就是很好的一例。兩者的連結逐漸加深。

學長姐領路

「這裡課業真的不輕」, 還要玩大大小小的課外活動

◎帶路學長∕陳柏任(台灣大學電機工程學系三年級)

要在第二類組數一數二志願、台大電機系生存,不是件容易的事。用六個字形容:課業重、活動多。攤開三年級學生陳柏任的書包,原文書厚厚一本,拿來當枕頭都嫌高。

「不能因為(指考)分數到了,就填電機系,要有興趣,這裡課業真的不輕,」陳柏任說。他擔任系學會會長,和同學一起舉辦了電機週、電機之夜等大大小小的活動,點綴忙碌的課業生活。

三年前,陳柏任大學學測剛考完,對於電機、生命科學、外文、經濟和哲學系都有興趣。由於他的數學和物理表現不錯,最後決定試試看會頻繁使用這兩個科目的電機系。

在台大電機系的日子,他每天都在學習新的事物,也逐漸發現,日常生活許多習以為常的事物背後的奧妙。例如,為什麼按電腦鍵盤的「Enter」就可以換行?iPhone 4S的聲控系統Siri如何辨識人聲?這些簡單的動作,卻隱含精密且複雜的軟硬體。這一切,讓陳柏任覺得有趣極了。

台大電機系臥虎藏龍,同學之中,就有奧林匹亞國手、魔術方塊好手、轉筆比賽全台冠軍。陳柏任也有深藏不露的絕技。很難想像,這個染著頭髮的時髦大男孩,竟是長笛好手,在建國高中時曾參加樂旗隊,現在則擔任台大數位媒體創作社教學幹部。

在電機系,他學習影像處理的不同方法,也加入電機系多媒體影像處理實驗室做研究;在社團,他從編劇、拍攝到後製,對細節錙銖必較,也和社員一起激盪,把創意凝結在影片中。

蘋果創辦人賈伯斯(Steve Jobs)曾說:「我喜歡站在科技和人文的交會口。」站在電機與音樂、影像的交會口,陳柏任這位未來的工程師,五年、十年後會玩出什麼花招?令人期待。

「十選二實驗」探索興趣

台大電機系的課程分成自動控制、電力系統與電力電子、計算機、光電、電波、通訊與信號處理、奈米電子、積體電路與系統、電子設計自動化、醫工等十個領域。三、四年級時,學生必修「十選二實驗」,選擇兩個領域深入瞭解,也進一步動手實驗。

例如,在數位電路實驗中,有個作業要設計可以運作的紅綠燈。在模擬十字路口中,綠燈換紅燈的同時,另一個燈號要從紅燈變綠燈,互相配合。教授通常只會告訴學生方向,學生要自己發想並完成。電機領域十分廣泛,「十選二實驗」幫助學生探索興趣,也選擇深造的方向。

「創新競賽」跨領域合作

許多電機資訊工程相關科系學生會參加校內外創新競賽,將課堂所學實際應用。台大創新競賽更鼓勵不同學院學生跨院系組隊參加,創造具競爭力與價值的作品。去年底,台大創新競賽邁向第十屆,分成APPs組與生活組,前者以網路手機平台為架構的服務及應用創新為主,後者則發想與未來生活有關的創意。

校外的創新競賽更重實作與市場價值。例如一年一度的旺宏金矽獎,為半導體設計與應用大賽,每年吸引許多學生報名。交通大學電機資訊學士班主任陳紹基表示,創新大賽結合跨領域團隊,開發的創意愈來愈貼近生活。類似的競賽培養學生實驗精神和經驗,也加深產學合作。

「專題課」演練技術

陳柏任在大三的專題課,加入系上教授實驗室團隊,研究多媒體影像處理。一、二年級多為基礎課程,到了大三,在專題課開始深入閱讀論文,也實際演練論文裡的技術。

在專題課上,陳柏任思考許多問題:監視器的畫面因天色昏暗而不清楚,要如何把影像還原?體感遊戲Kinect如何讀取人體資訊,又如何轉換資訊?研究自己有興趣的問題,讓陳柏任覺得專題課既好玩,也充滿挑戰性。

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