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國立清華大學 材料科學工程學系乙組 |
國立清華大學 生醫工程與環境科學系 |
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| 所屬學群 |
工程學群
材料工程學類 |
工程學群
跨
生命科學學群
生醫工程學類 |
| 學系特色 |
本系是國內第一個成立的材料科學工程系所，畢業生人數不僅執國內之牛耳，系友表現出色，在產官學研各界，更居領導地位。本系有極優良之師資，並設有科技部貴重儀器中心，擁有最完善的材料分析、鑑定及量測設備。研究成果，不僅於國內居領先地位，在國際上亦備受肯定。高科技產業蓬勃發展後，本系培育之人才更是供不應求。 |
「國立清華大學生醫工程與環境科學系」(Department of Biomedical Engineering & Environmental Sciences) (以下簡稱醫環系) 生醫工程科學與環境科學是二十一世紀前瞻的科學領域，配合國家發展、社會需求、國際趨勢，未來將以原子、分子、及奈米技術為核心，配合健康與安全二大面向，發展醫學與環境的應用。 |
| 學科意涵 |
材料科學工程學系係培育在工業、科技及經濟發展各領域所需之先進能源、高效能光電、微電子、奈米、高性能、仿生生醫等材料之研究開發與應用人才，並兼具材料設計、製程、分析與檢測之專業知識，開發新型材料與關鍵技術。 |
生醫工程科學與環境分子科學，係建立在物理與化學的基礎之上，而應用於生物、醫學與環境之跨領域科學，不但需求性高、發展迅速、而且極具挑戰性。本系歷史悠，既保有傳統又開創前瞻，以強化跨領域的特色與領先地位。 |
| 學習方法 |
理論課程修習：學生將修習工程導論、材料熱力學、材料之物理性質、擴散與相變化、量子物理導論、結晶繞射概論……等理論知識。 圖解:本系理論課程簡表 版權:本系系簡介資料 
專題實作：擬定一特定題目（如家庭照護-智慧電子裝置）與同儕進行團隊合作與實作，除了培養學生之研究能力，也增進與他人合作溝通及協調能力。 圖解:本系提供學生專題實作良好之研究設備 版權:本系系簡介資料 
業界實習：鼓勵學生暑期至業界學習實務經驗，將學術理論充分應用於產業，培養獨立進取態度，提升職涯競爭力。 圖解:本系特色-暑期業界實習 版權:本系系簡介資料 |
基礎理論課程：本系「分子生醫工程與材料」及「生醫影像工程」兩大重要主軸，旨在培育智慧生醫工程人才，提供生醫工程基礎與應用課程，落實物理、化學、工程、生物、醫學之跨領域基礎教育，並整合生醫工程所學相關知識，應用於臨床醫學之重要前瞻性議題。 
專題研究: 本系師資涵蓋「電機、資工、醫工、物理、化學、化工、材料、生化、醫學、公衛」等。領域包括生醫材料、醫藥化學、藥物釋放、藥理毒理、組織工程、器官晶片、癌症治療、精準醫療、基因流行病學、生醫光電、生醫感測、生醫影像、核磁造影、超音波、人工智慧、生醫電子電路，提供同學選擇有興趣領域進行專研。 
理論課程：微積分、普通物理、普通化學、普通生物、工程數學、機率與統計、電子學、電磁學、有機化學、分析化學、生物化學、生醫材料、組織工程等。進階學科與應用課程: 計算機概論、生物訊號與系統、醫學儀器、近代物理、生醫電子與儀器分析實驗、分子遺傳、細胞生物學、奈米生醫、材料工程、生物與材料實驗。 |
| 高中階段可以準備的學習方法或方向 |
材料屬於工程領域學群，不僅著重深厚的基礎背景知識，同時也強調如何將理論計算實際應用到實作中。因此在學習基礎知識過程中應逐漸培養發現問題並思考如何解釋問題的能力，並透過專題實作來進一步思考如何解決問題，以此培養對於材料特性的敏銳度以及觀察力。另外材料人為國際半導體企業不可或缺的人才，為了培養離開校園與國際接軌的能力，除了透過英文授課學習外也要主動學習。 |
由於醫環系前兩的年基礎學習方向較廣，需要盡快進入主動學習的習慣。建議高中生可以開始嘗試調整獨立自主的學習心態，建立自律的讀書與生活常規。 |
| 與相關科系之異同 |
在理學院裡，研究與教學的重點在於對自然現象的理解，工學院重點在於對自然現象的應用，材料系是兩者兼具。材料系著重於固態材料的特性研究、物質科學與工程應用，並探討材料微結構-製程-性質的關聯性。材料研究上的突破常常產生技術的革命，突顯出材料研究的重要，如商用電子元件、生醫、金屬與合金、陶瓷與高分子等。 |
厚實物理、化學、生物醫學等基礎科學之能力 具備跨領域應用科學整合所需之廣泛整合知識之能力 啟發獨立思考與創新之能力 薰陶領袖氣質、品格高尚健全之能力 瞭解專業倫理及社會責任之能力 開創國際視野之能力。 |
| 生涯發展容易誤解之處 |
材料系易聯想到材料五金行，認為畢業即從事五金材料相關行業別，其實不然。材料系畢業生出路主要分三大類：學術界-培育莘莘學子。產業界-從事傳統、電子、航太、運動器材、新能源、醫藥、生技、化學檢驗產業等，都迫切需要材料領域的人才。研發界-解決人類所面臨的挑戰與的問題，需仰賴材料研發人員的努力與付出。 |
本系廣泛的學習，於高年級將專精於特定領域，將學有專長，廣受電機、化工、化學、材料、生科相關科系喜愛。 |
| 學習方法容易誤解之處 |
一般認知，以為材料的學習範疇多以習得材料元素、材料萃煉……等知識為主，然而，「材料為工業之母」，本系之專業培訓函蓋先進能源、高效能光電、微電子、奈米、高性能、仿生生醫六大領域，而時下最夯的AI人工智慧、自駕車……等亦為本系新亮點，材料科學學習內容與日常生活息息相關，在新興科技領域扮演關鍵角色。 |
本系專精於理工相關知識，未來出路在於科技業等相關產業，就業容易。 |
| 補充提醒與說明 |
為強化學生業界暨國際競爭力，本系設有業界導師制度及領袖材子計畫，由業界豐富經驗系友擔任導師並輔導學生；領袖材子計畫包含提供獎學金與生涯規劃輔導，分為學術研究、創業、逐夢等組。本系與UC Berkeley、UCLA等世界頂尖大學簽訂共同培育學生計畫，提供學生出國交流機會與獎學金；另本系與瑞典林雪平大學合作，提供大學部學生取得該校碩士學位機會。 |
清華醫環相較於其他學校醫工，理工訓練更為扎實，搭配清華卓越研究資源，將成為一個未來人才。 |
| 學系聯絡方式 |
電話：03-5718530 信箱：mse@my.nthu.edu.tw |
電話：035715131分機35487 信箱：ns@my.nthu.edu.tw |
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國立清華大學 材料科學工程學系乙組 |
國立清華大學 生醫工程與環境科學系 |
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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 |
材料科學與工程讓學生了解材料科技所涵蓋的領域及基本知識，以及和未來四年課程與其他跨領域工程的連結、各種材料的實際的應用、正面臨的問題及挑戰與所需突破及創新之處。 圖解:授課講義內容 版權:本系葉安洲教授提供 
材料熱力學上學期先介紹熱力學三大定律及各種熱力學函數並討論單相氣體及凝態系統之熱力學性質，下學期則討論理想與真實溶液之性質，雙元相圖與自由能之關係，化學反應之平衡觀念。 圖解:授課講義內容 版權:本系陳翰儀老師提供 
晶體缺陷本課程講述材料結構與缺陷相關知識，涵蓋材料結構、材料缺陷以及缺陷消除等內容。課程目標在建立材料結構與缺陷相關知識，分析並解決材料結構與缺陷相關問題，建立材料科學重要基礎知識。 圖解:授課講義內容 版權:本系張守一老師提供 
擴散與相變化本課程包含材料科學的擴散及變化主題，涵蓋擴散、穩態理論、暫態理論、Fick第一定律及第二定律、可變擴散率、移動邊界、異構系統、原子機制、Kirkendall效應、up-hill擴散等。相變理論包含：成核、發展、離相分解。 圖解:授課講義封面 版權:本系簡朝和老師提供 
量子物理導論量子理論的入門課程，主要以物理現象介紹為主，數學為輔，讓同學了解量子的概念，並對相關的物理現象，做概念性的介紹。 圖解:授課講義內容 版權:本系賴志煌老師提供 |
生醫光電光電技術在生醫上的應用，如影像技術突破、光電檢測、生物訊號分析等。 版權:清大醫環系網頁 
超音波工程使用創新超音波技術應用於血栓溶解治療之創新超音波漩渦技術 版權:清大醫環系網頁 
幹細胞與組織工程再生醫學重要之相關課程，從幹細胞發展到器官與組織等相關介紹 版權:清大醫環系網頁 
穿戴式生醫電子裝置設計利用電子電機技術實現集成生醫電子裝置並應用於穿戴式科技與物聯網應用 版權:清大醫環系網頁 
生醫材料奈米材料合成、藥物包覆應用於藥物釋放、生物檢測與生物影像顯影 版權:清大醫環系網頁 |
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國立清華大學 材料科學工程學系乙組 |
國立清華大學 生醫工程與環境科學系 |
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| 適合從事工作 |
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| 系友生涯 |
圖解:中華民國環境部薛富盛部長 版權:中華民國環境部薛富盛部長
薛富盛國立清華大學材料工程系學士（1981），美國康乃爾大學材料科學與工程碩士(1988)博士(1990)，前中興大學校長、現任環境部部長、材料科學與工程學系特聘教授。 研究專長為電子顯微鏡、奈米技術、顯示器材料、薄膜技術、燃料電池等。曾榮獲英國國際工程與科技學會會士、英國材料與礦冶學會會士、澳洲能源學會會士。自1990至2015間發表數篇論文以及多項專利。薛富盛也歷任許多材料相關領域的職務，包括：中國工程師學會台中分會理事長、經濟部「核四安檢專家監督小組」委員、中華工程教育學會(IEET) 認證委員、團主席等二十多項專業職務 
圖解:閎康科技公司謝詠芬董事長 版權:閎康科技公司謝詠芬董事長
謝詠芬國立清華大學材料系學士(1981)、碩士(1983)、博士(1987)，並於美國貝爾實驗室完成博士後研究。現職閎康科技董事長 2009年榮獲清華大學頒發榮譽校友，20年來致力於半導體、光電產業等材料分析與故障分析，發表超過50篇論文及55個專利。於2002年創立閎康科技股份有限公司，持續不斷提供高科技業不可或缺之材料分析、故障分析、及可靠度驗證相關服務，將其豐富的知識與經驗提供給客戶，對於產業的成長有莫大貢獻。 
圖解:台積電余振華副總經理 版權:台積電余振華副總經理
余振華國立清華大學物理系學士（1977），國立清華大學材料所碩士（1979），美國喬治亞理工學院材料所博士。 曾任台積電資深處長，現職台積電副總經理。 秉持「技術要自己做才有根」的理念，勇敢打破框架，找更好方法，做出興趣；深入學習、廣泛瞭解，洞察問題所在，以優異的創新與卓越的執行力，最短時間內，創造最大效果。清華傑出校友及百人會成員，回饋母校 成為清華典範。2017年榮獲「總統科學獎」應用科學領域獎項得主，實至名歸。 
圖解:創意電子陳超乾總經理 版權:創意電子陳超乾總經理
陳超乾國立清華大學材料科學工程學系學士（1982），美國史坦福大學(Stanford University)材料科學博士（1992 ）。 曾任台積電處長，現職創意電子股份有限公司總經理。 引領創意電子公司在IP、智慧財產甚至封裝，提供客製化需求，目標成為客製化IC成為全球的領導者，表現相當亮眼。傑出校友及百人會成員，回饋母校 成為清華典範。 
圖解:國立清華大學簡朝和特聘教授 版權:國立清華大學簡朝和特聘教授
簡朝和國立清華大學材料科學工程學系學士(1979)、碩士(1981)，美國麻省理工學院(MIT)材料科學工程博士。現職清華大學材料系特聘教授，於1998年創立璟德電子工業股份有限公司。 璟德電子為台灣第一家利用LTCC（低溫共燒陶瓷技術）研發與製造無線通訊元件與模組的公司，產品主要應用於智慧手機、筆記型電腦、無線通訊產品等，LTCC市占率已躋身全球第3，營收屢創新高。於獲利同時，不忘捐款回饋母系、母校。雖是位成功的創業家，最熱愛的還是教學與研究，其教學熱忱與認真付出，深受學生肯定。 |
王中信大學部到博士班畢業生 高科技生技產業公司創辦人 
蔡曉忠大學部畢業生 高科技檢測設備產業公司創辦人 
蘇正寬大學部到博士班畢業生 大學教授 |
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國立清華大學 材料科學工程學系乙組 |
國立清華大學 生醫工程與環境科學系 |
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多元能力 |
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%
空間定向：能覺察環境、物體與自己的相對位置，辨別出方向、維度，想像物體在移動或重新排列後的外觀。
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%
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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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%
空間定向：能覺察環境、物體與自己的相對位置，辨別出方向、維度，想像物體在移動或重新排列後的外觀。
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%
遠觀細察：能在遠、近距離中能分辨、比較色彩差異，在不同光線強度下能觀察物體大小、距離、移動變化。
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%
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%
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 |
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。
25%
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。
25%
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%
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。
25%
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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。
20%
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。
20%
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%
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，樂衷於與夥伴一同完成任務。
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%
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