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填志願先搞懂:基礎科學是科技創新關鍵!念理學院科系未來出路?

理學院跟工學院的差異是?念基礎科學未來發展很侷限?一定要念研究所?數學、物理與化學是現代工業與科技發展的基礎,理學院想培養的是科學家的求真求實精神,工學院則是培養實作強的工程師,想念理學院的你,可以先檢視自己是否對探究未知問題有強烈的慾望。
2023-03-09

喜歡用邏輯思考事情的理學院,適合愛追根究底的你

喜歡數學、物理、化學?你認清高中與大學所學的差異嗎?你不需要聰明絕頂,卻要有打破常規、追根究底的好奇心。數理化學群是奠定現代科學的基礎,強調縝密思考、系統化的科學訓練,因此在切入任何其他領域時格外容易,成為科技、金融產業的愛用人才。

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數學好就來念數學系?挖掘數字背後的意義,AI與大數據的理論基礎就是數學!

「數學只是輔助,你只會數學可能沒辦法找到好工作,但如果你不會數學,很多事情都沒辦法做好!」

成大數學系的任靜宜坦言「許多人常覺得數學是一門艱澀不實用的理論學問』,其實數學最常見的實務結合便是寫程式,所以數學系畢業除了從事教職、補教業之外,很多人會轉往統計、經濟、資工、工資管等研究所進修,如果繼續在數學領域鑽研,也不代表未來只能走學術圈,以代數為例,其延伸領域為密碼學,畢業後還可以到密碼公司、國安局等單位工作。

或許數學系不是在就業市場上最有光環的科系,但是帶給靜宜最多的是用數學思維看事情,讓她在面對各項研究數字時,不會輕易被表面所蒙蔽,而是能思考它背後的意義與成因。只要你用心學習,將之活用於資工、統計、經濟等領域,也能成為職場上的搶手人才。

「我緊握數學教育的鑰匙,走向資工、計算數學的大門,透過第二專長跨向資訊、金融、通訊業,希望在未來成為一位斜槓工程師兼教育家。」

「數學系適合誰念?」師大數學系的廖家緯表示,不同於著重「計算」的高中數學,大學數學的重點在於抽象的邏輯思考以及嚴謹的證明。建議國高中生們可以參加臺大科學教育發展中心舉辦的「科學史沙龍」,或師大電機系教授舉辦的「數感嘉年華」,提早確認性向。

同學若希望跨域至 AI、5G、量化交易分析等領域,家緯認為「微積分」、「線性代數」、「機率」、「統計」這四個科目最為重要,打下紮實基礎,有助於未來在不同產業端的應用。

大四時家緯在就業博覽會上認知到,程式設計已是必備能力,曾經排斥寫程式的他輔修師大資工系,也投入「國家理論中心大專生暑期研究計畫」,利用程式與數值模型來處理影像。家緯用全新的眼光看待自己所熱愛的數學,在教學中發現自己的影響力,也在轉向資工的路上更加確信數學的實用性。

「數學如同內功,如果想要跨到其他領域(如統計、資工與經濟等),都快速上手與掌握其核心。」

清大數學系的陳柏穎,解釋高中數學以帶例題和計算居多,評分也以紙筆測驗為主,但到了大學,課程會以「證明」為主,注重概念和原理,更有部分程式實作課和團體報告,可能有「答對幾乎沒分數,答錯幾乎滿分」的狀況!柏穎認為,若同學很有興趣了解高中數學課本、生活日常背後的數學理論,就適合讀數學系。

「數學嚴謹的論證過程,和分析社會現象的過程是很相像的,我們可以用數學的訓練來判斷各種說法有沒有道理。」在未來出路上,除了教學與研究之外,從金融數學、自動化交易、石油探勘到供應鏈管理,數學人在業界也能展現價值。柏穎提到福特汽車曾有一段虧損時期,當時的資深管理層偏好將零件外包,但一位研究員將十萬個變數、上百萬的非線性限制條件組成模型,找出混合策略的最佳解,替福特省下 4,000 萬美金,不難看出數學對產業極大的貢獻!

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讀數學系不被看好,現在我是搶手精算師

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超乎想像的未來世界,你知道科技發展的基礎多半都來自物理定律!

「從程式語言到半導體產業:你想不到的物理系!」

中原物理系的的黃柏翰笑說,每當別人問起物理系出路,他總回答「想得到的工作就像工程師,想不到的就是模型建構、軟體工程師等。」模型建構不單指數學模型,亦可以做「經濟模型」,另外因為會接觸到許多程式,所以部分學生畢業亦會擔任軟體工程師。

「為何物理系學生要會寫程式?」柏翰解釋,許多物理數據都是以千、以萬計算筆數,當然需要程式輔助;不論是資料處理、分析與作圖的 Python,處理文書編輯排版以投稿國際期刊的 LaTex,甚至是更嚴謹的語法 Fortran,都是他會使用的工具。

柏翰特別解釋;以積極設廠的台積電為例:當台積電持續將製程推進為三奈米、兩奈米,電子就不再是電子,而會以「波」呈現,產生穿隧效應,導致漏電。這時就需要有紮實電子學、電動力學、量子力學基礎的物理專業者來攻克難題。

「讀數資班、參加全國科展,是我與基礎科學相遇的開端」

清大物理系的楊添福,就讀臺中二中時為了數資班必修的專題,展開一系列物理及力學的實驗並參與全國科展,過程中發現自己對於進行重複的實驗步驟頗具耐心;加上他參加過光電營,確定自己對於電子元件、電子儀器等『應用科學』毫無興趣,且考量若選擇應用科學,未來較難轉換跑道,所以還是選擇科技研發基礎的物理系。

「我會說清大物理系是臺灣讀物理系的首選,除了物理、光電課程,天文類的課程也非常完整。」添福指出物理是所有科系的基礎,物理系著重紮實基礎科學的訓練,電機系則是以電子儀器與數值計算為主;以機器人為例,物理系要了解深度學習的原理,而電機系則是想辦法讓機器人動起來。若跟機械系相比,以造橋為例,物理系要知道橋為什麼平衡,以力學理論為基礎,機械系則是要知道怎麼造出平衡的橋,就必須要學工程圖學。

「適合念物理系的同學通常會滿好勝的,喜歡去挑戰現有制度,挑戰現有的答案。」

彰師大物理系的蕭輔力教授觀察,念物理系其實不需要非常聰明,或是說數學要多強,因為大學物理系所需要的數理和高中是不一樣的,每個人都是從頭學習;需要具備的特質是有觀察力,並具備一定程度的好奇心,喜歡追根究底。

蕭教授指出「如果你在讀物理系的過程中,是有好好思考的,那你看世界的角度真的會變得不一樣」,不管是對工程、或者生活層面,你都會有不同的看法。提到大家好奇的未來出路,教授分享大概有 60% 畢業生會繼續升學,選項不外乎就是頂尖大學的研究所,像是光電所、物理所、電機所、電子所,從研究所畢業後大部分是進入科技業服務。剩下的 40% 的同學,會有一半是去教師實習,,剩下的一半則是選擇畢業後直接就業,就業領域大部分是在科技業界,物理系畢業生其實很有優勢,因為課程包山包海,各個基礎學科都有。

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化學跟生活結合十分緊密,實驗實作能力強,化工、製藥或食品產業都需要你!

「我很喜歡化學,升大學時我全部填的都是化學系。你可以把 Chemistry 拆開來看,Chem is try,化學就是不斷嘗試、不斷創新!」

高醫大醫藥暨應用化學系的黃柏鐔,在國中上理化課時,就為酯化反應的實驗點燃對化學的興趣,高中再接觸到進階的銀鏡反應、阿斯匹靈合成等實驗,讓他更確立自己未來的志向。柏鐔在大一下學期便加入研究奈米、發光材料的實驗室,從零基礎開始跟著教授、學長姐們做研究,遇上無數次實驗失敗的挫折,也曾為成功合成化合物而開心到想落淚。

柏鐔表示,醫化系的本質還是化學系,分為「醫藥化學組」和「應用化學組」,填志願時就須決定要就讀的是哪一個組別;而兩組的差別主要在於必修和選修的不同,「醫藥化學組」必修生物化學、藥物化學等一般化學系歸類為選修的課程,「應用化學組」則可看作一般的化學系。「不管是醫化組還是應化組,都會探討化學的四大核心領域,也就是有機化學、無機化學、物理化學、分析化學。」

柏鐔說「興趣最重要!我只要走在最喜歡的一條路上」,經過大學四年,他對化學由最初的喜歡轉為熱愛,夢想成為專業的化學研究人員,將科學知識傳承下去。

「實驗對於化學系很重要!因為理想不等於現實,一加一不一定等於二,因此需要靠實驗來找出問題。」

彰師大化學系的張圓梅說道,從之前火紅的蝶豆花變色飲品到奈米科技,生活中處處是化學的足跡,相對於物理,化學是一門更為具體而容易觀察的學問。一般人對化學的印象常是「危險」,但圓梅解釋,只要確實遵守實驗室法則,便沒有安全問題。

圓梅提到化學系最重要的專題實驗,在實驗前必須先寫「預報」,了解為何做、如何做,實驗後則需撰寫「結報」,說明如何處理數據、實驗過程中的困難與心得,透過每一次失敗,都將錯誤的路徑一一排除,其實也離成功越來越近。

與其他相似科系相比,圓梅以蛋糕做比喻,化學系學的是「研究做出一個蛋糕的不同可能方式」;化工系的重點是找出大量生產蛋糕的方式,格外重視物理能力;化材系學的是如何提升蛋糕品質,研究材料本身的特質。

「 Life is chemistry! 人體每天都在進行成千上萬個化學反應,化學不該是負面的形容詞,而是世界運行的方式。」

就讀清大化學系的黃靖嵐,在高中時即對生物和化學懷有濃厚興趣,故以能結合這兩項專業的「製藥」為努力目標。清大化學系除了重視基礎科學理論,亦講究實驗,在做專題研究時,必須加入系上相關的實驗室,靖嵐提醒在選擇實驗室時除了要考量自己的研究興趣,也應留意實驗室的氛圍、作息是否適合自己。

化學系畢業出路多元,對基礎研究有熱情的,可以進修碩博班或做博士後研究,擔任中研院研究助理、大學教授、實驗課講師或助教;希望進入業界的同學們,多選擇工業製造領域,處理高分子聚合物、食物加工、製藥等;想投入醫藥保健領域的同學,可以在衛生署、藥檢局、中研院、醫院等處服務;在環保領域中,化學系同學們可以擔任環境檢測、古蹟維護的角色;若對法律專利和公職有興趣,亦可成為實驗室採買、食品品管人員、案件現場鑑識人員等。

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雙專長的理學院學士班?單一專長不夠用,雙專長加值你未來的競爭力!

「雙專長會不會所學不精,畢業會比不上本系生?你不是一張紙,不是一張畢業證書就可以做代表,跨領域已是目前世界的主流。」

「我的專長是數據科學+資工。」就讀清大理學院學士班的盧永騰,求學歷程順遂,不曾停下來思考方向,上大學時永騰為了職涯前景,選擇物理+電機的組合,但每學期拿 C- 邊緣的成績,讓他沒辦法抱有熱情學習新知,直到大三課業受挫,他終於鼓起勇氣轉換跑道,進到數據科學領域。

清大理學院學士班的學制為「第一專長+第二專長」,大二時,同學可選擇是否要分流到數學、物理或化學系,但大部分學生會選擇保留第二專長,如同培養第二把刀。第一專長有五大領域-數學、物理、化學、前瞻材料、數據科學可選擇,第二專長則可任意搭配其他學院科系,如電機、生科、哲學、心諮等。

永騰歷經波折,勇敢把兩個專長都換掉,他體會到面臨選擇時,應考慮一條自己有興趣、有能力也有未來的路,想好之後,當斷則斷,不要在乎一時的失去。學院學士班靈活的學制也讓他的大學生活有重新反轉的機會,並也順利推甄上研究所。

選填志願,該考量熱門科系、薪水、還是興趣?

經過上述學長姐們的經驗分享,建議同學們可以先多了解每個科系修習課程的差異,你喜歡做實驗嗎?你熱愛天馬行空的思考與追根究底找出答案嗎?哪些產業是你比較有興趣的?建議可以先去看看這些職缺的學歷需求,也可以評估是否要念研究所再做科系選擇的評估。

「你現在讀的是熱門科系,畢業後不見得還是一個熱門的科系;相同的,你讀了一個所謂的冷門科系,或許十年後你會成為這個領域的專家,這都很難說。」

暨大應化系的郭明裕教授表示,國家政策、科技發展都處於持續變動的狀態,以熱門或冷門科系作為選填志願的考量並不必要。他也特別點出,有些同學擔心就讀理學院可能找不到工作,但任教多年的觀察,大部分學生畢業後不但在求職場上炙手可熱,還都進入不錯的公司,反而在大學選擇理學院科系,把基礎紮好,未來在升學和求職的道路都更加寬廣。

「比如說讀物理系,碩士班可以繼續讀物理,也可以選擇讀光電所、電子工程所、材料所;那你讀化學系也是一樣,畢業後可以留在化學領域,或者可以去讀材料所、化工所。」因此,郭教授說:「填志願最重要的還是看你對什麼有興趣,有興趣是很重要的事,因為你才會有動力花很多時間在這個領域上。」

作者 IOH 編輯部

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