大同大學 機械與材料工程學系教授 魏哲弘

出走臺灣後，我選擇回國任教

「我們那時候的高中生比較會受到聯考歷屆排名的影響，理工的學生很簡單，生物好的你就想說可以唸醫學院，不是那麼喜歡唸生物的就唸理工。」目前於大同大學機械與材料工程學系任教的魏哲弘教授，自承自己當年選擇科系其實沒什麼特別的依據，之所以就讀臺大機械系，是因為高中數學跟力學學得還算不錯；大學畢業後，他先後於美國卡內基美隆大學（Carnegie Mellon University）、賓州大學（University of Pennsylvania）完成其碩士和博士的學位，而後回國擔任教職。

「我們都覺得機械比較偏力學，我在國外讀書時走的也是固力組，但回國後做的研究，就結合了力學和半導體製程。」致力於研究透明導電膜、薄膜力學與機械性質的分析，魏哲弘教授自身就是結合機械與材料專業的最佳代言人，而他也在擔任大同機械系主任的期間，成為大同大學將機械系與材料系整併的推手之一。

機械與材料的交集點，說起來還是 Engineering

「機械系在畫圖的時候大概就是到 millimeter，材料系至少可以小到奈米，甚至看到一個原子，乍看下好像不同，但你還是可以用 engineering 的角度把這兩個系整合在一起。」魏哲弘教授表示，材料系要做任何製程，還是要由工程切入，若要以材料系比機械系更看重化學來區分，他則以自身的經歷回答道「機械系不是不看重化學，我當年大一的時候也修化學，後來一直不知道化學要做什麼，直到唸半導體的時候，才知道化學非常重要。」他說，化學是一種微細的加工方式，材料系的學生經常得接觸化學實驗，是為了從事更進階的加工與分析，而機械系更重視圖學，其所學較具系統性及功能性。

放到產業上來看，則更顯機械與材料整合後的優勢，「打個比方來講，半導體產業在找人時，通常機械系是做設備工程師，材料系就是做製程工程師，未來機材系的學生可以做設備，也能做製程，將來還可以做廠長，因為他什麼東西都懂，可以處理廠務的規劃。」

大同大學機械與材料工程學系的課程規劃

「我們開設三個專業模組，一個是偏傳統的機械，機械系的課我們都還會開；另一個模組就是偏材料，開設材料系的課程；我們還會提供第三個模組，就是機械與材料的課程都可以修，讓學生嘗試走出屬於自己的路。」魏哲弘教授表示，選課的壁壘將會消失，學生可依據個人興趣，自由選修機械或材料的課程，同時習得機構、製程的專業。「未來的科技還沒有被定義，可能在特斯拉工廠裡的某一個位置，就是為這樣的學生所設計的。」

關於四年的課程規劃，魏哲弘教授說，大同機材系將原本機械系和材料系的共同必修列為系必修，例如製造程序、圖學、熱力學、材料力學等課程，多會安排在大一、大二修完；而過去機械系的必修課就納入機械組的專業選修，材料系的必修課納入材料組的專業選修，當然也可以自由選擇機械或材料的專業課程。

讀工學院，一定要有的實作課程

「我們大一有一門課，叫做『機械製造』，我們叫學生做一個投籃機，當學生看到自己做的投籃機能把球投入籃框裡，他們的興奮跟成就感真的難以言喻。」魏哲弘教授表示，大二的「機構學」則要設計玩具，再請鄰近國小的孩童前來評分，於是學生不僅要會製造玩具，還要成為最佳推銷員，讓孩童們願意把評分貼紙交給他。升上大三，學生還得完成一輛自走車，把所有學過的自動控制、機電整合的技能都用上，讓車子沿著自己制定的圖形移動。「我們系上的課程強調從大一到大四都要真正去實作，真正去 try and error，希望學生可以從動手實作了解怎麼把書本裡的知識運用在日常生活中。」

即便機械工業已經發展到智慧製造、工業 4.0、AI 智能機器人的時代，但魏哲弘教授認為，這不代表我們就應該捨棄學習車床、銑床等較基礎的技術，透過「做中學，學中覺」，還是能夠真實地覺悟基本的材料與加工是怎麼一回事。

機械系與材料系合併後，未來有哪些出路？

「材料系訓練的是製程的、化學的、fundamental 的知識，機械系訓練的是系統的、設備的、整體規劃的概念，從知識結合設備的規劃，我覺得機材系的學生到任何公司的發展潛力都滿大的。」魏哲弘教授以半導體產業為例，當大家都在尋找取代矽的材料，思考如何從實驗室的 prototype 做到大量生產的規模，同時具備機械與材料專業的學生不但能分析材料、改善製程，還可以研發設備，肯定能在半導體產業擔任重要的角色。

而當紅的電動車產業也是機材系學生能夠好好發揮專長的領域，魏哲弘教授自信地說：「材料就是電池啊！將來電動車裡面的 engine 已經不是引擎，而是那顆電池，車子裡面本來就是機械系的傳動、馬達，自動駕駛又跟 AI、自走有關係，機材系的學生一定可以搭上這個產線！」

大同大學提供哪些學習資源？

「大同公司是臺灣少數的百年企業，前董事長每年都提供學校上百個實習的機會，而那些實習都有給付薪水。我們每年也都安排大一新生做工廠的參訪，不管是重電、加電廠，都是為了讓學生知道大集團裡面的產業是怎麼一回事。」魏哲弘教授表示，大同大學基於集團的支持，能夠提供學生業師指導、工廠參訪，以及豐富的實習機會，甚至還可以到海外實習。關於海外學習，系上學生就有不少申請到美國愛荷華大學（The University of Iowa）、荷蘭方提斯大學（Fontys University of Applied Sciences）進行雙聯學位或交換。

「大同必修日文的傳統從林挺生校長時就已經存在了，舉一個最簡單的例子，夏普的社長戴正吳是大同化工系第一屆的畢業生，先進入大同公司，又到日本派駐，後來被郭台銘先生請去當夏普社長。」魏哲弘教授認為，有時候會聽到學生們抱怨得多學一門語言，但學習第二外語的好處，在學生時期未必能感受得到，通常要到出社會後，才會感謝學校有這樣的規定。

誰適合讀機械與材料工程學系？

「機材系的學生肯定要有幾個特質，第一個是要有好奇心，對未知的現象會想藉由動手實作、做實驗、親自驗證這樣的現象。」在大同任教將近二十年，魏哲弘教授認為擁有足夠好奇心的學生最適合進入工學院，同時還需具備主動學習的精神和邏輯思考的能力，而這些特質都能夠在高中階段培養出來。至於擅不擅長數學，倒不是最重要的，他說：「也許你不是那麼喜歡寫方程式，但沒關係，如果覺得自己滿喜歡動手實作，也可以發展出解決問題的能力。」

給高中生的備審面試、學習歷程檔案的建議

「目前 108 課綱的精神，不是要你每科都強，而是要你找出一個強項，去強化它，我覺得這個精神滿對的。」談起面試學生，魏哲弘教授斬釘截鐵地說，學生應該先思考自己是個什麼樣的人、有什麼長處、未來想專精的方向，將來進入大學，讀起書來才會比較快樂。他更直言，大學教授在看學生的備審資料時，想要看到的真實的呈現，而不是未經思考、從坊間給的制式化答案，更不要只是為了加分而去參加各種營隊與服務。「在口試的時候，老師會問你為什麼要參加那個營隊、營隊裡最有趣的是什麼？如果你對這件事真的有感覺，講出來大家感受得到。我們看的不是活動本身，看的是你的反思、你的想法、從中獲得什麼樣的收穫。」

打破科系的疆界，讓專業從奈米橫跨微米

「材料可以小到奈米的結構，機械系偏微米的結構，但是兩門專業使用的理論非常接近，其實都是 Continuum mechanics 的東西。」跨領域學科的整合，對於本科就讀機械、研究領域偏向材料的魏哲弘教授來說，是很自然的一件事；他也期許將來的學生能經由系核心的必修訓練，找到更適合自己的發展方向，這才是所謂「適性適才」的落實方式。

「我們近年來積極地把機械與材料、化工與生技等科系整併起來，是希望學生可以直接展開跨領域的學習。」魏哲弘教授以台中捷運故障的事件為例，若同時具備材料與機械的知識，就能從更鉅觀的角度思考問題；當學生在學習時不為科系所框架、以開放的心胸去學習，也就更有可能培養出解決問題的能力，因為我們生活中遇到的種種問題並不會自己定義為「熱力的問題」、「材力的問題」、「機構的問題」，最終你還是得自己定義問題、找到解決的方式，而這正是要成為一名工程師必備的專業技能。