本系並重基礎數理能力訓練及探究實作能力培養。除了嚴謹的理論教學與練習，也鼓勵學生加入實驗室/研究室，透過教授指導專題研究獲取實作經驗。除了各教師獨立研究之外，亦強調系所合作以及實驗與理論的相互支援。本系整合出二個跨領域研究群：【奈米與光電物理研究群】、【理論與計算物理研究群】，提供優秀的跨領域人才學習環境，不論深造或就業皆是理想的選擇。

本系精選留美、德、法、波蘭等國及專精國內產學界之教師共組教研團隊，專長包含製程、結構分析、性質量測及功能應用等領域，以支援材料科學與工程所必需的多面向教學。擁有多元、堅強的師資陣容、完善的研究設備、健全的課程設計。

【物理學】是一門基礎科學，藉由觀察、實驗、模擬等方法，研究自然界各種尺度中的現象，以期建立一套完整自洽、以數學為語言、能正確解釋與預測大自然的理論。「奈米與光電」是尖端應用領域，【基礎要應用來發揮】，【應用要基礎來支持】，期盼學生奠定良好基礎，在尖端領域發揮所學。

材料科學與工程學系兼及理論與應用，橫跨工程與科學，具跨領域的整合性，在基礎與高科技產業中扮演關鍵的地位，是研習各種材料的製程、結構、性質及功能等四者之間關係，並藉由對材料科學理論的掌握挹注於工程上之應用的學系。其中材料種類包括金屬、陶瓷、高分子、複合及半導體等類別。

無論理論、實驗或計算，都可以透過許多經驗的累積能力。可以平日多透過科普節目(Discovery、國家地理雜誌等)以及科學雜誌、文章接觸深奧的物理概念；多找考物理相關問題(題目)練習思考與計算；透過探究實作相關課程或競賽累積實作經驗。

閱讀材料相關新知，探索有興趣的科學相關主題，專注學習物理、化學、數學類等課程。

1. 物理學與數學及其他自然科學如化學、生物、地球大氣科學等有許多共同關切的問題，使用的科學方法及邏輯也相當一致；主要的差別在於研究的自然系統及現象的不同。
2. 物理學是許多工程學科的基礎，提供基礎研究訓練以及程式能力。基礎穩固後，有更大的空間學習半導體、光電與材料等領域，更能觸類旁通深入專業領域的核心，獲得具創意的來突破解決問題。

一般而言，所有理工科系皆與材料有關。理學院科系如物理、化學等，著重於材料科學理論，工學院科系如電機、化工、機械與土木等，以材料應用為導向，而材料系則是理論與應用並重，介於理學院與工學院間。
本系的研究領域，除了傳統之金屬、陶瓷實驗外，尚涵蓋了物理及化學的基礎知識、觸媒工程、太陽能及能源科技、奈米材料、微電子材料、半導體電子元件、有機光電、電子顯微鏡、地球科學等領域，是一個跨領域的學科。

許多高中學生會以為物理「沒有什麼應用」，畢業之後的發展狹窄。其實，物理是許多科學與工程的基礎，本系的訓練讓學生有良好的理論物理與奈米光電相關的應用科學知識，並厚實程式計算、數位應用能力。學生畢業後於台積電、艾司摩爾(ASML)、日月光、聯電、群聯電子、研華科技、台達電、友達光電等科技業就職。

很多人會以為材料系是一門獨立的新領域，畢業學生的出路很專業也很狹隘。其實，材料科學是衍伸基礎物理、化學和微積分的知識，並且將其應用至人類日常生活上用到的所有物品。所以從傳統產業、半導體到新興綠色能源、生醫材料等，往往都能看見材料系畢業生的身影。

1. 因考試領導教學，許多高中同學學習物理學的方式以計算與解題為主，忽略了基本觀念的融會貫通，觀察現象統整結果，以符號、文字論述與解釋物理現象、法則的能力，及動手操作實驗的基本訓練。
2. 物理學以數學為語言；但物理學處理的不是抽象的數字與邏輯而是具體的自然界物理量與規律。

高中生對於材料系最大的疑問就是：材料很廣泛，那材料系是在學什麼？的確所有的東西都和材料有關，我們在學習與研究所有材料的共同基礎知識，即材料的製程、結構、性質與性能之間的關係；並依自己的興趣和喜好，選擇並專精一兩種材料領域，如此我們將能夠具備選擇對的材料、改善材料及創造新材料的專業技能。

許多同學因精采的科普讀物引發興趣，但缺乏知識積累歷程及對科學工作付出的努力缺乏體會。
本系在課程安排上讓學生在知識上由簡入深累積歷程，進而從專題與實作學習過程中累積經驗獲得能力。

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