唸物理系能幹嘛？若大多數的學生不會成為物理教授，課程又該如何規劃呢？──《物理雙月刊》

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

張峯鳴 (FM Chang) 一定很想知道，這篇訪問的 ROI (投資報酬率) 好不好？能不能真的幫上學弟妹？

身為跨國半導體大廠德州儀器 (Texas Instruments, 簡稱 TI) 產品測試部門經理，擔任管理職同時又具有 “Technical Ladder” 身份 (也就是德儀認定之技術專家) 的張峯鳴，看起來十分年輕，剛成為新手爸爸的他，研究所畢業後已經在德儀任職近八年，但採訪此刻看起來被認成大學生也不奇怪。在這泛科學一年一度的職涯專題中，我們邀請跟泛科學許多讀者背景相似的他來聊聊自己的求學經歷與職涯探索過程。

理科集大成：太空人的夢、會計師的腦、物理人的心

「說來有點好笑，我小時候很想當太空人。」張峯鳴還記得上小學前最初的職涯想像。他說，除了覺得太空人穿著「機械感」十足，很帥以外，印象中小時候常常從電視新聞上注意到跟宇宙天文相關的消息。

「媽媽可能還在幫我擦鼻涕，爸爸看的電視新聞裡大多都是政治人物吵來吵去，但只要有類似哈伯望遠鏡發現了什麼什麼的消息，我就覺得感興趣，認為自己聽得懂。」他說。

到了國中，媽媽送他去參加成功大學的航太營，由航太系學生帶領，接觸各類機械、構造。僅管其他學員年紀比他大，有點邊緣的他還是覺得「超好玩」。他說在營隊裡，能將學校教的牛頓力學實作展現，各種水火箭炫技玩法讓他不亦樂乎，大學生哥哥姊姊們示範的高空落「蛋」，也讓他躍躍欲試。

儘管高中時對天文太空依舊興趣滿滿，他說「可能是 ROI 的概念在我心中萌芽了，就越來越實際了。」他很清楚自己對理工科感興趣，但也納悶：熱門的志願怎麼都沒有航太、天文？他發現相關的知識領域在物理系裡都有，所以升大學填志願時選了多所大學的物理系，最後則在熱門跟理想志願之間折衷，成為清大動力機械工程學系的新生。

為何不選出路看似更明確的電機系？其實原本是三類組的他，家裡長輩也曾勸他選醫科，但他很有主見，想把物理學好，他記得高中時心裡想：「難道唸電機未來就是修手機、念機械就是修車嗎？還是不要先決定修什麼好了，先念物理！」

上大學後，張峯鳴視野大開，認識的人一下子多了起來。同學關心的事情不只是學業、還關心環境議題、社會服務等，享受且渴望新刺激的他，便找機會出國交換。到美國密西根州立大學那段時間，更讓他看到台美兩地學習方式的差異。

「他們看待跟處理事情的方式跟台灣很不一樣。他們很歡迎多元人才，所以入學不難，但淘汰不夠格的人卻毫不手軟。」他表示當時他同時選修開給大一到大四的課程，在大一生比較多的課堂上，不少人有來玩玩的感覺，功課討論起來愛做不做；但到了大四為主的課程就超精實，剩下的每個人都很清楚自己要什麼、都想在專業領域上有好成績。「感覺他們在大學每一年越來越強。有種修煉的感覺。」

比較之下，他覺得在台灣念大學，最難的是「考進大學」，很多人有上大學之後被當也沒關係的想法。而在美國不管是不是基礎課程，實作都很多。「會讓你每天都很忙，但很有收穫，所以回台灣之後我就選修這樣的課。」

最划算的選擇：如何出國學經驗、練英文、又不花錢？

基於出國交換時的深刻體驗，他本來打算出國讀研究所，也趁機玩一遭，但這想法被自己推翻。他是個在決策前總是會做好一番分析的人，不管是該不該出國讀研究所、或是要不要接受一次採訪。考慮家境與對未來理想人生的想像後，他認為在台灣唸研究所更省時間跟成本，以後想出國玩還有機會。

在台大唸電機研究所時，他參加了校內的就業博覽會，在德州儀器的攤位上，得知這家公司有 New College Graduates 科技菁英培訓計畫，雙眼為之一亮！這是德儀為剛畢業的學士或碩士，或是工作未滿一年的職場新鮮人量身打造的培訓計畫，為期 18-24 個月，涵括七大面向，從產品技術、專案管理、影響力建立、公司文化、處理訂單、報價交貨，到向高階技術主管、各國主管直接學習，並獲得回饋。此外，還能輪調到世界各地，一邊練英文、增加國外經驗，又不花自己的時間跟金錢。這完全擊中了張峯鳴的甜蜜點，於是畢業後就立刻加入德儀。

「當然啦，還是有很多工作要做。」很在乎名實相符的他，雖然受「菁英輪調計畫」吸引加入公司，但也坦言當初蠻不喜歡這計畫的名稱，畢竟當時覺得自己很嫩，不想被戴高帽子，但他後來卻紮實地透過這計畫讓自己成為名實相符的菁英。他每年輪調，接受不同訓練，從測試、品管到美國總部晶圓廠服務，逐步增進對公司與全產業的了解，提高了跨部門合作的能力。2015 年，德儀決定進入高壓電 IC 市場，張峯鳴扛起重任，從無到有，將台灣生產線建立起來，過程中與美國同仁合作開發技術，極為傑出的表現，更讓他受遴選成為公司認可的技術專家 Technical Ladder 一員。

Technical Ladder 直譯為「技術階梯」，其實是德儀為研發人員設計的升遷制度。Technical Ladder 分三層，在不同的層級有不同的競爭。因有比例限制，各廠要派出高手去跟他廠比賽，才能獲得此高榮譽職銜，並獲得薪資加給跟專業認可。「在這裡工作，大家都有企圖心，但不是每個人都適合領導或都有朝管理職發展的想法，因此可以朝技術專家的方向走，薪資跟職位一樣可以繼續提升，不會因為非管理職就停留在原本的位置。」儘管如此，張峯鳴卻身兼 Technical Ladder 一員與部門經理，可見他自己設定的階梯更具挑戰性。「能力跟國際觀的培養真的很扎實。loading 雖然重，但成就感也很強。」他說。

雖然隨著工作年資增加，大學跟研究所時學的專業技術能用上的頻率越來越少，但科學思維卻潛移默化成他的處事邏輯；他十分感謝大學階段時遇見的清大王訓忠教授，讓他在上工程數學跟流體力學時收穫滿滿，更讓他愛上應用理論解決真實問題。「今天遇到一個問題，我會用流體的特性、機械熱應力的狀況去推測，更快找到解決方向。另外，在管理以及跟同仁相處時，我也常從生物跟生態學思考，如何讓大家能各取所需，讓每個人待在適合的區位，他們也比較有安全感。」他說。

科技一點也不難：在德州儀器，溝通和多元並進

許多人無法跟領域外的人「科普」自己的工作在幹嘛，包括對自己的爸媽。張峯鳴對此倒不覺得難，他說：「德州儀器就是做 IC，做得非常非常小，放在手機裡、車子裡、冷氣裡。像是你手機的放電跟充電就有一個 IC 在控制，電快沒了進入省電模式就要放少一點。」他補充，德儀人有一種共同特質，就是想讓人聽懂生冷的技術，而出現此般特質背後有兩個原因，第一是因為德儀規模大，座落在很多國家。第二，他認為，則是因為公司積極倡導合作精神，常需要跨部門合作，溝通成日常工作必備，更需要與財務部、採購部門等非科技背景、非技術部門的同事溝通，若「不講人話」絕對走不通。

許多公司隨著組織擴大，無可避免地染上大組織病，使得創新點子如死水停滯、溝通上下前後到處卡，德儀為了避免這樣的問題，全力倡導分享精神，更希望用組織規模來提高效率。張峯鳴說德儀鼓勵 “Innovate once, Implement everywhere” （一處創新、處處運用）：例如在台灣做了嘗試，發現省了成本、增加效率，就要提供方法給其他國家的廠來複製，所以生產端很重視分享知識的方式。此外，「公司內部有論壇，好想法丟出去，就會有人接球。雖然上司在看但不會有壓力，他反而會對你的活躍表現讚譽有加。」

而身為有點典型的理工男，他認為在德儀的女性工程師專業表現不亞於男性，推動團隊往目標前進的能力卻更強，例如當部門間合作比較不順時，女性工程師往往能讓事情破冰。他也發現育嬰留停回來之後的女同事，做事變得更有效率，判斷更準確。「可能是因為家庭讓他們時間控管得更緊。重要的是，其他同事都願意配合。」現實生活中剛成為新手爸爸的他認為：「假若我是新手媽媽，我會繼續工作，至少在德州儀器，大家尊重性別之間的差異，也享受多元帶來的優勢。」

致年輕的自己：多實習，然後不要著急

雖然職涯順利開展，在工作裡獲得高成就感，但如果能夠回到過去，張峯鳴還是有些想修正之處。

他說：「推甄上研究所之後，覺得從小到大一直念書念下來好累，所以那時就保留學籍先當兵，退伍後大腦彷彿掏空，覺得知識好寶貴、很渴望學習。」不過，雖然他對這決定（先去當兵）蠻滿意的，他現在覺得應該要暫停更久一點，先去業界工作個幾年，這樣會更知道自己需要、欠缺什麼，更善加利用研究所的兩年。另外，對做任何事的成本跟效率非常認真看待的他，也強烈建議大學生多到業界實習，他說：「短短兩個月就能夠知道自己以後是不是要花十年在這裡面，非常划算。多去實習，對跨出職場的第一步更有信心。」

他代表過公司到大學招募實習生，他認為一來到德儀實習薪資不錯，二來能會接觸到正職的工作。更重要的是，由於各部門同時招收，同一批實習生會一起籌辦活動，例如計畫結束後的發表會，彼此會很熟悉，這樣一來能認識很多來自不同領域、但都很有熱情的人才，而且德儀若評估是需要的人才，就會直接發 offer，對公司來說也能降低雇用錯人的成本。「真是蠻超值的。」然而，他也強調來申請實習前，要清楚自己的目標，而不是「來看看」。

在訪問結束前，他最後想給現在正在思索職涯的學弟妹一個關鍵建議：「不要急。」

他感同身受地說，看到身邊的人上了什麼研究所、或是拿到了哪間公司 offer，可能會逼自己要趕快往某條路鑽，但其實可以給自己一些時間，好好想自己想做什麼。「不要像在台北車站下了捷運被人群擠著前進到錯誤的出口。」雖然他在這次訪談中給了許多誠懇的建議，但他更希望學弟妹能自己想清楚，這最重要。

既然那麼重視 ROI 的他都這樣說了，肯定是很重要的建議。你說是嗎？

本文由德州儀器與泛科技共同企劃

• 作者/Laurie McNeil and Paula Heron ｜北卡羅萊納大學教堂山分校／西雅圖華盛頓大學
• 編譯/常雲惠 ｜紐西蘭懷卡托大學運動休閒研究所學士後，紐西蘭公務員。目前定居紐西蘭，為科普讀物譯者。

如果你是位物理教授，你也許是循著傳統的路徑，一步步地走到今天的位置：

物理系畢業，物理碩士、博士、博士後研究，然後應徵上一個終身教職。

你或許會認為，你目前的學生，大多數也將追隨著你的腳步，所以你應該好好教導他們，為他們將來成為物理教授而做好準備。如果你是這麼想的，那麼你就錯了！

根據美國物理聯合會（American Institute of Physics，縮寫為 AIP）統計研究中心（Statistical Research Center）的資料顯示，美國的物理系畢業生中，最後大約只有 5%會成為物理教授；即便是留在學術界，也有很多人會轉戰例如工程或資訊科學等相關領域。大多數的物理系畢業生，其實並不會留在學術界，而是走進各行各業，從事各種多樣類型的工作。這些工作機會，有半數左右是來自私人企業（圖一為新近大學畢業生第一份工作的統計資料）。

幾乎沒有任何物理課程，是專門為這些「非物理學術工作」而設計的。對於一些需要科學訓練的職務，物理系的畢業生，以及他們的雇主都一致認為，大學為社會新鮮人提供的訓練與準備並不夠充分。同樣的問題，對於新科物理博士，也一樣適用（參見《今日物理》，1995年6月號，第13頁）。

在畢業一年之後，將近半數的物理博士，並不在學術單位任職。而在完成博士後研究之後，有更高比例的人，移往私人公司或政府部門任職。

在接受問卷調查時，任職於私人公司的物理系畢業生表示，除了熟悉的物理知識之外，他們還經常需要一些額外的技能，例如團隊合作、科技寫作、電腦程式設計、在其它領域運用物理知識、產品的設計與開發，以及複雜的專案管理等等；圖二列舉了這些技能。然而，對於大多數學物理的人來說，在整個教育養成過程中，很少有課程是為了這些技能而做準備。

2014 年，美國物理學會（American Physical Society，縮寫為 APS）與美國物理教師協會（American Association of Physics Teachers，縮寫為 AAPT），共同組成物理系大學部學程改進聯席專責小組（Joint Task Force on Undergraduate Physics Programs，縮寫為 J-TUPP）來檢視這方面的不足。

我們與 J-TUPP 小組的同事（主要是來自學術界或產業界的物理學家），一起思考兩個大問題：

下一個世代的物理系畢業生，應該具備哪些技能與知識，才能應付未來職涯裡的多樣要求？以及物理系該如何修改他們大學部的課程，才得以更有效地幫助學生？完整的報告請參見美國物理學會於 2016 年十月出版的《物理 21》（Phys 21: Preparing Physics Students for 21-st Century Careers）。

我們以多管齊下、多方探索的方式，試著回答這兩個問題。為了能描繪出更明確的圖像，我們參考了其它學會、教育機構、政府部門與私人企業的研究報告；我們也訪談了許多相關人士，例如物理系畢業，但任職於非學術領域的物理學家，以及負責開發創新大學學程的研究人員；以及委託針對物理系畢業生與其雇主的研究計畫等等。

此外，我們不僅仔細參考由 AIP 的統計研究中心（Statistical Research Center）與物理學生學會（Society of Physics Students，簡寫為SPS）先前所發表的研究報告《職涯途徑計畫》（Career Pathways Project），也委託進行一系列的個案研究，探討系所在修改大學部課程與其畢業生的職業準備度之間的關聯，希望藉此找到一些可行的策略或建議。

物理系畢業生需要些什麼？

我們得到一個初步結論是，物理系畢業生所具備的彈性、解題能力，以及接觸過許多新科技的經驗，是他們受到雇主歡迎的原因。

然而，如果在電腦計算分析工具或程式方面，特別是一些廣受業界採用的軟體系統，他們能多具備一些相關知識與技能；或是擁有實習或專題研究的經驗，能讓他們在實際的產業工作中更快上手；或是熟悉物理觀念、實際應用與產品創新三者之間的關聯等等，都能讓他們在就業市場中，更受歡迎。

此外，一些所謂的「軟實力」，例如基本的商業概念，如何在團隊中與人合作，或是有效溝通等等，也都有助於他們在職涯上的成功。

傳統的物理系教授，大多致力於確保學生能掌握核心課程裡的物理觀念：

力學、電磁學、熱力學、統計物理、量子力學，以及這些觀念在光學、核物理與凝固態物理的應用。

雖然在學習這些科目的過程中，學生也能習得數值方法、統計分析與實驗方法等相關技能。然而，如何培養學生，在非學術研究與跨領域的環境中，去運用基礎物理觀念，則較為罕見，而這也正是他們在未來的工作中，較可能會遭遇到的情況。

物理系的課程，也需要能提供學生許多相關的科學與科技、工程技能的學習機會，以及從基本觀念來解決真實或複雜情境下問題的機會，例如光學、真空技術、電子學等方面的基本實驗技能，程式設計或電腦軟體模擬的經驗，數據的收集、處理與分析，實驗儀器的偵錯、校準與修復等。雖然，傳統課程與專題實驗室，或多或少地提供了這些技能的學習機會。

然而，在沒有明確的學習目標，或是未能針對某項技能而設計的教學活動，某些學生可能因此而缺少了足夠的訓練。另一個可能的情形是，也許學生已經學會並具備了這些技能，但卻無法體認出它們的市場價值，以及據此來挑選出最合適自己的工作機會。有趣的是，在圖三所列舉出的常見職稱，只有高中物理教師有用到「物理」這個關鍵字。

當物理系畢業生進入職場之後（其實，這也包括就讀研究所，開始著手論文研究計畫），最常面對的挑戰是處理真實世界中，一些複雜、含糊、界線不明的問題。他得自己重新去定義問題，有系統地界定出幾個較小的子問題，進行文獻回顧，據此去制定解題策略或研究方法，來回答他自己設定的問題；研究方法可以是做實驗，也可以是電腦模擬、模型分析，或是不勝枚舉的其它方法。

為了能落實自己的解題策略（或研究方法），他必須明確地知道自己需要哪些資源，並做出決定或建議，從哪個方向開始研究或繼續先前已有的研究，設計並決定後續的步驟，並能從較為寬廣的視野，來看待自己收集的數據。然而，除非他在大學部的課程裡，已經有過相關的學習經驗，並學會相關的技能，否則這很可能他是首次面對一個真實的問題，以及相關的繁雜資料與數據。

掌握儀器、軟體、電腦以及數據分析等能力，是決定職場工作或論文研究是否成功的關鍵因素。

AAPT 所屬之大學部課程改進專案小組（Undergraduate Curriculum Task Force）在最近的一則報告中建議，應將計算物理（computational physics）整合納入大學部的課程中。許多私人企業所廣泛使用的電腦套裝軟體，也都有教育版，僅需極少的費用，甚至免費，即可獲得教育授權使用。

雖然，教育版的功能或許不及完整版，但對學生的學習而言，應該已經足夠。在我們所訪談的畢業生中，幾乎毫無異議，他們一致表達出希望能學習更多與電腦軟體相關的技能。不論在哪個領域工作，數據分析、比較各個模型或假設之間的異同，以及展示實驗成果的能力，對物理系的畢業生而言，都是至關重要的技能。如果他們在就學期間，疏忽了這幾項能力的培養，很容易讓他們在將來競爭的就業市場中，略遜於他們主修工程學門的同學。

整個物理社群（包含學術界與產業界等）都體認到，物理系的畢業生在溝通技能上的需求。我們的整個教學設計，都只集中在同行評審的論文發表上。然而，對於任職於產業界或政府部門的物理學家而言，他們所需要的能力，卻是把自己的想法或研究成果，表達給沒有受過專業科學訓練的聽眾，例如公司的經理、贊助廠商、國會議員、市場推廣人員、技術員或是一般社會大眾。

這群職場新鮮人所需要的表達能力，是能適切地闡述自己的觀念，並能運用文字、方程式、圖表、照片、動畫或其它視覺化工具，來增加強自己的說服力。另一個可能是，他需要把一個複雜的觀念或方法教給別人，還要能判斷這個人的學習成效，從而發展出更有效的教學策略或溝通方法。然而，大多數的物理學課程，即使讓學生有機會擔任論文的共同作者，或是在研討會裡發表論文，對於這些「非學術」的溝通與表達能力的培養，仍然缺乏明確的學習機會。

此外，大多數物理系的課程設計，讓他們的畢業生在就業市場中處於劣勢，例如學程中鮮少關於物理職涯的介紹，如何找工作，如何判斷自己的知識技能是否適合某份工作等等。事實上，相信許多物理系的老師，對於學術界以外的職涯機會，自己也不是很熟悉，因此如何協助學生轉戰到其它領域，對老師本身而言，自然也是一項挑戰。

物理系的課程該怎麼安排？

上面那張長長的「物理系畢業生應需具備的知識與技能」清單，應該會嚇壞了所有的物理系師生。然而，物理系的課程該如何安排，才能幫學生在準備就業，以及學會求解薛丁格方程式之間，取得一個平衡呢？

所幸，前述清單中的技能，其學習的管道都不是單一的。各系所可以根據自己的條件，例如教師的專長與背景、財務狀況、學生的人數及其抱負與志向、大學附近的產業生態等等，來擬定適合自己的策略。或許需要重新設計整個課程，或是在原本的課程框架下，融入新技能的學習機會，亦或是針對某些特定技能的培養，開發出新的選修課程。

在 J-TUPP的報告中，我們提供了許多範例，是許多物理系已經採用的方法【註一】。（2001年四月，Barrett Ripin 曾於《今日物理》發表過一篇文章，探討如何透過創新的課程設計，幫助物理系畢業生，培養面對未來多樣性工作的能力。）

大多數的物理教授應該都會認為，他們所開設的標準課程，已經為學生在學習物理知識上，提供了一個堅實的基礎。事實也的確如此。但是為什麼，教授們就在這裏止步不前呢？

事實上，任何一門物理課程，即使只是探討基礎的原理與觀念，也都能從中找到與職涯相關的實際應用。例如，最為抽象的廣義相對論，也都有它的實際應用：GPS全球定位系統。因此，在工業製程或商品設計中應用物理原理，未必需要犧牲基礎物理的嚴謹性。如同先前所討論過的，我們可以把商用產品或儀器，與一般的實驗課程做整合，讓學生可以接觸到業界常用的電腦套裝軟體等。

在溝通與表達能力的培養上，一般的課程，就可以提供許多學習機會。例如，可以讓學生針對課程中的某個主題，或是在參加研討會之後，進行口頭報告。甚至，可以安排社區服務，讓他們有機會面對社會大眾，演講或展示自己的研究成果。此外，這些技能的學習，並非全部都要侷限在物理系裡。

科技英文的寫作與編輯技能，可以透外文系或大眾傳播學系的課程，得到進一步的增強。工學院或商學院的一些課程，可以提供學生基本的商業概念。校園裡的就業輔導室，也是一個重要資源，可以請他們協助，特別針對物理系的學生，傳授他們履歷表的寫作方法，以及求職面談的經驗與注意事項等等。

我們往往容易忽略課外活動，在培養學生專業技能上所能扮演的角色。系所可以舉辦一些小型演講或座談活動，邀請系友回母校，分享他們在各個不同職場上的工作經驗。系友或許還能協助在校生，安排工廠的參訪，或其它校外活動。此外，他們也能鼓勵在校生，多多參與由各個專業團體（例如AIP）所贊助或主辦的研討會或講習課程等活動。設立「小老師」制度，讓學生有正式的教學或助教的經驗，可以去教別的同學或低年級的學弟妹，也是一個簡單的方法，就能幫助學生提升溝通技能。

協同合作與彈性課程

就物理系而言，只需開始與校園內的其它系所或部門合作，例如就業輔導室或創新育成中心，就可以大幅改變現狀。當然，也可以走出校園，與其它的企業或雇主合作，開發設計實習課程，或是以創新或創業為主題的跨領域學習學程（參考 Douglas Arion 在《今日物理》2013 年八月號第 42 頁的文章）。這種系所與企業之間的合作，可以幫助單一主修的學生，接觸並累積多樣的學習經驗與技能。

在工學院，與廠商間的建教合作或實習制度已行之有年。在實際就業之前，學生便已經具備相當的實務經驗，除此之外，實習經驗還能幫助學生，理解到許多「物理之外的技能」的重要性，例如文檔的建置與管理，商務發展等。例如，在科技管理公司實習，學生可以接觸到提案的準備過程、專案的預算控管、企業的組織結構，以及專案的執行等等。在國家級實驗室（如工研院）的技術轉移與法律中心實習，學生則可以接觸到專利、授權以及智權加值與技術商業化等業務。

實習通常有助於學生畢業後的求職機會，而且，能提供實習機會的公司，通常也會是該領域內的大企業，若學生將來有志於在該領域發展，那麼實習的機會，剛好為他們提供了一個很好的舞台。在設計與開發這一類的學程時，系所之間的合作，非常重要，應該妥善地利用工學院、就業輔導中心或商學院等，與校外廠商之間既有的合作關係。

近來相當熱門的大數據（Big Data）領域，已有許多機構開設短期的講習課程或訓練營，提供學生一手的的實務經驗，也能為學生將來進入這個領域鋪路（參見《今日物理》2016年八月號，第20頁）。

然而，對於不希望採取重大變革的物理系而言，若能在傳統課程設計之外，多增加一點彈性，譬如為某個相關的應用領域，多一點預備工作，也能讓學生受益很多。例如降低一些傳統的必修學分，改成與產業界較為相關的選修學分，如凝固態物理、光學等。甚至提供跨系選修的機會，讓學生可以選修工程、生物、統計、資訊科學、演講、商業、科技或創意寫作，甚至是哲學等課程。

這些選修課程，可以是因個別學生而異，也可以是由根據職業領域而規劃，來指定的特定科目。另一個可行的方式，是以某幾個重要的物理觀念為主軸，根據相關的特定應用，來開發新的科目或課程。例如，開設一門以太陽能電池為主題的課程，從而串起量子力學、熱力學、凝固態物理等等相關的基礎物理。或是設計以綠能、水資源或環境保護等議題為主的課程，從這些議題所面臨的挑戰出發，讓學生從既有已知的物理知識，去尋求可能的解決方案。

另一個有助於學生職涯準備的方案是「指標性活動」（capstone activity），例如畢業論文、畢業生研討會，或類似畢業個展之類的活動。在大學四年裡，學生通常曾到專業實驗室裡實習，參與過文獻回顧，或是專題研究等，以及據此撰寫書面報告的經驗。這類「指摽性活動」，只需稍加修改，便能融入我們先前所提及的學習目標，甚至是職涯準備技能，例如商用模擬軟體、專業的繪圖軟體，或電腦輔助設計等。

對系上有什麼好處？

對學生的職涯準備而言，即使是最微小的改變，也需要持續地動用系上大量的人力與各項資源。這麼做，對系上有什麼好處？

首先，如果你針對近年來的畢業生做些研究，看看他們就業的情況，以及目前現有以及未來的學生，對於職涯的前景、看法或興趣等等，那麼你會更了解自己的學生，也因此能更有效地幫助他們，在畢業之後，充分地發揮自己的潛能。

其次，在課程設計中，適切的融入與職業準備相關的教學策略，這能提升系所的聲譽，從而吸引更多各類有才華、有創造力的年輕學子，而不是讓他們選擇其它科系，甚至轉往其它院校就讀。

第三，讓學生接觸實際的應用研究，除了可以提升學習動機與興趣之外，自己也可能因此發現新穎而有趣的研究題材。最後，對那些少數選擇研究所，準備繼續深造的學生而言，他們也具備了許多有助於從事研究工作的技能。

總結來說，我們相信，你與你所屬的系所都應該聽從我們的建議，因為我們有兩個共同的願望。首先，我們都希望能更有效率地幫助我們的學生，讓他們有能力去面對二十一世紀職涯上的多樣選擇與快速變遷。其次，每一個系所都希望享有在達成第一個願望之後，接踵而來的許多好處，用最簡單的話來說，就是「利人利己」。如果我們之中有足夠的人數，願意朝著這個方向一起努力，那麼我們有信心，我們所熱愛的「物理系」會持續地在二十一世紀裡成長而茁壯。

• 本文感謝Physics Today (American Institute of Physics) 同意物理雙月刊進行中文翻譯並授權刊登。原文刊登並收錄於Physics Today, November/2017 雜誌內(Physics Today 70, 11, 38 (2017); https://physicstoday.scitation.org/doi/abs/10.1063/PT.3.3763)；原文作者Laurie McNeil and Paula Heron。中文編譯：常雲惠 老師，Teacher in Cambridge Primary School, Cambridge, New Zealand
• Physics Bimonthly (The Physics Society of Taiwan) appreciates that Physics Today (American Institute of Physics) authorizes Physics Bimonthly to translate and reprint in Mandarin. The article is contributed by Laurie McNeil and Paula Heron, and are published on Physics Today 70, 11, 38 (2017); https://physicstoday.scitation.org/doi/abs/10.1063/PT.3.3763). The article in Mandarin is translated by Ms. Marleen Charng, Teacher in Cambridge Primary School, Cambridge, New Zealand .

本文轉載自《物理雙月刊》原文為〈為物理系學生做好面對二十一世紀職涯發展的準備〉

在這世界好快心好累的時代，我們大學修的很多學分都很難學以致用，「不務正業」、做著跟大學主修乍看沒什麼關係的工作，可能才是常態。五月的專題徵文，就讓我們來看看「職涯」能有哪些變化！

• 活耀星系核／許閔筌

『到時候來NASA找我吧！』

翻開高中畢業紀念冊，除了稚氣青澀的臉孔外，在我的照片底下還留了這麼一行豪語。國中時讀了小說《十月的天空》，是人生中第一本沒有插圖的書，也是決定了我往後十年軌跡的書。這本書的內容是關於NASA工程師在高中時自製火箭的擺脫礦工命運的勵志故事。

有趣的是，影響我選擇物理系的因素，反而來自此書的譯者，猶記得此書的譯者畢業於台大物理系，沒有多想，就認定進入物理系是通往NASA最快的路徑。

大學順利進入了台大物理系，以為從此就能按照自己的規劃一路走到NASA，沒料到大學四年反而讓當初目標堅定的我產生了動搖。

尤其在大四時不停捫心自問，這真的是我想要的嗎？物理這條路真的適合我嗎？後來選修了一門電影通識課，原本就愛看電影的我，彷彿在五里霧中找到了一盞明燈，發現了自己真正有熱情投入的事情。退伍後，雖然繼續念大氣科學研究所，但整個心思其實都在電影上，甚至為了到法國學電影，而去學了法文。

偶然的機緣下我到了法國當交換學生，之後放棄了原本的研究所，申請到法國的電影研究所，選了甚為冷門的電影修復。原本我也是對於電影修復完全沒有概念，連聽都沒聽過，某一次在台北電影節看了楊德昌的〈牯嶺街少年殺人事件〉修復版，覺得電影修復這檔事實在浪漫的無以復加，算得上人生另一個轉折點。

過了幾年畢業後，回到了台灣，由於這種工作實在太稀缺了，一時也找不到相關的工作，甚至在家族事業待了幾乎兩年，幾乎都要繼承家業了。這一段時間懷疑人生的戲碼不斷上演，總是用一個接著一個言不由衷的藉口瞞混過去，覺得人生大概就這樣定下來了。等這些情緒累積到臨界點後，再度打聽電影修復的工作。

面試了幾個電影修復的直接相關的工作，結果都沒被錄用，可謂人生最低谷的時刻，回想過去幾年的付出到底為了什麼。可能是被逼到無路可走，抱著姑且一試的心態，厚著臉皮聯絡了幾乎失聯的葡萄牙朋友，當初認識他，他已經在葡萄牙的電影修復公司上班，詢問他是否有機會能到他們那邊工作，沒想到機會就這樣降臨了，在他向老闆推薦了我之後，老闆倒是很爽快的答應讓我到葡萄牙當電影修復師。這也是如今我能在里斯本寫下這段故事的前因後果。

更精確的說，電影修復可以分為實體底片修復（photochemical restoration）與數位修復（digital restoration），而我的工作是數位修復師，可以想像成電影後製，只是工作邏輯上不太一樣。

剛來葡萄牙時，我對數位修復的認識也僅止於理論知識層面，實際操作則是另一回事了，所以首先要先熟悉所有的軟體操作，說是訓練事實上比較像是自我摸索，花了幾天掌握大致的基本操作後，往後的兩個月不斷地拿著之前公司完成的案子重複練習，除非是主動提問，同事間基本上不會過問你的情況，並非說無情，可能只是辦公室文化上的差異吧。

如果要說物理系當初的訓練對我有什麼影響，或許培養了快速的自學能力吧。物理理論往往是相當抽象的，必須先掌握了核心概念，才能在繁雜無比的方程式中瞧出端倪來。所以凡事遇到新的事物，首先會去分析什麼是最核心的邏輯概念，還記得當初有位物理系老師說了這麼一段話，當你迷失方向時，先爬到高處俯瞰全局，掌握了大致的輪廓，自然會知道如何最有效率地運用手中有限的資源。

前提是必須有熱情跟興趣，否則數位電影修復說穿了，是個非常重複枯燥乏味的工作。

整天關在唯一燈光來源只有電腦螢幕的暗房裡，不斷重複相同的操作，與其說是數位修復師，反而更像勞力密集的手工業者，很容易就會疲乏了。工作內容不外乎穩定畫面，調整光線明暗，把髒污破損刮痕用後製工具修補起來，有點類似 photoshop 的操作，日復一日。但即使現在已經工作一年了，每天仍期待到辦公室去，除了相對於台灣非常人性化的上班文化外，其實每部電影的問題都不太一樣，手頭上有的工具就這幾種，要怎麼利用這些去完成每個修復案子，中間的思考與嘗試過程到最後的成品，能帶來非常大的成就感。

身為辦公室唯一一個不說拉丁語系語言的人，最讓我頭痛的是語言，雖說同事都能用流利的英文溝通，但又同時都能說流利的葡萄牙文，常常不自覺就在辦公室說起葡萄牙文，有種被排除在外面的感覺，但有時候也會有好處，就是同事們在抱怨的時候，不會被干擾到。另一個考驗是身體方面的因素，由於長時間待在暗室裡盯著電腦螢幕，眼睛很容易疲勞，日積月累下來，眼睛常常紅的跟兔子一樣，動不動就會酸澀，如果哪天眼睛出了問題，有再多熱情恐怕也做不了這工作了。

從最開始要選擇物理系開始，家人總是不斷質疑我做的每個抉擇，更別說到後來走上電影這條路，說是誤解也不盡然，主要是擔心往後的就業機會，或者工作上的待遇。但除了以這些標準來衡量一個抉擇一份工作，仍可以從其他方面來看待一份專業，或者這份工作在這世界上並沒有很強的存在感，但一定有其存在的理由與價值。最後幸運地找到這份工作穩定下來後，家人也能慢慢理解了。

而對於電影修復沒有概念的朋友，常會以為我是在拍電影還是寫劇本什麼的，畢竟電影修復不在他們所知道的電影範疇內，我也是很樂於解釋我從事的工作，也算得上一個推廣這個冷門領域的機會。

最後對於有志加入電影修復行列的朋友，還是老話一句，要三思，要三思，要三思！

重要的事情要說三次。如果不幸像我誤入歧途的話，最重要的是要保有對「老」電影的情懷與熱情，絕大部分接觸到的都是老電影或單純的影像紀錄，其次是無與倫比的耐心，試著想像十分鐘的片段，以一秒二十四格的影像來算，總共有一萬四千多格，必須逐格檢查修復，通常需要花上一個月不斷檢查重看這短短十分鐘的片段。如果對你來說這些都都不成問題的話，歡迎加入電影修復的行列，WE WANT YOU！

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