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1996年6月29日 星期六

「材料科學學會」在人才培育方面的想法與做法


「材料科學學會」在人才培育方面的想法與做法*

陳力俊
國立清華大學材料科學工程研究所


摘要
材料為工業產品的基石。材料科學與工程主要探討材料結構、性質、製程與功能的相互關係。一方面與基礎科學關係密切,一方面又與各類工程應用息息相關,具有高度科際整合性。民國六十八年行政院明定材料科技與能源、資訊、自動化並列為我國四大重點科技,促成近年來國內材料科技蓬勃發展。我國天然資源極度貧乏,國家建設發展有賴高素質人才。欣逢「高雄工學院」舉辦「1996 科技研討會」,特以「材料科學學會」在人才培育方面的想法與做法為題提出報告,就教於諸先進,以冀由交換心得集思廣益,作為往後推動工作的參考。

關鍵詞:人才培育,材料科學學會


一、前言
材料為工業產品的基石。材料科學與工程主要探討材料結構、性質、製程與功能的相互關係。一方面與基礎科學關係密切,一方面又與各類工程應用息息相關,具有高度科際整合性(Interdisciplinary)。第二次世界大戰以後,各先進國家皆以材料科技為發展重點,促使材料科技快速進步。由於材料科技與高科技產業發展的密切依存關係,目前美、日、歐洲各先進國家亦莫不以材料科技為優先發展項目。
在一九六零年代以前材料科學學術研究與人才培育皆在其他理工系所如冶金、物理、化學、機械、化工、電機系所進行。一九六零年代初期材料科技成為一獨立學門之時機已趨成熟。美國麻省理工學院成立了世界上第一個材料系所,至今各先進國家知名學府無不設有材料系所,而材料科技也飛速進步。國內第一個材料系所於民國六十一年在成立,目前共有十一所大學院校設有材料系所,另有兩所專科學校設有材料科。民國六十八年行政院明定材料科技與能源、資訊、自動化並列為我國四大重點科技,促成近年來國內材料科技蓬勃發展。
我國天然資源極度貧乏,國家建設發展有賴高素質人才。材料科技的進展掌握了高科技工業發展成敗的關鍵。在我國即將邁入已開發國家之林,而國際間科技競爭加劇之際,提高材料科學學術研究水準,加強人才培育以迎接新世紀的挑戰實為當務之急。欣逢高雄工學院舉辦「1996 科技研討會」,特就「材料科學學會」在人才培育方面的想法與做法提出報告。
從廣義的角度看,專業學會的主要工作莫不與人才培育有關。例如舉辦研討會,出版學術期刊都有提升人力素質包括研究能力,文字、語言表達能力等的功能;其他諸如引介新興領域、推介材料科學、闡揚材料社群觀點皆有助於人才培育。較狹義的看,則限於知識與資訊的傳授與推廣。本文僅就狹義的人才培育加以討論與闡述。

二、中國材料科學學會
「中國材料科學學會」於民國五十七年在陸志鴻先生與許多材料界前輩積極推動之下成立,一直有勇於任事的優良傳統。近年來國內材料科技蓬勃發展,「材料科學學會」一直扮演主動積極的角色。各項推展材料科技的重大工作,「材料科學學會」無役不興,功不可沒。目前「材料科學學會」擁有經常保持聯繫會員一千兩百餘人,會聚產官學研各界菁英,具有相當可觀的整合力量。

三、材料科學學會的定位與角色
「中國材料科學學會」成立的最主要的宗旨在提升我國材料科技研究水準。學會的工作自然以提升材料科技研究水準與服務會眾為首要目標。但限於人力物力,在工作內容上必須有所取捨。在人才培育方面考量以整合性、前瞻性、適時性、需要性為優先。原則上不重複現有教育訓練機制工作,而能在充分發揮效率與彈性情況下,結合產官學研各界力量,釐定前瞻性的政策,採取開創性的作法,更進一步提昇學術研究與人才培育水準與層次,而積極配合國家整體科技與經濟發展。

四、產業材料科技人才培育研討會
充當產官學研的橋樑,加強聯繫,匯聚社群心聲是專業學會的一項重要功能。「材料科學學會」於民國八十一年二月,奉「教育部」委託舉辦「材料科技人才培育研討會」,邀請有關學者專家,共同研商材料科技人才培育大計方針,並落實教育部「材料科技教育」專案之推動。經過兩天的討論,除對第二期「材料科技教育」專案計畫建立共識,並提出許多寶貴意見,對第二期「材料科技教育」專案計畫目標的達成,有很實質的助益。
八十四年度為第二期「材料科技教育」專案五年計畫執行最後一年。自八十五年度起教育部將推動第三期「材料科技教育」專案計畫。同時為因應國內、外產業結構,教育研究資源的變遷,帶動經濟、社會環境的互動變化、「中國材料科學學會」認為應適時邀請有關學者專家就「材料科技人才培育」加以檢討、策勵。由於考量今後大專院校培育人才絕大多數將進入產業界工作,所以擬針對「產業材料科技人才培育」加以研討。經與「教育部顧問室」商議,乃於八十四年七月向「教育部」提出「產業材料科技人才培育研討會」工作計劃,獲得教育部迅速的正面回應。乃積極籌備研討會的召開。邀請產官學研有關學者專家,共商如何為產業界培訓人才,以作釐定未來教育政策之參考。
研討會於八十四年十一月十三及十四日舉行。分四部份進行。首先規劃了一系列專題演講。除邀請「科技顧問組」、「國科會」主管官員介紹我國材料科技、產業發展、學術研究概況及策略,「教育部」提出材料科技學程改進與人才培育的構想及措施,並邀請「中科院」與「中鋼」分別就「軍民通用材料科技發展」與「我國鋼鐵工業與中鋼多角化經營策略」作專題演講。希望適切的提供研討「產業材料科技人才」主題的背景資料,讓與會人士對我國材料科技、產業發展、學術研究概況及策略,人才培育的構想及措施以及研究單位、多角化材料產業有整體與較深入瞭解。
研討會第二部份依照出席人士專長,區分為金屬、電子及高分子與陶瓷材料三組,分別討論。先由召集人引言,提供產業或科技相關資料,提示問題所在及解決問題之意見。討論分五大議題:包括研究所與大學人才培育與產業發展,職技教育,提升研究水準及促進產業研發,教育部「材料科技教育」專案檢討與建議,人才培訓之策略與分工。
  研討會第三部份研討「中國材料科學學會」在材料科技發展之角色。借重諸先進的智慧,協助學會在重點工作上達成共識。
研討會第四部份為分組結論與總結。由各分組召集人彙整意見,作成結論並提出報告。會後將研討結論連同背景資料彙整,作成結論報告書,已於八十五年二月呈送「教育部」以及、相關部會、產業、學術、研究單位作為政策釐定的依據或參考。同時成為學會在推動工作上的重要準則。

五、出版中文教材及手冊
教材中文化可能是我國近年來在發展科技諸般努力中最弱的一環,但也可能是使科技生根深化最重要的一環。適當的中文教材不僅能大幅提高學習效率,而且經由大家熟悉的文字更能傳遞學理的邏輯概念、關連脈絡以及深層意義,勾畫出思路發展,學習的效果更不可以道里計。
「材料科學學會」體認到教材中文化的重要性,落實及擴大教學成效,透過歷次科技會議、研討會、學程改進方案討論,在材料社群中凝聚共識,並於八十三年六月完成接受「教育部」委託「基礎課程」、「電子材料」系列編著教科書規劃。規劃工作邀請相關領域學者專家主持並成立規劃委員會,負責規劃系列教科書編著要點,包括教材的選定、編輯方針與策略、教材內容與大綱、可能召集與執筆人選等。在「基礎課程」系列方面,規劃了「材料科技與社會」、「工程材料實驗」、「工程材料科技」、「材料分析」、「物理冶金」與「材料熱力學」六本教科書。在「電子材料」系列方面,則規劃了「電子材料」、「電子元件製程」、「光電半導體」、「半導體物理」、「電子構裝」、「電子材料分析」、「電子材料實驗手冊」、「薄膜製程」、「半導體材料電性量測」、「半導體晶體與磊晶成長」、「微影技術與蝕刻」與「離子佈植技術」十二本教科書。八十六年度起將由「教育部」補助每年出版兩本中文教科書。預計第一年完成「材料分析」與「電子材料」兩本書編印工作,而以五年為期至少出版十本觀念正確、內容豐富的中文教科書。
另外本會出版之「鋼鐵材料手冊」目前已在多位學者、專家合力執筆下完成更新改版作業,即將進入排印階段。因初版「鋼鐵材料手冊」甚獲材料社群人士好評而在多年前已售罄,新版預料亦將普受歡迎。

六、開辦教育訓練課程
由於時代的劇變,活到老學到老不僅是理想,而漸成現代人在先進社會安身立命所必需。延伸、推廣教育的需求將逐漸趨於殷切。本會「教育訓練與工業服務委員會」之目標為促進材料科學教育的推廣,協助公民營企業工程人員之訓練,專科及職業學校師資之在職訓練,接受委託辦理材料相關計技術之職業訓練等。初步規劃以「鋼鐵材料」、「電子材料」為主題開辦教育訓練課程。目前已獲「經濟部工業局」核定補助開辦「電子材料」系列教育訓練課程。預定於本年十月三日至四日年會期間首先開辦長達十六小時的「半導體製程材料技術」課程。

七、建立與維持全球資訊網路站
由於資訊與通訊技術的飛速進步,網際網路 Internet)已達無遠弗屆的境地。全球資訊網 World-Wide-Web, WWW)的發展,更融合了多媒體的威力,對未來科技發展的影響將極為深遠。「材料科學學會」為因應新科技的衝擊,已於八十四年十月建立全球資訊網路站首頁 (Home Page)。目前站址為 www.csms.nthu.edu.tw,內容包括學會簡介,會員資訊,會務報導,活動預告,材料獎項,材料會議資訊,求才求職資訊,材料科技出版品目錄,會員名錄,大專院校材料系所名錄,其他學會資訊,全球材料相關資訊等,希望對材料社群提供完整的資訊服務。未來更希望推動課程教材上網路,互通有無,讓全國師生隨時隨地共享網路站上各種生動教材大綱、圖表,由雙向互動,發揮平行處理 (Parallel Processing) ,集積智慧 (Integrated Intelligence) 的功能。可以想像一個教師花了很多時間準備的教材可輕易的由網路下載。一方面提高學習效率,一方面使教材日益精緻,優良的教材得以廣為流傳。目前計劃結合本會編印中文教材工作,首先將編排中的教材大綱、圖表逐步上網路,除了能讓有興趣的人士及早利用外,也希望在編排中即能廣泛獲得同儕的指正、建議與讀者的反應,能儘量避免初版書的誤漏。

八、結語
國內許多學會常遭批評流於「形式化」、「官僚化」。形式化意指無錢、無人、無理想、無目標,徒具形式而發揮不出功能。實當為所有學會工作人員引以為戒。但理想、目標的實現要靠會員大眾以及社群團體出錢出力。個人以為,人的因素又最為重要。雖說有錢固然好辦事,人多不一定辦得好,在目前國內時空環境中,「能人志士」的參與才真正為落實優良構想、理念的原動力。經驗顯示,許多事務的推動,祇要請得動適當的負責人員,就等於成功了一大半。在討論人才培育時,除專業知識外,如何培育「有心人」也是值得大家深思的問題。
專業學會限於資源,諸多事務除「應作」的例行工作、「可作」的則需審度時機以及人力、物力配合情況。為使有限資源發揮最大功效,實有賴建立良好的取捨標準,在整合性、前瞻性、適時性、需要性考量下盡力進行。學會各項工作的有效推動,要靠會員熱心參與以及社群團體支持。本文特就「材料科學學會」在人才培育方面的想法與做法提出報告,就教於諸先進,以冀由交換心得集思廣益,作為往後推動工作的參考。並希望加強材料社群以及會員大眾對本會想法與做法之瞭解,得到的回應與支持,促進良性發展,使學會功能得以充分發揮。

參考資料
[1] Bill Gates, Nathan Myhrvold, and Peter Rinearson, 「擁抱未來」,王美音譯,台北:遠流出版社(民國八十五年)

[2] 中國材料科學學會,「產業材料科技人才培育研討會」結論報告書,新竹:中國材料科學學會(民國八十五年)

[7] 行政院科技顧問組,民國八十三年全國材料科技會議 「邁向二十一世紀產業發展之材料科技策略」,台北:行政院科技顧問組(民國八十三年)

[3] 吳泰伯等,「大專院校材料科技核心課程教材編著規劃計畫-基礎學程教材」期末報告,新竹:中國材料科學學會(民國八十三年)

[4] 陳力俊等,「大專院校材料科技應用課程教材編著規劃計畫-電子材料教材」期末報告,新竹:中國材料科學學會(民國八十三年)

[5] 吳泰伯等,「大專院校材料科技學程改進先期計劃」期末報告,新竹:國立清華大學材料科學工程系所(民國八十二年)

[6] 陳力俊,「我國材料科學學術研究與人才培育」,錄於工業技術研究院二十週年院慶「我國材料科技與工業材料產業之發展研討會」論文集,新竹:工業技術研究院(民國八十二年)

[7] 中國材料科學學會,「材料科技人才培育研討會」結論報告書,新竹:中國材料科學學會(民國八十一年)

*85628日於高雄工學院「1996 科技研討會」中發表論文







1996年6月26日 星期三

工研院二十周年--我國材料科學學術研究與人才培育


工研院二十周年--我國材料科學學術研究與人才培育

陳力俊

國立清華大學材料科學工程研究所教授

摘要

     材料為工業產品的基石。材料科學與工程主要探討材料結構、性質、製程與功能的相互關係。一方面與基礎科學關係密切,一方面又與各類工程應用息息相關,具有高度科際整合性。近年來國內材料科技蓬勃發展。欣逢工研院二十週年慶舉辦「我國材料科技與工業材料產業之發展」研討會,特就國內大學院校材料系所師資、在學學生、學制、學程、畢業學生、研究領域、研究人力、儀器設備、研究經費、學術著作之綜覽、沿革、現況作一總結報告,並對未來發展提出個人看法及建議。

壹、前言

     材料為工業產品的基石。材料科學與工程主要探討材料結構、性質、製程與功能的相互關係。一方面與基礎科學關係密切,一方面又與各類工程應用息息相關,具有高度科際整合性(interdisciplinary)。第二次世界大戰以後,各先進國家皆以材料科技為發展重點,促使材料科技快速進步。由於材料科技與高科技產業發展的密切依存關係,目前美、日、歐洲各先進國家亦莫不以材料科技為優先發展項目。
     在一九六零年代以前材料科學學術研究與人才培育皆在其他理工系所如冶金、物理、化學、機械、化工、電機系所進行。一九六零年代初期材料科技成為一獨立學門之時機已趨成熟。美國麻省理工學院成立了世界上第一個材料系所,至今各先進國家知名學府無不設有材料系所,而材料科技也飛速進步。國內第一個材料系所於民國六十一年在清華大學成立,到今年下半年將共有九所大學院校設有材料系所。民國六十八年行政院明定材料科技與能源、資訊、自動化並列為我國四大重點科技,促成近年來國內材料科技蓬勃發展。欣逢工研院二十週年慶舉辦「我國材料科技與工業材料產業之發展」研討會,特就國內大學院校材料系所學術研究與人才培育之沿革、現況作一總結報告,並對未來發展提出個人看法及建議。
      由於資料蒐集完整性與萹幅的限制,本文主要的對象為國內大學院校材料系所。而由於材料科技的多面性(multidisciplinary)特質,國內外大學院校材料科學學術研究與人才培育均不限於材料系所進行。涵蓋未盡未周之處,尚請識者明察。文中所引用之資料儘量講求時效性及準確性,期能反應現況。部分較早輯成資料,在不影響總結情況下仍予採用,但皆註明資料輯成時間。

貳、我國材料科技發展里程碑

      我國近二十五年來材料科技發展之組織、政策發展及重大事件依年序有下列里程碑:

中國材料科學學會成立 (民國五十七年)
清華大學材料科學工程學系與研究所成立 (民國六十一年)
成功大學冶金與材料工程學系成立 (民國六十三年)
行政院公佈材料科技為我國四大重點科技之一應加速發展 (民國六十八年)
行政院成立科技顧問組 (民國六十九年)
行政院科技顧問組舉辦全國材料會議 (民國六十九年)
清華大學與成功大學材料研究所開始招收博士班學生 (民國七十年)
中山大學材料科學學系與研究所成立 (民國七十年)
逢甲大學材料科學學系成立 (民國七十年)
行政院科技顧問組成立材料指導小組 (民國七十一年)
工研院成立工業材料研究所 (民國七十一年)
臺灣大學材料工程研究所成立 (民國七十一年)
中科院成立材料發展中心 (民國七十二年)
大同工學院材料工程學系與研究所成立 (民國七十二年)
清華大學材料科學中心成立 (民國七十三年)
我國材料系所第一屆博士班學生畢業 (民國七十四年)
行政院將材料列為我國策略性工業之一 (民國七十六年)
教育部施行「發展材料科技教育」案 (民國七十六年)
交通大學材料科學與工程研究所成立 (民國七十八年)
材料科學學會主編國際性學術期刊「材料化學與物理」出刊 (民國八十一年)
教育部委請中國材料科學學會舉辦「材料科技人才培育研討會」 (民國八十一年)
行政院科技顧問組舉辦全國材料科技會議 (民國八十一年)
海洋大學材料工程研究所成立 (民國八十二年)
中興大學材料科學與工程研究所成立 (民國八十二年)

參、人才培育

一、材料系所

      目前大學院校中已設立的材料系所為
臺灣大學材料科學及工程研究所(碩、博士班)
大同工學院材料工程學系與研究所(碩士班)
清華大學材料科學工程學系與研究所(碩、博士班)
交通大學材料科學與工程研究所(碩、博士班)
逢甲大學材料科學學系
成功大學材料科學與工程學系與研究所(碩、博士班)
中山大學材料科學研究所(碩、博士班)
八十二學年度已經教育部核定成立者有
海洋大學材料工程研究所碩士班
中興大學材料科學與工程研究所碩士班
大同工學院材料工程研究所博士班
      在已成立的材料科學與工程系所中,除前述清華大學成立最早外,成功大學迭經改制、改名,於今年方正式改名為材料科學與工程系所。其餘系所皆成立於一九八零年代。

二、師資

      七十九學年度材料系所師資及所獲得最高學位 (百分之九十為博士)所在地之資料列於表一。由表一可見國內材料系所教師約三分之二獲有美國博士學位,約五分之一由國內培育。以成立最早的清華大學材料科學與工程系所為例,八十二學年度二十四位專任教師年齡分怖自三十五歲至五十餘歲,平均四十三歲。其中約有三分之二具有十年以上獨立研究經驗,但有工業界實務經歷者較少。
      教師專長以材料研究領域可粗略區分專長屬於金屬材料、電子材料、陶瓷材料、複合材料四類。根據七十九學年度統計資料(表二),各校分怖有顯著不同。教師專長主要屬金屬、電子、陶瓷、複合材料領域者各五十七、十七、二十三、十三人。教師專長主要屬金屬材料領域者約比總人數一半稍多。另外專長主要屬金屬材料領域教師有三分之二以上任教於新竹地區,顯然受到新竹地區為我國半導體產業中心影響。

三、學生

     材料系所於七十九學年度在學學生人數統計列於表三。近兩年大學部與碩士班學生人數變動不大,但博士班學生人數急劇增加。八十一年底臺灣大學、清華大學、成功大學及中山大學四校材料研究所博士班在學學生人數共兩百三十四人。自博一至博六分別為六十、六十一、四十九、三十四、二十一及九人。而交通大學與大同工學院材料研究所博士班分別於八十一及八十二學年度招生。八十二學年度六校材料研究所預計招收博士班新生達一百一十名。

四、學制

      材料系所學制與我國一般系所學制一樣。修習時間一般大學四年,碩士班兩年並必須完成碩士論文。博士班修習時間則視論文進度而定,平均約為四年。各階段一般須經入學考試入學。各大學資優學生合於規定且成績優異者得跨系所申請直升碩士班,但總人數不得超過該年碩士班招生名額之六分之一。碩士班學生在校修習滿一年亦得跨系所申請直升博士班。申請直升博士班雖無名額限制,一般系所常另有規定以維持博士班學生水準。

五、學程

      目前材料系大學部必修課程由各校自訂函請教育部核備。以清華大學材料系為例,畢業所須學分數為一百三十六個。必修課程除國、英文、通識課程外,包括普通化學兩學期六學分、普通化學實驗兩學期二學分、普通物理兩學期八學分、普通物理實驗兩學期二學分、微積分兩學期八學分、工廠實習一學期一學分、工程圖學一學期二學分、材料科學導論兩學期六學分、計算機概論一學期三學分、工程數學兩學期六學分、物理冶金兩學期六學分、冶金熱力學兩學期六學分、結晶繞射學一學期三學分、材料實驗三學期六學分、機械性質一學期三學分、材料之物理性質一學期三學分,另規定學生在金屬材料、電子材料、陶瓷材料與高分子材料四門各一學期三學分課中至少選修兩門。在此特別值得一提的是材料實驗課原為兩學期四學分,偏重冶金方面實驗,近年才擴充為三學期六學分,增加了電子元件與陶瓷製程方面實驗,以加強學生實作經驗。未來更有意將此課程擴充為四學期八學分。
      在正規材料系教育外,另有雙主修、輔系及彈性學程辦法。以清華大學為例,修讀雙主修學位必須修完外系的全部必修課程,最少三十六學分。修輔系比修雙主修容易,但仍要修畢外系的二十學分。材料系目前設置的輔系包括化學工程、動力機械、工業工程、電機工程以及核子工程學系。而選定材料科學與工程系為輔系的其他學系有物理、化學、數學、化學工程、動力機械、電機工程以及核子工程學系。必修課程包括材料科學導論兩學期六學分、物理冶金兩學期六學分,選修課程包括結晶繞射學一學期三學分、材料實驗兩學期四學分、機械性質一學期三學分、材料之物理性質一學期三學分、腐蝕工程一學期三學分,另可在金屬材料、電子材料、陶瓷材料與高分子材料四門各一學期三學分課中至多選修兩門。
    彈性學程則由各學系列出專為外系學生所設計的學程。如果學生修畢某一學程的十五學分,學校可給予「學程證明」。材料系設計的學程有金屬材料、電子材料與陶瓷材料三學程,並准許部份課程可由他系課程抵免。

六、畢業學生概況

      材料系所大學部及碩士班畢業學生概況目前並沒有全國性的統計資料。但一般而言大學部畢業學生繼續升學的占多數。碩士班畢業生多直接就業且甚受研究機關工作及私人企業歡迎。
      根據清華大學材料系所系友資料調查報告,在絕大多數由目前在國內的系友處回收的調查結果顯示約三分之二的大學部畢業學生繼續升學,但大多數的碩士班畢業生不再繼續攻讀博士。[1]以系友就業情形而言,從事學術研究與在工業界服務者約各占百分之四十,其他約各占百分之二十。以系友工作涉及主要材料性質分佈來看,物化、機械及電子性質約各占百分之二十,結構分析、界面及表面分析、磁性、光性及其他各占百分之十五、十、六、六及四。另外發現超過百分之八十的系友工作需要材料專業知識程度相當高,顯示得以學以致用。同時發現系友工作需要材料專業以外工程知識程度也相當高,這也許可看成對材料系所師生建議輔修課程的重要性。這份系友資料調查報告係根據寄出的 834 份調查表中回收的近 150 份作成的。因為當初調查表寄送範圍僅限國內,因此回收的也是以目前在國內的系友佔絕大多數。另外值得一提的是早年大學部及碩士班畢業學生出國留學蔚然成風,近年來大學部畢業生多選擇在國內升學,碩士班畢業生則多直接就業。至於博士班畢業生幾乎百分之百留在國內服務。
      行政院科技顧問組「材料科技人才培育專案」計畫於本年初曾針對國內材料研究所培育博士進用問題加以探討。發現自民國七十四年至八十一年底國內材料研究所培育博士共一百一十人。其中在大專教書、研究機關工作及私人企業服務各三十三、五十及九人,博士後研究四人,服役中及其他各十一及三人。

肆、學術研究

一、研究領域

      材料系所為新興系所。在傳統系所中,冶金系所研究範疇大致落於現今材料系所研究範疇之中,因此世界各國材料系所多由冶金系所改制而成立,而在成立初期師資、學程及設備常偏重金屬材料。民國七十四年美國麻省理工學院材料系柯亨教授應清華大學材料科學中心邀請來華,接受教育部委託考察我國大學材料系所教學研究狀況。柯亨教授建議各校材料系所除研究金屬材料外,為配合我國科技與產業發展,材料系所教學研究宜建立第二專長或特色。教育部非常重視此一建議,自七十六年度起施行「發展材料科技教育」案。第一期以協助四所國立大學材料系所建立金屬材料以外第二專長為發展目標。臺灣大學發展重點為介金屬化合物,清華大學為電子材料與表面調制,成功大學為陶瓷材料,中山大學為複合材料。實施三年各校師資、學程及設備均有顯著改進。民國七十九年起施行「發展材料科技教育」案第二期計畫,以高性能材料開發及製程為主題。補助對象先是擴大至設有材料系所之私立大學及專科學校。八十一年度起,更擴大至全國各大專院校理工學院相關系所。可惜經費仍維持每年四千萬元之額度,並未相對增加。「淡化」的結果使效果大打折扣。

二、研究人力

      我國高等教育學府研究人力由教授、專任研究人員、研究生及技術人員組成。國內大學材料系所現有教師約一百一十人,博士班學生約兩百人,碩士班學生約四百人。專任研究人員及技術人員則為數甚少。

三、儀器設備

      國內學術研究大型儀器設備的特色是為系所或學校共有,極少見為某一研究組專用。另一特色為幾乎百分之百由美、日、歐先進國家製造。
      從事材料學術研究必不可缺的是材料鑑定分析儀器設備,而材料鑑定分析儀器設備種類多而價格高。國內第一個材料系所成立於一九七二年,適逢我國學術研究開始脫離早期人才、經費兩缺之際。清華大學材料系所在校方擁有當時尚稱可觀之清華基金支援下,到一九七零年代末期算是擁有材料鑑定分析最基本儀器設備。民國六十九年材料科技由行政院明定與能源、資訊、自動化科技共同列為重點科技,材料系所儀器設備經費獲得額外支援,得以購置較為精密儀器設備。教育部「發展材料科技教育」案施行前三年以每年四千萬元補助四所國立大學材料系所購置儀器設備,使各材料系所儀器設備得以大為補強。
      國科會貴重分析儀器使用中心(貴儀中心)自民國七十年開始由化學分析儀器試辦,七十二年起部分材料系所購置儀器加入貴儀中心。設立貴重分析儀器使用中心的構想為藉各大學已有的基礎,加強儀器的使用、管理、維護,使各地區之研究機構能分享這些貴重儀器。納入中心的儀器,均有國科會聘用之操作員負責操作服務、維修。多數儀器亦提供給對儀器有相當認識,經儀器負責人認可者自行操作。國科會除提供儀器維修費用外,亦可能撥款協助汰舊換新。貴儀中心制度實施以來確能發揮預期的效益,也紓解中心所在地材料系所部分貴重儀器維修問題。
      清華大學由教育部核定於民國七十三年成立材料科學中心。第一期五年計畫由工業技術研究院工業材料所向經濟部申請專案支援,第二期後則由教育部逐年編列經費。材料科學中心成立初期由於經費運用較為靈活,得以購置不少貴重儀器。

四、研究經費[2-4]

      材料學術研究經費絕大多數由國科會工程處補助。國科會工程處八十年度核定之材料科技專題研究分屬微電子及光電材料、高分子材料、金屬及結構陶瓷材料三類,總經費為三億兩千三百萬元。
    在金屬及結構陶瓷材料方面,補助計畫一百三十五個,總經費為約九千一百萬元。參與計畫者有教授、副教授一百五十三人次,博士班研究生八十七人以及碩士班研究生兩百二十八人。
      在高分子材料方面,補助專題計畫一百零七個,重點研究群兩個及合作開發研究一案,總經費約六千七百萬元。參與計畫者有教授、副教授一百一十一人次,博士班研究生六十五人以及碩士班研究生一百七十九人。
    在微電子及光電材料方面,補助專題計畫一百三十個,總經費約一億兩千七百萬元。參與計畫者有教授、副教授兩百二十七人次,博士班研究生兩百五十三人以及碩士班研究生五百零六人。
      在金屬及結構陶瓷材料方面,八十一年度補助計畫一百五十一個,總經費為約一億一千萬元。依學校分:計臺灣大學三十個,大同工學院十二個,清華大學二十五個,交通大學七個,成功大學三十九個,中山大學十二個,逢甲大學及其他院校各有一些計畫。依材料性質分,大致為高性能材料四十一個計畫,鋼鐵材料二十九個計畫,精密陶瓷材料三十三個計畫,表面技術二十九個計畫,特殊製程十九個計畫等。
      在解讀國科會工程處補助讀材料科技專題研究計畫時須注意參與計畫教授、副教授以人次計乃因教授、副教授可能參與一個以上計畫。同時除金屬及結構陶瓷材料外,執行其他材料研究計畫之主持人多分佈於非材料所系,如微電子及光電材料研究計畫多在電子、電機所系,高分子材料研究計畫多在化工所系執行。
      以材料系所而言,清華大學材料系所於八十年度執行研究計畫五十八個,其中國科會與非國科會補助計畫數目約為六與四之比。總經費約五千七百萬元,其中國科會補助經費約占三分之二。

五、學術著作

      我國大學材料系所一般而言具有良好的研究風氣。一方面教師皆學有專長,約有一半以上教師蓄積了十年以上的獨立研究經驗,另一方面儀器設備達到相當水準而申請國科會專題研究補助通過率達八成以上,再加上研究生素質尚稱整齊,研究水準近年來有長足進步。以國科會傑出研究獎而言,民國七十四年第一屆材料系所僅有一人獲得。目前獲獎之材料系所得主則達八人。根據清華大學材料系所統計該系所教師於民國七十九及八十年在科學論文引用指標(SCI)列名期刊中分別發表八十五篇及一百篇論文。七十九年教師發表論文平均篇數與美國各大學材料系所相較,位居第四。值得注意的是這些論文大部分都在一流期刊上發表,更有四分之一以上發表於各材料研究領域公認最好的期刊上。[1]

六、國際期刊

      中國材料科學學會國際期刊於七十九年間在材料界諸先進倡議之下籌備。創辦國際期刊的主要目的是在提升我國在國際上的學術地位,協助提高我國研究水準。最後決定與全世界最大學術期刊出版公司荷蘭 Elsevier 公司合作,接辦其已出版十六年之期刊 Materials Chemsitry and Physics (「材料化學與物理」)。於八十二年九月正式出刊以來承蒙各界在人力、物力上鼎力支援,學術界同仁不吝惠賜佳作、協助編輯審稿,在近十五個月期間,已審理自四十個國家投寄超過四百篇稿件,發行遍及全球各地,且在科學論文引用指標(SCI)排名榜中位居前列。顯示我國材料學術研究實力,已受到國際學術界肯定。

伍、檢討與建議

一、師資延攬

    國內現有材料系所師資特色為多數獲有美國博士學位,屬青壯年,多有十年以上獨立研究經驗,但有工業界實務經歷者較少。近年來國內教學研究環境大為改善,許多在國內外學業、事業有成的學者、專家有意到大學從事教育工作,正是各系所應極力延攬的對象。不巧各系所師資皆已趨滿額,而教育部適於今年起停辦較有彈性的「科技研究所擴大延攬案」,無異雪上加霜。目前各校多以朝「一系多所」方向發展期能有所補救,還希望教育主管單位能夠正視,以免錯失改善師資之契機。

二、研究人力

      近年國內大學研究所大幅擴充的結果,使大學材料系所研究基層人力,即研究生,甚為豐沛,加以國科會對一般認真作研究教授研頗能給予持續性的補助,造就了一個充滿機會的研究環境。但由於專任研究人員及技術人員的短缺,對研究層次的提升形成了很大的障礙,亟待改進。

三、儀器設備

      國內學術研究大型儀器設備的兩大特色,即屬共用設備與多須自國外進口,可能正是阻礙以實驗科學為主的材料研究更上層樓的主要原因。精密儀器設備仰賴進口代表國內自製能力的不足,不易進行具有突破性的實驗。共用設備以服務為主,連帶的影響了前瞻性。希望教育與國科會能夠體認時勢遷移,作重點補助,以培養國際級的研究人員。

四、博士人才進用

      我國近年來政經科技快速進步,鑒於進入開發國家之林所須大量高級科技人才必須及早培育,一方面由教育主管機關採取多項獎勵措施,一方面由國科會設置博士班獎學金,施行多年以來,成績斐然,博士班學生人數急劇增加。預計再過一、兩年每年由材料研究所培育出的博士人才將達四、五十名。
      由於以往國內材料研究所培育博士有四分之三以上在大專教書或研究機關工作,而近年大專院校或研究機關用人已趨飽和,必須仰賴原本雇用博士意願不高之私人企業吸納。且以目前我國產業規模及研發層次來看,短期內是否有能力吸納材料研究所培育出的四、五十位博士人才不無疑問。再加上近年留學生學成歸國人數日增,「土產」博士就業面臨競爭更為激烈。
      雖然博士人才培育最終不得不由市場力量調節供需,基於建國以人才為本的理念,應結合產、官、學各界力量採取各種措施使國內培育出的博士人才得以學以致用。在中、長程措施方面,擴大產業規模,提升產業研發層次,改進博士學程,制定博士人才培育方案,包括設置論文博士制度。在近程措施方面,鼓勵教授利用休假從事產業研發工作,鼓勵博士及博士後研究與產業研發密切結合,修改投資抵減辦法,增列鼓勵進用博士條文,各大學加強就業輔導,對業者宣導,擴大國防役範圍,增列適用公民營企業條款,鼓勵國營企業及國防研發單位進用博士。

五、產學研合作

      由於國內現有材料系所於教師有工業界實務經驗者較少,而各系所師資皆已趨滿額,故從落實工程教育、協助產業升級、輔導博士生就業觀點加強產學研合作應為當務之急。建議教育部修改教授休假辦法,鼓勵教授利用休假從事產業研發工作:增列適用公民營企業條款,放寬酬勞限制但可要求要求公民營企業負擔部份人事經費。在國科會方面則希望以具體措施鼓勵博士後研究及博士研究與產業研發密切結合、鼓勵教授利用休假從事產業研發工作。期望經濟部能修改投資抵減辦法:放寬獎勵門檻、擴大獎助中小企業創新研究、增列鼓勵進用博士條文、審核由新進博士提出研發計畫通過後,給與限額投資抵減,鼓勵博士後研究及博士研究與產業研發密切結合,鼓勵教授利用休假從事產業研發工作包括與公民營企業共同負擔部份人事經費,鼓勵產學研合作,鼓勵國營企業進用博士。在國防部方面則希望擴大國防役範圍,增列適用公民營企業條款,更進一步落實產學合作。

六、大專院校材料科技學程改進計劃[5]

      教育部委請中國材料科學學會於八十一年二月舉辦「材料科技人才培育研討會」。會中決議為配合我國科技與產業發展,須全盤規劃材料科技教育,依各階層所需技術、工程及研究人力作計劃性培育,並提昇教學效果、建立易吸收之教材,以培養國家建設所須之中、高級材料科技人才。
      行政院科技顧問組於八十一年七月舉辦全國材料科技會議。決議請教育部主辦「強化我國材料科技人才培育方案」。其中重點之一為配合我國科技與產業發展研定人才培育計劃,包括長期由大學院校培育研究發展人才,並重視延攬師資,充實教學設備,改善課程及教材。
      教育部於八十一年底委託清華大學材料系所執行「大專院校材料科技學程改進先期計劃」。根據行政院科技顧問組規劃之六項材料科技發展推動領域 — 金屬材料、電子材料、陶瓷材料、複合材料、材料保固與材料加工,加上材料基礎學門,共七領域,分別邀請專家學者組成學程改進規劃小組,釐定可行方案,以提供教育部有關部門參考執行。該計劃已於八十二年四月完成。期末報告建議強化實驗與實習課程,未來向教育部提出學程改進計劃應以強化與改善既有之學程為目標,並以單一課程為對象。改進方向是在配合產業發展的需求。為落實學程改進教學成效,以三年為期完成中文教材編著。

陸、結語

      我國天然資源極度貧乏,國家建設發展有賴高素質人才。材料科技的進展掌握了高科技工業發展成敗的關鍵。在我國即將邁入已開發國家之林,而國際間科技競爭加劇之際,提高材料科學學術研究水準,加強人才培育以迎接新世紀的挑戰應為謀國者的共識。
      國內材料科學學術研究與人才培育近年來在質與量上均有相當大幅度的提昇。但正如所有值得追求的「大業」,「登堂入室」易,「窺其堂奧」難。在學術研究方面面臨研究人力、設備、經費等結構、制度上的瓶頸。在人才培育方面,則有師資延攬、博士人才進用等難題。與研究教育同時有密切關係的則有產學研合作的亟待落實。材料科技為新興科技,應有特別支援方能充分發揮其引領與支援產業之功能。在在均須決策當局精心策劃,結合產官學研各界力量,釐定前瞻性的政策,採取突破性的作法,更進一步提昇學術研究與人才培育水準與層次,而積極配合國家整體科技與經濟發展。

誌謝

本文有關各校材料所系資料承蒙臺灣大學顧鈞豪、楊哲人教授,大同工學院李深智教授,清華大學黃倉秀教授,交通大學馮明憲教授,逢甲大學楊聰仁教授,成功大學林文台、黃肇瑞教授,中山大學盧宏陽、黃志青教授提供,特此誌謝。


參考文獻

[1] 國立清華大學材料科學工程系所創立二十週年紀念特刊,新竹:國立清華大學材料科學工程系所(民國八十一年)

[2] 中國材料科學學會,「材料科技人才培育研討會」結論報告書,新竹:中國材料科學學會(民國八十一年)

[3]行政院科技顧問組民國八十一年全國材料科技會議 「我國材料科技推動現況終合報告」,台北:行政院科技顧問組(民國八十一年)

[4]洪敏雄,材料學門規劃,科學發展月刊,民國八十二年,三月:194-198

[5]國立清華大學材料科學工程系所,「大專院校材料科技學程改進先期計劃」期末報告,新竹:國立清華大學材料科學工程系所(民國八十二年)


2 七十九學年度各大學材料系所教師專長

                     金屬材料 電子材料 陶瓷材料 複合材料

臺灣大學             12             -                   4              4
大同工學院          4             2                    3               -
清華大學              9             7                    6              1
交通大學              6             5                   1               2
逢甲大學              6             -                                     1
成功大學             13             2                   7              1
中山大學               7             1                   2              4

合計                     57             17                  23           13