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國立清華大學 物理學系 |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 所屬學群 |
數理化學群
物理學類 |
工程學群
機械工程學類 |
| 所在校區 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
| 學系特色 |
本系自成立以來，一直是教學與研究並重，在教學方面，本系的特色是課程領域涵蓋廣泛，使大學部學生及研究生能充分地按照個人興趣學到各重要的課程，老師們授課也多以嚴謹著稱 。在研究方面，從基礎物理到應用物理的各種物理研究領域都有涵括。近年來「遠見」及「天下」雜誌對國內物理系作過一系列教學與研究評鑑，本系均名列榜首。 |
清大動機系橫跨「機械」與「電機」兩個領域，是台灣第一個推動「機電整合」的系所，更透過課程與師資結構的調整，成為「光機電整合」的先鋒。2018年更進一步結合人工智慧與資訊科學，利用最佳化技術、機器學習、資料探勘與大數據分析，推動機械工業與製造生產系統之智慧化，邁向「AI光機電整合」。動機系除了提供學生紮實的機械工程領域知識學習外，也透過結合電機、光學、資訊等相關知識，培養學生具備系統整合的能力。 |
| 學科意涵 |
本系希望培養出具有批判性思考及獨立解決物理相關問題的各類研發人才。本系除了一般傳統物理系的核心領域，如電磁、凝態物理、統計物理、計算物理、天文物理、高能物理、原子、分子及光學物理外，近來更致力於發展新一代量子技術及科技，冀望為下一代科技產業培養先端領導人才。 |
只要是會動的機器，都屬本系的研究範疇。日常生活中除了汽車、工具機等已熟知的大型機械外，電腦、手機、晶片系統等尺寸小、精密度高的電子產品、奈微米元件、生物醫學用微小晶片系統等，也都是近年來動機系重視的研究主題。因此研究領域含括機電整合、能源與動力、電機控制、微機電系統、精密機械與智慧製造、AI機電資訊、先進半導體製程、生醫工程等。 |
| 學習方法 |
本系提供完整、紮實之物理與數學的課程，強調同學真正的理解與教學現場的參與。大多數必修課程都採用國際公認的教科書。 授課以現場講授、討論、作業、口頭報告等方式進行，如普通物理、理論力學、電磁學、量子物理 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
實驗課部分，本系提供完整的課程，以提升學生動手做物理的相關能力。除了物理系核心的實驗課程，例如：普通物理實驗、實驗物理 應用電子學實驗、近代物理實驗、光學實驗等教學實驗課。 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
本系學生有很多機會加入研究室實際操作、學習製作實驗裝置、學習分析數據的技術、參與真正的研究。另外，本系學生亦有很多機會到國內外知名的學校，或合作的研究機構當交換學生或進行專題研究。 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
不侷限在課堂時間及授課老師的討論：時常和別人討論、表達自己的想法與理解，將大幅改善學生學習或研究之成效。同學間也可以自組讀書會共同研讀教科書或物理相關主題。每人分擔主題，由彼此之間互相討論。 圖解:物理之日，本系學生自組讀書會討論課業。 版權:國立清華大學物理學系系學會版權所有 
閱讀課程延伸書籍、論文：除了正統教科書的指導，學生可由圖書館或網路所提供實體或電子資源，了解最新研究方向和成果。 圖解:清大物理系圖書館自習室 版權:清華大學物理學系版權所有 |
動機系的學習方法為強調理論與實作結合，例如大四必修的專題實作課程，必須選定一個專題研究題目，與他人進行團隊合作實作，藉由實際設計與實驗操作來解決務實的工程問題。 圖解:學生專題研究實作作品 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用課程知識理論去動手實作：學生團隊-清大賽車工廠。是一群熱愛賽車的同學組成的學生方程式賽車團隊，以從零開始的方式打造自己設計、自己製造、自己行銷的方程式賽車。從2016年起每年皆打造新賽車(包括油車、電動車、自駕車)赴日本、歐洲參加學生方程式賽車競賽，屢獲佳績。 圖解:賽車工廠團隊學生與自行打造之賽車 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用課程知識理論去動手實作：學生團隊-DIT Robotics。是由一群喜愛機器人的學生組成。DIT=Do, Improve, Try，即秉持動手實作、不斷改進、勇於嘗試的精神迎接挑戰。團隊學生自行打造機器人，參加國內各種不同比賽，甚至每年赴美國、歐洲等地參加國際性機器人比賽，屢獲佳績。 圖解:DIT Robotics參加歐洲機器大賽 版權:國立清華大學動力機械工程學系 |
| 高中階段可以準備的學習方法或方向 |
從日常生活中學物理。偉大的物理發現，往往來自於對日常自然現象觀測。舉例來說，為什麼行進中的腳踏車比靜止時更容易平衡呢？投棒球時，如何投出變化球？或是晚上在看星星時，問問自己宇宙有沒有邊境呢？又或時常在電影劇情中套用物理理論，在實際世界中可能發生嗎？ |
1.能培養能夠主動發掘問題，並解決問題之能力。 |
| 與相關科系之異同 |
在物理系學習到的，不僅僅是對自然科學的暸解，我們更希望學生能夠在這個學習過程中，培養出嚴謹和仔細解決複雜問題的習慣。在這個基礎下，訓練我們的學生在解決問題的過程中，能提供以物理學為背景和依據的想法，並藉由研究基礎科學所養成的批判性，來找到問題的根源。所以，清華物理的教育目標不僅著重學術研究，更是希望培育有深厚學理基礎的產業人才。 |
動機系研究範疇包括動力能源、電機控制、微機電與奈米科技、精密機械與智慧製造、AI機電資訊、生醫工程、先進半導體製程等。本系除了將機械與電機兩者融合在大學部的基礎課程中，並進一步將光、生醫、動力、能源、微奈米、AI等科技與機電系統整合在一起，所以本系的學生比機械系的學生不怕電，又比電機系的學生懂機械！ |
| 生涯發展容易誤解之處 |
大眾易誤解物理畢業生只能當老師。但清華物理的畢業生在半導體、電機、光學等產業皆有極佳的就業機會與職涯發展。在這裡我們不單單著重於培養先端物理研究人才，我們也非常注重培養學生投入科技研發的能力，這些能力讓物理系的學生在大學畢業後有更大的自由度選擇自己喜歡的專業。 |
一般人容易誤以為機械系未來出路多為傳統產業，甚至需上機台做黑手。實際上本系畢業生廣泛從事於學術研究、政府或國營單位、半導體科技產業、製造產業、自行創業等，未來出路廣。 |
| 學習方法容易誤解之處 |
高中生對物理系最大的誤解，就是把物理跟大量且艱深的數學工具劃上等號。事實上，物理學的研究包含觀測、實驗和理論。前兩項和部分理論建立並不需要超群的數學能力。的確，物理系跟大部分理工科系相比，在高階數學工具上有較多的運用。但是這些數學工具在解決大型的，複雜的工程問題中也是必需的，提早學習並不是壞事。 |
一般人容易對機械系的學習內容認為須做粗重工作、做黑手修理機器等刻板印象，甚至認為女生不適合念機械系，此為錯誤觀念。本系的研究領域涵蓋各種高科技產業技術，學習內容旨在培養學生成為具備系統整合能力去解決問題的工程師，以及成為高階的領導及研發人才。 |
| 補充提醒與說明 |
三大類學生適合唸清華物理: |
本系大一修習包括基礎必修科目(普物及實驗、普化及實驗、微積分、工程導論等)、程式設計、材料科學導論、工場實習。大二修習動機系專業科目，如工程數學、應用力學、熱流學、電路學、電子學等。大三可依興趣選擇於四個專業學程中擇一修習。最後在專題研究這堂課，學生利用三年多來所學，以團隊方式進行題目研究，動手解決務實的工程問題，參加公開專題成果展。網址：https://www.pme.nthu.edu.tw/ |
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國立清華大學 物理學系 |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 核心課程地圖 |
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| 專業選修課程 |
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| 特色課程 |
量子物理中高階量子物理相關課程，如：量子物理、量子力學、量子多體物理、量子場論、量子光學及其他。 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
各物理領域之導論課程
各物理領域之導論課程，含：近代物理導論、光電物理導論、天文物理導論、基本粒子物理導論、相對論導論、近代宇宙學導論、原子分子物理導論、固態物理導論、神經物理導論、二維材料物理導論等。 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
多項特色實驗課程
普通物理實驗、實驗物理、物理實驗技術、近代物理實驗、應用電子學實驗、光學實驗等。 版權:國立清華大學物理學系版權所有 
天文學及天文觀測
天文學相關課程，如：普通天文學、基礎天文觀測、天文學導論、近代宇宙學導論、黑洞天文物理導論等 版權:國立清華大學物理學系版權所有 |
專題研究一、二在這門充滿趣味與挑戰的課程中，學生必須利用三、四年來所學到的知識與技術，以團隊合作的方式，選定研究題目，藉由真實的設計與系統的建立來解決務實的工程問題，並於一年研修後之期末參加公開專題成果展。 圖解:動機系期末專題成果展 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
基礎熱流學以熱力學(包含第一及第二定律)分析系統的物理化學能量變化，並應用在許多熱力學循環分析，是所有機械、電機、化工應用工程的基礎學程。 圖解:動機系機工實驗室-燃料電池量測平台 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用力學一、應用力學二應用力學包含包括靜力學及動力學。靜力學為固體力學之基礎，它以質點或剛體探討靜力平衡問題，也是動力學之基礎。動力學主要討論的範圍為研究運動的變化與造成這變化的各種因素，亦即研究的是力對於物體運動的影響為主，其基礎定律是牛頓運動定律。 圖解:動機系機工實驗室-動平衡測試 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
電子學一學習如何使用基本電路理論於電子元件之應用。包括固態電子元件理論、電子元件之介面、固態電子元件之發展歷程、電子元件模式及如何使用電腦輔助工程軟體LTSpice於電子電路分析。 圖解:動機系電子實驗室 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
機械製造課程的目的在了解與機械工程相關的各種主要工業與商業的產品及其零組件的生產方法、可採用之各種加工法、各種加工法的基本原理、特性與所須之設備、以及生產加工過程中要精進生產力所涉及的工程方法。 圖解:精密機械與智慧製造製程 版權:國立清華大學動力機械工程學系 |
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國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 適合從事工作 |
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| 系友生涯 |
版權:照片已取得余振華學長授權
余振華現職：台積電研發副總經理 2017年獲得總統科學獎 學歷：清華物理系1977級 喬治亞理工學院材料學博士 大學考進清華讀物理系，研究所轉攻材料工程，如今已成潮流的跨領域學習令余振華思考更寬廣。他說：「讀物理想得多、做得少；進入材料所後做得多，也許想得仍比原主修工程的同學多些，這對我幫助很大。」 
版權:照片已取得楊正任學長授權，版權歸國立清華大學所有
楊正任現職：正文科技執行董事(發言人暨創辦人) 學歷：清華物理1983級 清華物理博士 大四時因為做專題研究投入應用物理的實務領域，要動手設計實驗及組裝儀器，同時解決過程中遇到的問題，給他很大的啟發和信心，也奠定他日後對於新領域與新科技願意不斷嘗試的基礎。在半導體產業蓬勃發展的背景下，博士跟隨物理系呂助增教授，攻讀固態半導體研究。大學時提供的基礎訓練成為他創業時的重要養份，使得他日後發展有更寬廣的道路，即使涉足不熟悉的領域，也著手嘗試並克服挑戰，在無線區域網路產業中闖出一片天。 
版權:照片已取得李勁葦學長授權
李勁葦現職：MIT 生物系助理教授 學歷：清大物理2004級 美國哈佛大學物理博士 李勁葦表示，其當年獲得台積電捐助的獎學金，赴美國柏克萊大學物理系交換，選擇進入沈元壤教授(兼任清大講座教授及中研院院士)的實驗室實習，收穫豐富，更促使他決定到美國讀研究所。 他認為，清大的教授能夠激發出他對物理研究的熱誠，而讀書就是他的興趣，因此全力以赴就是快樂，建議有此理想的學生努力圓夢。 
版權:Leonardo.AI生圖
周德宇現職：台北101董事長 學歷：清華物理1989級 維吉尼亞理工學院經濟學博士 周德宇博士專長於智慧財產權、專利、營業秘密保護等。他認為沒有什麼能夠限制清華人，要創業、要社會實踐、要學術鑽研，都不是問題，但一定要持續專精學習，將自己準備好，特別是能與世界聯結的外語能力。外語能力是拓展視野的工具，跟堅持本土愛台灣不但不違背，還能相輔相成。他鼓勵清華學子放膽作夢、奮力實踐、隨時準備，清華是最佳孵夢地，而整個世界都將會是你最閃亮的舞台。 |
圖解:黃有執副董事長
黃有執國立清華大學動機系學士92級、碩士94級畢業。 大立光電股份有限公司總經理兼副董事長。 黃有執系友自1996年進入大立光電股份有限公司，該公司專精於微型鏡頭技術，為行動裝置光學鏡頭技術領導廠，高階鏡頭市佔率持續保持全球首位。黃有執系友任職設計主管及技術長期間，主管範圍由光學設計，逐步增加到全集團研發及工程事務、組建大立光電光機與智財部門、協力推進光學材料，精密模具，光學檢測等核心技術開發。並於2022年升任總經理職位，並進入董事會擔任副董事長。 
圖解:史維教授
史維國立清華大學動機系學士77級畢業。 香港科技大學前校長。 史維教授是享譽國際的學者，為美國航空及宇航學會(AIAA)及美國機械工程師學會(ASME)會士。史維教授對於計算流體力學、燃燒和推進、流體結構互動、生物流體力學、生物性及低雷諾數飛行器等的貢獻均深受國際認同。曾任密西根大學Clarence L.「Kelly」 Johnson講座教授及航天工程學系系主任。現為香港科技大學機械及航空航天工程系講座教授，曾於2018年至2022年間出任香港科技大學校長。 
圖解:徐敬全總經理
徐敬全國立清華大學動機系學士91級、博士97級畢業。 聯發科副總經理暨無線通訊事業部總經理 徐敬全系友於2013年擔任聯發科技新事業發展本部總經理，領導開發新一代穿戴式運算及物聯網應用，獲得市場高度關注。2018年轉任智慧車用事業部總經理，佈局物聯網的四大方向，包括穿戴、智能家居、定位、M2M均有參與。2020年接任無線通訊事業部總經理，任內推出多款5G行動晶片，使聯發科技持續成為推動5G發展與創新的全球領先企業，成為全球最大的智慧型手機處理器晶片設計商。 
圖解:楊威迦教授
楊威迦國立清華大學動機系學士76級畢業。 喬治亞理工學院航太工程學院 William R. T. Oakes講座教授。 中央研究院院士。 楊威迦教授是航空太空推進與動力學科的國際首席專家之一，為美國航天航空學會(AIAA)、美國機械工程師學會(ASME)、英國皇家航空學會(RAeS)會士。其致力推廣航太推進和動力技術發展，曾協助美國太空總署解決引擎燃燒不穏定現象而聲名四播，以多項成就獲選美國國家工程院院士，也獲頒推進界最高榮譽馮卡門(von Karman)航天講座獎，且獲選為台灣中央研究院(工程科學組)院士。 
圖解:蔡進步董事長
蔡進步國立清華大學動機系學士81級畢業。 巨沛科技股份有限公司董事長兼總經理。 國立清華大學校友總會理事長。 蔡進步系友於1990年成立巨沛股份有限公司，從事半導體、光電及電路板構裝設備與材料的代理及銷售技術服務，服務據點除了臺灣之外，還包括中國各重點城市、香港、新加坡、馬來西亞、泰國、越南等。另曾任動機系系友會會長，捐贈「動機系系友獎學金」、「行動通訊電聲實驗室」等。近年更擔任國立清華大學校友總會理事長、百人會會長及清華企業家協會副會長等公益職務，除了慷慨捐款興學外，也致力結合校友資源，協助母校發展。 |
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國立清華大學 物理學系 |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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多元能力 |
數理科學：能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題，依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
25%
邏輯推理：能捕捉事物運作的規律或關聯性，歸納或是推演不同事物的差異或因果關係，並得到特定理解。
20%
主動學習：積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響，並依據各環節選擇適合的學習行為。
20%
專注力：投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
10%
批判思考：運用不同觀點對問題進行理性分析，對問題的解決方法或結論，評估出優缺點、支持、反對的意見。
10%
敏銳創造：能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異，且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋，呈現新穎之處。
5%
記憶詮釋：能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容，且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結：能從散落的資訊中，快速分辨與覺察具有意義的訊息，且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
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語文理解與表達：能透過語文理解他人想法形成特定概念，且能說明特定想法或因果關係。
5%
敏銳創造：能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異，且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋，呈現新穎之處。
5%
邏輯推理：能捕捉事物運作的規律或關聯性，歸納或是推演不同事物的差異或因果關係，並得到特定理解。
5%
數理科學：能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題，依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
5%
記憶詮釋：能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容，且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結：能從散落的資訊中，快速分辨與覺察具有意義的訊息，且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
同時多工：能同時接收多個訊息，切換心力在不同的訊息組合。
5%
專注力：投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
5%
手工操作：能依據物體變化（如移動速度），快速地調整出肢體反應，或以運用手部與手指進行精細動作。
5%
批判思考：運用不同觀點對問題進行理性分析，對問題的解決方法或結論，評估出優缺點、支持、反對的意見。
5%
主動學習：積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響，並依據各環節選擇適合的學習行為。
5%
自省促進：收集、評估自己或他人的表現，提出可改善及調整的方法或採取行動。
5%
社會覺察與合作：覺察並理解他人的感受或想法，並調整自己的做法，配合他人來完成任務。
5%
說服協商：提出觀點與他人商議或說服他人同意，以積極的態度引導他人，達成共識、目標，或解決困難。
5%
問題解決：分析並預判問題的成因與後果，設想出合適的解決方法及使用的工具。
5%
運作分析：分析特定需求並規劃合適的運作流程，運用技術調整、組裝、設定設備，讓設備及系統正常運作。
5%
程式設計：了解程式語法以及邏輯架構，撰寫、修改程式，開發並設計系統。
5%
機械操作：能監控設備或系統，按程序運行、排除故障，且能進行修繕、更換零件，檢測產製成果的品質。
5%
系統運作：評估與分析系統的運作方式、效能，考慮運作成本與效益，制定系統運作可改善或調整的方式。
5%
資源管理：分配及運用可支配的資源，調配人力、物力、資源運作的合理性、平衡性，發揮預期效益。
5%
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性格特質 |
堅毅負責：常常長時間專注投入於特定事物，排除干擾訊息，會對所承諾的事物，會負起責任目標、執行到底，享受追求成就。
25%
深思力行：常常追求事物的條理秩序，審慎確認事物的彼此關係，行事仔細考量後果。
25%
變通開創：常常對多種事物，表達熱情興趣，對於既有事物，進行拆解、重組，給予新的理解與觀點，並且喜愛創造出令人意想不到的新事物。
15%
合作互助：總是願意優先關照、包容他人的需求，在不同意見中尋求最大的合作可能，優先尋求團體的共同價值，信任團體成員的指引。
15%
主動積極：常常主動提出特定見解，樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動，引領他人的行動。
10%
自信肯定：總是相信自己能達成目標，會肯定自身的優勢、長處，面對挫敗能較好的調整情緒。
5%
開朗活潑：總是正向樂觀的看待事物的發展，即使事件發展不如預期，也能保持接納、能看見正向價值，常常表現自在、不膽怯。
5%
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主動積極：常常主動提出特定見解，樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動，引領他人的行動。
10%
樂群敬業：總是表現活潑、傳遞熱情，主動參與活動，熱衷於與夥伴一同完成任務。
10%
自信肯定：總是相信自己能達成目標，會肯定自身的優勢、長處，面對挫敗能較好的調整情緒。
10%
開朗活潑：總是正向樂觀的看待事物的發展，即使事件發展不如預期，也能保持接納、能看見正向價值，常常表現自在、不膽怯。
10%
親和接納：總是願意關懷他人情緒與感受，樂於接納與照顧他人困擾與情緒，表現和藹友善、易於親近。
10%
合作互助：總是願意優先關照、包容他人的需求，在不同意見中尋求最大的合作可能，優先尋求團體的共同價值，信任團體成員的指引。
10%
堅毅負責：常常長時間專注投入於特定事物，排除干擾訊息，會對所承諾的事物，會負起責任目標、執行到底，享受追求成就。
10%
深思力行：常常追求事物的條理秩序，審慎確認事物的彼此關係，行事仔細考量後果。
10%
探究冒險：常常樂於探索未知事物、能夠容忍陌生情境，樂於把困難視為一種挑戰，在探索、挑戰未知中偏好看見自己的成長。
10%
變通開創：常常對多種事物，表達熱情興趣，對於既有事物，進行拆解、重組，給予新的理解與觀點，並且喜愛創造出令人意想不到的新事物。
10%
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