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數理化學群

跨領域學程興起,掌握最新知識
文 / 王怡棻    
2013-01-30
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數理化學群
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高中生一般對基礎科學數學、物理、化學並不陌生,然而大學理學院的數學系、物理系、化學系卻像是截然不同的領域。

「高中學的非常基礎,在大學除了著重實驗,更要懂得使用科學語言──微積分,推敲現象後的真理,」清華大學理學院院長古煥球說。

國內多數大學的理學院都擁有悠久傳統,然而在強調多元整合的國際潮流下,各校系近年的課程設計,都有明顯的調整。 其中,最顯著的現象,就是跨領域學程的興起。

比方,中原大學理學院開設的奈米科技學程,即結合物理、化學、醫學工程、生物科技等多系的師資,提供學生一系列關於奈米科技多元面向的課程。

中原大學理學院院長黃敏章表示,一個學程大多為12~24學分,修完會發給學生「學程證照」。

為了加強學生跨領域與最新的生物科技知識,現在中原理學院學生都要修生物科技課。

另一方面,為了給予學生更多選課上的彈性,數學、物理、化學三系近年在必修學分上都大幅減少。

古煥球表示,理學院學生在大一、大二是以系上必修課為主,但到了大三,就能依個人興趣及性向到教授實驗室進行專題研究,或選修跨領域課程。

另一方面,在科技進步一日千里,新的知識技術迅速擴充的情況下,值得教授的新課程自然迅速增加。

古煥球表示,縮減原本的必修課,反能讓學生有更多時間了解最新的科技脈動,對未來進入職場也有相當助益。

師長解惑

邏輯能力很重要,數學好才能游刃有餘

Q1>我高中理科不錯,但我不確定理學院還是工學院比較適合我,可以給我一些建議嗎?

A1 理學院與工學院喜歡的學生不太一樣,工學院喜歡嚴謹、善於用公式解題的學生。理學院不那麼要求嚴謹,反而喜歡有創造力、想像力、願意創新的學生。換言之,不那麼墨守成規的學生,比較適合理學院。

讀理學院要具備很強的邏輯思考能力,因為不論是念數學、物理、化學,都需要運用推演能力,不是套公式就可以得出結果。讀理學院時,邏輯強的學生往往能較快進入狀況。

數學、物理、化學三系雖然都屬理學院,但彼此間有些差異。物理是一半理論一半實驗,化學是九成實驗一成理論,數學則是理論居多。

也因此,化學系適合喜歡動手實驗的學生,數學系適合喜歡動腦思考的學生,物理系適合喜歡手腦並用的學生。

不過,若就能力而言,念理學院不論那個系,最好都對數學有興趣,數理底子佳,念起來才游刃有餘。

Q2>我大學想就讀理學院科系,但全國幾乎每個學校都有理學院,我該如何選擇?

A2 在選擇學校時,可以觀察學校實驗室的設備。尤其是想念物理、化學系更可以注意這一點。如果學校研究做不錯,實驗室通常不會太差。當學生在學校就學會專業的儀器操作,或至少有基本的接觸了解,對未來求職都是一項加分。

除了設備,師生比也可以列入考量。若師生比低,學生進入教授研究室或實驗室,進行專題研究的機會就高。此外,若系上教授與外界機構(如工研院、國家實驗研究院、科學園區等)有長期且密切的合作,往往也能提供學生額外學習機會,如暑期實習、產學合作等。另外,還可以考慮學校的支持系統,也就是學習上有問題時,是否有人協助解答。因為學生在研讀理學院課程,尤其是大一的微積分、普通物理、普通化學等時,常會遭遇困難。而下課後不見得能找得到老師詢問,如果學校有設立諮詢中心,有專人(如助教、研究生)在定時定點讓學生詢問課業問題,對學生是很好的幫助。

Q3>在念理學院時,我可以如何充實,讓自己對專業有更深入的了解?

A3 只要有心,理學院學生有相當多學習機會。比方,大三時就可以到老師的實驗室做專題。暑假時間,可以把握學校提供的交換學生機會,去國外大學修課,增廣見聞。若學生在研究上做出不錯的成果,還有機會去國外參加會議,通常學校在這方面都會很支持。此外,現在國內各大學術機構、大學都常舉辦國際會議,甚至邀請國際級大師,如諾貝爾化學獎得主來台演講,有興趣的學生都可以主動參加。

Q4>理學院畢業工作好找嗎?是不是一定要繼續念研究所?

A4 念理學院畢業大多會繼續念研究所,尤其物理及化學系,繼續進修的往往超過七成。數學系畢業有些會去找國中教職,所以念研究所比例低一些。

若以未來工作來看,物理及化學系畢業,許多會進科學園區,從事半導體、光電、資訊、電子等產業的工作,因為科技業不論薪水或職缺,都比起學術界多。台積電、友達、聯電等大型科技公司都很喜歡理學院學生。

奈米科技及化學生物相關產業,是近年新興的熱門出路。也有人會選擇去公家單位,比如對地球物理、天文物理感興趣的學生,就會考慮去中央氣象局工作,不過基本上這類屬少數。

此外,化學系因為具備化學合成能力,還可以去藥廠工作,許多大型外商藥廠薪資都十分優渥。數學系則可以往金融業、保險精算、數理統計相關領域發展、也可以轉資工,走向軟體設計方向,或是考精算師,發展相當多元。

學長姐領路

學士班雙專長的設計,可給學生較高自由度

帶路學長∕ 傅柏鈞 清華大學理學院學士班三年級

戴著粗框眼鏡、身穿休閒襯衫,典型理科學生樣的清大理學院學士班大三生傅柏鈞 ,在面對選校選系重大時刻時,和大多數學生一樣迷惘。「我只知道自己對文科沒興趣,數理化還可以,但其實不確定自己到底想讀什麼,」當時就讀新北市海山高中的他坦白表示。

藉著繁星計畫的校內推薦,傅柏鈞順利申請上交大機械系、清大工程與系統科學系、以及清大理學院學士班。經過反覆思量,他決定選擇「雙專長」的理學院學士班。清大理學院學士班的設計,是讓學生在大一於物理、化學、數學中擇一做為「第一專長」,到大二時再選擇第二專長。第二專長可以是清大任何學院的科系,如材料系、電機系、外文系、生科系等。「理學院學士班雙專長的設計,可以給學生較高的自由度,」目前以「電機」為第二專長的傅柏鈞認為,自己希望能從理論開始研讀,但若單選理學院卻又有點「太理論」,還是希望能搭配多一些應用。

之所以選擇電機做為第二專長,傅柏鈞回憶,他是在大一念普通物理時,發現自己對電學的興趣,加上和學長請教,才做出這個決定。

高中、大學課程難度差距大

回顧理學院學士班的課程,傅柏鈞大一修了普通物理、普通化學、微積分、應用數學,大二開始修電磁學、理論力學、應用數學等科目。他表示,大一課程多是基礎課,普通物理學屬於概論性質,應用數學則是教授物理系會用到的數學工具,比方解電磁學所用的特殊方程式。「就像理學院基本功,之後會一直用到,沒修好未來上課會很吃力,」傅柏鈞說。

比較高中與大學課程,傅柏鈞表示,兩者在難度、深度、廣度都有宏大的差距。「國、高中探討的是現象,大學則是告訴你背後的道理,偏重抽象的理論,」傅柏鈞表示,在修了大學的物理課,他才知道許多現象其實可以用數學來表達,而且可以用一套理論加以解釋,「不好念,但是很有趣。」

從營隊中學習成長

雖然課業不輕鬆,傅柏鈞認為,系上重頭戲營隊「理雙營」還是相當值得投入。在高中時代參加過類似營隊的他,在念清大理學院學士班後,已經擔任三次營隊的工作人員。時常在營隊中擔任「小老師」,一次教60多位高中生電磁學的經驗,讓傅柏鈞深刻感受到什麼是「教學相長」。

「要懂一樣東西才能教得好,」傅柏鈞表示,雖然課程只有短短一小時,但他在準備時會閱讀大量資料,整理出一分有條理的統整教材,再加以教授,「每次上課都是溫故知新的好機會。」

「每一次對著台下的高中生講課,就好像看到過去的自己,」他表示,從與高中生互動、解答學子的疑惑,讓他更加感受物理有趣實用的一面。

數學能力愈強愈好

傅柏鈞坦言,理學院學士班的課業算是「滿重的」,因為課程偏重抽象理論,必須以數學為基礎、進行證明推演,往往需要花很多時間思考。「念理學院,要喜歡探究現象背後的原因,有好奇心,而且數學能力愈強愈好,」他有感而發地表示,高中生選擇理學院,除了要對理論研究有興趣,數理化底子不能太差,否則硬念恐怕會很痛苦。而在高中階段,最好也能多方充實相關背景知識。

2013年01月

2013大學特刊

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