2015年5月26日 星期二

【Advices】給高中生的材料系介紹與選系經驗分享

前言

  • 簡介

  在開始前先講一下這篇文章的用途以及適用對象,基本上我是應民吉社學弟的要求,寫給今年高二及高三對於大學選校系有疑惑,或著是單純對材料系有興趣的學弟妹們,希望能讓你們在做選擇前能有個依據與參考。當然這一切都是我的個人經驗與意見,不見得符合每個人的情況。隨著不同的人生階段可能也會有不一樣的想法,因此如果願意的話,把這篇文章收起來反覆讀個幾次,或許會有不同的收穫。

  • 自我介紹

  我是21屆的教學 Harrey Lee,跟你們一樣歷經一年沒有唸書的幹部生涯,也大概到了升高三的暑假才開始唸書,當時選的是二類組,因為生物我實在是唸不來,覺得自己還滿怕血、又沒膽量面對生離死別應該是當不了醫生。又在建中看過太多怪物,覺得二類組首選的電機跟物理系我大概唸了也只是被慘電到失去興趣,對科學滿有興趣的所以不考慮唸一類組的系,資工要一直coding感覺又很緊繃,經過一番刪去法後決定以「材料系」為目標。
  當時的想像是覺得材料系能夠把元素混參在一起變出新的性質很酷,又是摸得著的東西,不像粒子物理那樣縹緲。所以雖然杜鵑花節那時沒逛過材料系的攤位,暑假唸書時才突然有了唸材料的念頭,也慢慢跟一些學長請教。2010年應屆學測申請上台大材料系,2014年畢業,並直接繼續唸台大材料所。

20110305杜鵑花節
當時我大一負責講解…顧攤的學長也才大二…
所以說沒逛到攤位也不見得是損失

  • 認清自己比認清科系重要

  上面那一段自我介紹主要是要讓你們明白,我之所以會選這個科系就讀,很大一部份原因是因為我「不喜歡生物又當不了醫生、喜歡科學、耐不了長時間的coding、又避開了電機跟物理系」,種種理由混在一起做出了當下的決定,雖然不見得是最好的,但這個選擇反映了我大致上是什麼樣的性格、什麼樣的人。
  因此希望你們能明白,「做選擇之前先瞭解自己是什麼樣的人」。選不出喜歡的,至少要把討厭的刪去。如果分不出討厭那個,去借本大學教科書來翻翻看應該會有幫助。你們不需要把所有科系的差別都搞得很清楚,只要你很瞭解自己的喜好與熱忱所在,路自然會出來。
大部分都是原文書跟老師編訂的講義

  • 運用所有能找到的資源

  不管是面臨什麼樣的問題,尋找解決問題所需要的一切資源是最基本的能力。例如師長、輔導室、畢業學長姐、網路、PTT(SENIORIGH板)、親友都是可能的來源,不同管道獲得的資訊有著不同立場,不同的時效與可信度,你們得自己分析,決定好要採納哪些意見,但最後還是得自己去做這個決定。雖然長輩不一定能給你更好的建議,但是他們可能給你很多壓力。所以與他們先談過你的選擇,也是很重要的一環。

  • 大學不是職涯訓練所

  它可以提供給你的更多於此,因此這並不只是選校或選系的問題,大學很有可能是你最有機會遇見不同領域的人的地方,而接受不同領域薰陶的機會是很可貴的,那些經歷可能會影響你一輩子。經歷大學四年你或許不能馬上fit in一家你夢寐以求的公司行號,但是你獲得了足以勝任那職位的學習能力、眼界,並成為了一個更完整的人。有句話是這樣說的,如果一間公司雇用你並且不需要任何職前訓練,那只代表那間公司的門檻太低了。不管我們唸哪裡唸什麼,出社會後都還有得要學呢。因此就業目標是「其中」一個因素,但絕不是全部的因素。

  • 隨時更新你的生涯規劃

  不是說現在就要你們規劃出接下來30年內的計畫然後每天照表操課,但時時問自己「接下來要去哪裡?」是很必要的。10年之後你想待在哪裡?那現在的你該做什麼?想想未來想過什麼樣的日子,來回推現在該往什麼方向努力會容易得多。現在的男生應該只要受4個月的軍事訓練,用暑假就可以完成,自由度比起以前高了很多。大膽地規劃屬於自己的藍圖,時時替自己掌舵。以下這幾點在大學期間都可以好好想想看,千萬別錯過了才開始後悔。當然即使錯過了也不會人生完蛋,但很多機會在不同時期的成本是不一樣的。
  • 要不要雙輔系?
  • 要修學程嗎?參加哪些社團、系隊?
  • 企業實習?打工?打工渡假?
  • 國外交換學生?暑期語言學校?
  • 研究所、國外研究所、PhD?
  另外補上一點我覺得很重要的事情是,在規劃自己的人生同時,有些人漸漸地會把家庭因素也考慮進去。像是去國外唸書、工作後,要如何照顧自己年邁的父母?或是家裡的經濟情況能否允許等等,是否需要儘快工作分擔家計之類的。或許現在說這個還有點早,但等到你們大三之後就會漸漸明白,我們並不總是能肆無忌憚地追求我們要的。


關於台大材料系

  • 在談科系前先談學院以及學科

  學院代表這個系的從屬,以台大材料系來說,其全名是材料科學與工程學系,也就是說我們包含了材料科學與材料工程,並且隸屬於工學院。而學科則代表這個系所focus的專業領域,以材料系來說,當然就是材料科學以及材料工程。顯而易見的事情,幹麻要特別提?因為很多科系常常只是換了個名字就彷彿身價大漲,不可不慎。舉個例,若我今天創一個系叫做「高能粒子奈米電子材料系」,聽起來是不是很炫?在選擇的時候,還是必須去看看它們的課表,到底這個系在學些什麼東西?課名也是類似的邏輯,課名如果開成「宇宙奈米熱力學」或是其他的怪名字,可能要小心一點……說不定這個領域是教授自創的,教科書還強迫要用他寫的……別光被名字騙了,看看內容吧!

刻板印象與事實總有一段差距

  • 同一個系,在不同地方可能很不一樣

  舉凡北部就有台大、交大、清大、台科大、中央等,中部也有逢甲、中興、東海,南部有中山、成大,東部的東華等數不勝數。不同學校的材料系不管是歷史沿革、專攻領域、師資、儀器設備都會有所不同,舉個例子像是清大材料系就擁有一條黃金走廊(擺滿貴重儀器),不過實際上大學部學生用到的機會嘛……如果是研究所的話那吸引力就很高了。至於不同地方的材料系內部的八卦,就只能親自去問讀過的人了。強烈去看看各個學校材料系的系網,裡面會有「高中生專區」。基本上我覺得滿多都寫得不錯的,像是清交成感覺都很用心。
儀器說明from 2014台大材料系簡介
完整版系簡介電子檔請私下洽我

  • 材料科學與材料工程,Dotch?

  雖然台大材料系隸屬於工學院,實際上所學卻比較偏材料科學,工程實務的部份不多。科學與工程的分野在於,「工程」必須要能夠經濟實務地在時限內完成任務,儘管不知道原因。「科學」就是要探討現象背後的原因,並提出能夠預測的理論與模型。很不幸地,材料這個領域牽涉到的大部分問題都還不太能建立一套完整的理論,要探討材料科學,必須站上學術的最前緣,跟著眾多實驗室一起做研究,讀論文,大多情況我們也不能保證它是對的,但也因此才刺激有趣。以材料科學家的觀點,任何一個有點「怪怪的」結果都代表可能有故事可以玩,所以「天生我材必有用」是它的中心思想,一個材料只要用對地方都可以發揮莫大功用。而有時候又必須為了某個目的去努力製造出某種尚未出現的材料或是改善製備方法,每一步都得來不易。2014年諾貝爾物理獎 藍光LED
  而工程實務已經發展了數千年,從古早的冶煉就開始不斷地累積經驗。走進任何一間工廠都可以發現裡面有許多獨門的know how,那些是課本裡不會寫的。歷經無數次實務挑戰,能被長久應用的都是一些老字號的材料,這方面性質較差的材料就只能被應用在次級的場合,規範是十分嚴格的。核電廠、飛機、汽車,這些地方的材料等級一定要夠高,不能開玩笑。而技術的進步需要同時倚靠理論跟實務,所以我覺得這端看個人選擇。科學家或工程師,all up to you ! 值得補充的一點是,臺灣的就業環境需要的大多是工程師,而且是越便宜大碗的越好。就我所知有餘力發展基礎科學研究的大都是一些已開發國家,ex:英美日德法韓等等,近年來新加坡跟印度也各自在努力發展。

  • 所以你們到底在做什麼研究?

這個問題其實比較像是在問材料所,因為材料系其實除了修課沒做什麼,除非有選修專題研究,進入教授的實驗室一起坐實驗。簡單地來說,大部分的研究還是有個光譜分佈,有比較偏科學也有比較偏工程的研究,一般來說都是為了某個目的,要去創造具有特定性質的材料,或是改善現有材料的性質使其適任於某個目的,或是發掘出材料為何會失效的原因,例如費曼研究為何挑戰者號會爆炸或是為什麼鐵達尼號撞個冰山就會沉一樣(前者是橡膠脆化,後者是鋼鐵的脆性破壞)而這些目的又往往會在被細分成研究某個性質、某個製程、某個元件、某種結構等等,非常的多樣化,卻又同時與最前端的物理、化學不謀而合。

  • 與其它領域的關係?

  材料科學,就我的觀點是「最基礎的應用科學」,研究物質的本質,並試圖加以改善、應用於各種領域。不僅牽涉到物理、化學,在應用面也會與機械、電機、生醫、建築、日常用品脫不了關係。
舉Macbook筆電為例子:外面的金屬機殼,就牽涉到材料領域的「合金選擇」、「表面處理」、「切削加工」等等,螢幕裡面的「液晶」,主機板上的「半導體」、「陶瓷基板」、「高分子膠」,無一不是材料的範圍。
然而什麼都有關也不見得全是好處,雖然有寬廣的領域可供選擇,但你終將得選擇一個大方向去鑽研其中,才有可能在有生之年做出有用的貢獻。而這也帶來了材料系大學部教育的最困難之處--「領域太廣了。」


  • 讀材料到底要學什麼?

  每個科系都會開設其領域最重要的幾門課當作其「核心課程」,通常就是系必修。物理系不能沒有修過四大力學(古典、量子、電動、統計),電機系也不可能不懂電磁學、電子學,然而台大材料系內大致分四個領域,「金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、電子材料」
看名字也知道要找出它們的共通點……不太容易。所以為了彌補這個問題,我們系上開了非常多的導論、概論型課程:材料科學導論、金屬材料、陶瓷材料科學、高分子材料概論、電子材料概論……基本上就是什麼都學,什麼都不奇怪!對學習的深度有一定程度的影響,真正的深度學習往往得靠額外選修專題研究、讀論文等來補足,也因此有種說法是大學部先選物理、化學、化工打好基礎,研究所確定有興趣再轉材料就好。前提是你到時候還會想念材料所......總之我個人認為這種說法仍有幾分道理,不過站在這個廣闊的開口其實也滿好的,可以輕易地瞭解不同科系的人大概在做些什麼東西,課業壓力也不算繁重,適合有興趣想要多方探索的人,有點類似清大的「大一不分系」或是「工院學士班」。


  • 大學畢業的我們去了哪裡?

  簡單地來說,以前大部分會選擇進入科技業當工程師。畢竟以臺灣的產業結構來說,科技公司其實不太介意你大學的科系,只要是理工背景就好。他們基本上會相信你具有一定的邏輯、溝通、以及學習能力。但這幾年隨著學歷通膨,即使最後還是進入科技業當工程師,大部分人開始選擇多唸兩年碩班再去當工程師,少部份選擇出國深造。那出國深造的又分兩派,唸碩士或是直攻Ph.D.(博士學位),唸碩士的可以選擇在國外工作去賺回國外高昂的學費,唸博士的則大多會選擇轉進教職,畢竟供得起博士生薪水的公司大概只有極少數。總結來說,大部分進入科技業,少部份轉換領域,極少部份進入教職體系。相關統計數據可以在系網頁上面找到。材料系 系網

  從我目前的觀點來看,一個材料系畢業的大學生其實cp滿低的,雖然學得不深但不代表具有彈性思考,因為臺灣的教育本來就很缺這塊。論專業不夠深,沒有從課外活動補足與人合作的經驗的話,課堂中也沒什麼機會學到。但在升學窄門能夠擠進來的人應該頭腦都還算靈光,所以我覺得找到適合自己發展的地方才是最重要的。材料科學與工程這個領域的確需要很多人才,但可惜的是臺灣目前面臨不少危機,要踏進來又想留下來報效臺灣,可能要先有心理準備。舉兩個前陣子的新聞為例,都可以看出臺灣其實有很多很有熱情的人,但總要先克服堅苦的環境才能跟國外競爭,我相信運動或是其他領域可能都是類似的。
全球最亮光子源 臺灣之光
ARRC臺灣的火箭計畫 自己的火箭自己造

結語

  落落長說了一大堆,其實本來有更多東西可以寫,不過一時之間沒有辦法整理得很好。很多道理要等到碰到了某些事情之後才會明白,事前蒐集了再多資料、問過再多前輩,也比不上親自走一遭要來得實在。人生不能重來,但也不見得會有所謂的「踏錯了路」那麼嚴重。過往的累積都可能會在未來成為意想不到的點,好比賈伯斯傳裡面那精彩的輟學故事一樣。

  非常希望能夠幫到對材料系有興趣,或是對大學選系有困惑的人們。我其實沒辦法告訴你這個值不值得唸,該不該選,畢竟價值都是人定義出來的,只有你自己知道它適不適合你。我個人認為快樂並不在於擁有的多寡,而是自我實現的程度。如果這是你現階段想追求的,那麼不想太多勇敢地走下去也不錯。地球上存在過多少人,就有過多少種不同的人生。Just live it! 有的人謹言慎行小心翼翼,有的人橫衝直撞勇敢前行,只要好好珍惜每一天我想都會很有意思。喜歡看沿途風景的人好好看風景,喜歡潛心修煉等待時機的人也可以好好享受修煉的滋味。

  總之,我覺得遇到重大選擇的時候是一個很好的回顧點,可以一口氣整理至今以來自己經歷過的一切,去推敲出現階段自己真正想要的東西,並且為了成為未來期望的那個自己,勇敢地朝那方向跨出第一步。畢竟無論如何總是要前進的,對錯與否一時之間都說不準,直到今天我才敢說自己其實滿適合唸材料系的,或許也是因為材料系改變了我也不一定,總之我已經接受了這個事實,就算迷惘也必須要往下一個地方前進了。

  祝你們在做選擇的過程中,都能傾聽來自內心的聲音,並且更加瞭解自己,試著活出以後回想起來即使有點後悔也能笑著回憶的人生。它可能不會樣樣都很美好,但你們可以試著讓它很有趣,並且對他人產生意義。

  謝謝看到這裡的你們,一起加油吧。

  有任何問題都可以直接私訊我或是留言,我會盡力回應。
                         
                            by Harrey Lee
初完稿於 2015/05/26

20 則留言:

  1. 請問材料系的面試內容有什麼問題呢

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    1. 雖然我在台大材料待了6年,但我並沒有親身經歷過面試,所以很不幸地沒辦法回答這個問題。不過根據我與教授們聊天得到的經驗是,教授們其實比較注重考生們應考時的談吐、面對未知問題時的反應,以及能否有邏輯地推敲出一套解決問題的方法。

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  2. 千萬不要讀材料,沒有專精,很後悔

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    1. 這個問題其實被討論滿久的,但材料工程做為一門數千年的實務技術大雜燴,包山包海地難免會給人一種雜亂無章的感覺。但如同我在文章裡提到的,大學不是職涯訓練所,沒有義務要提供學生一套僵化的答案或是硬塞一套所謂的"專業"。事實上我認為材料系最大的優勢是在於它的廣泛,橫跨原子到塊材的大尺度,也包含了從製程到性質等各種面向。而且研究生們多半終究是找到了整個材料領域中自己比較有興趣的一塊,並且往更細節去鑽研。只是以就業角度來看,理工科系畢業生絕大多數都去台積電輪班,這個時候專精與否似乎就沒有那麼關鍵了。

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  3. 請問一下材料系 化學和物理的比重大概是多少?為什麼?

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    1. 這問題其實滿難回答的,主要是因為材料系本身研究領域太廣,材料結構、材料性質、材料製程,各自有各自的理論與實驗的部分。研究對象也至少分成金屬、陶瓷、高分子、半導體材料等,也是各有各偏物理或偏化學的一面。

      像是研究金屬性質可能會需要很多力學、機械性能等物理相關知識,但是如果你研究的是金屬腐蝕或是表面處理可能又偏化學。高分子合成偏化學,半導體製程兩種都有。實際上物理跟化學在某些材料尺度其實也很不易分清,在原子尺度所有的化學反應都遵循量子力學,這樣要說是偏物理還是偏化學?量子化學的應用在化學,但它的理論架構全是物理,這樣又要怎麼分?

      我高中時比較喜歡物理,但其實我化學成績比較好。有些人會覺得自己物理不好或化學不好,是不是就不能唸某某系。對理學院或許是這樣,但至少對材料系來說,這個比重與擅長與否不該成為你的考量的要點,因為我們用到的物理、化學、甚至數學都沒有難到必須要靠天分才能理解。簡言之就是這些東西你一定都學得會、也能學到能做研究的程度,差別只在熟練的快慢而已。真正能帶你走長遠的路的是興趣與願景。

      以實驗的角度來說,我不喜歡濕化學實驗室要拿燒杯倒來倒去,還要穿實驗衣覺得很麻煩。而我碩班做的研究就是化學氣相沉積(CVD),是一門同時兼具化學反應與氣相擴散的製程技術,因為只要操作儀器所以不用碰那些溼答答的藥品。但之後PhD用到無塵室之後就發現即使不用碰藥品,要進無塵室還要穿脫像太空衣的裝備,比實驗衣麻煩得多了......

      就結論來說,這個比重沒有一定,也沒辦法真正定量。如果是做為選系參考,你更該問的是你喜歡做哪些事情、討厭做哪些事情、對哪些領域的問題有願景與動力。希望有幫上忙。

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  4. 若是因學測題目較簡單,有機會申請台大材料係,
    但對高中(特別高三)的物理化學不是很有把握的同學,
    唸材料係會很吃力嗎

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    1. 這可能要看你對"不是很有把握"、"很吃力"的定義是怎麼樣。我是覺得學測能上的話大概基本能力都沒什麼問題,材料系的課業相對其他理工或電機可能是偏輕的,至少定性的描述比定量的要多,偏重理解。

      真正影響你表現的因素仍然是志趣,有興趣的話不管再難都不會是問題。事實上我從沒碰過因為跟不上而轉系的人,大多都是因為後來志趣不合才離開。想看看材料系學什麼的找幾本課本來看一下就可以了。真正該思考的可能是你對於這些東西有沒有興趣、願不願意投資四年(或六年)時間在這個領域,並且考慮這個學位對你未來求職或是想做的事情有沒有幫助。祝申請順利!

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  5. 我自然科中就屬物理最差(大概都被當掉的邊緣- -)其他科都不錯 這樣材料會不會很難念呢?

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    1. 不好說,雖然材料領域內也有偏化學的學門,但我覺得或許該先想想為什麼物理會處於被當掉的邊緣,是沒有興趣還是理解上有盲點,或者只是不喜歡出題方向/考試風格。畢竟科學就是科學,物理、化學、材料、電機、工程這些學門都是後來的人自行分類的,如果是對邏輯思考與形式化推演感到吃力,那可能本質上會更適合其他領域

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  6. 您好,我是新課綱的學生,目前就讀高二,我對數物化很有興趣,而且很清楚自己的志向,未來也想朝材料系走,請問一下,有什麼高中生競賽或是學習歷程做相關主題那些有助於我申請大學?

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    1. 這難倒我了,我申請的時候台大材料甚至只有筆試,沒有面試,你可能得請教真的有經歷過的學長姊。不過就我對教授們的認識,你拿得出成績單以外的東西證明你對這領域有興趣就已經贏一截了,如果能夠對自己做過的專案侃侃而談更能讓人印象很深刻。不過不管你決定往什麼方向累積經歷,盡量還是跟著興趣走,畢竟大學科系只是一時的,不需要自己把路走窄。10幾20歲的時候正是要多方涉獵的時候。

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  7. 您好,我是應屆畢業生,在準備備審資料時碰到瓶頸,想請問學長,材料系與我們日常生活有何關聯性?(感覺研發改良新材料之類的離我們太遠了...)

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    1. 我反而覺得材料科學是離日常生活最近的一門應用科學。現代人每天生活所碰到的所有人造物品無一不經過材料科學與工程的反覆錘鍊,舉凡汽車鋼板、建築用材、3C電器、塑膠生活用品、織布服裝,每一樣都是前人嘔心瀝血的成果。

      "物質"要能為人所用才能稱為"材料",材料科學對我來說就是了解物質、善用物質的一門學問。這分別牽涉到了解物質的結構、探究物質的性質、精進製造的工藝、正確有效地組合不同材料。最簡單的例子就是金屬冶煉技術的進步,直接帶人類從石器時代逐步跨到青銅器、鐵器、再到近代的鋼鐵工業。臺積電之所以能稱霸半導體代工,也是因為掌握了最先進的製程技術,因此就算用一樣的材料與電路設計,臺積電做出來的積體電路品質就是比較好。

      當然研發新材料或是改良舊有材料向來都是歷時漫長,電燈的製造與燈絲的選擇就是一個很好的例子。不過近幾年隨著計算能力的飛躍與實驗技術的提升,研發新材料的過程變得越來越快。類似的過程也發生在新藥研發上。我覺得現代人並不是被材料種類所限制,而是需要能夠正確使用材料的創意。

      推薦一部Netflix影集【Everyday Miracles】,以及相關的書籍【改變世界的十種材料】https://www.books.com.tw/products/0010790053。看完你應該會對材料與人們的生活是如何息息相關更有感覺。

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  8. 之前常看到大學裡不同科系合作共同參與競賽(像是電機、資工、機械、動力等科系),不知道有甚麼競賽會是材料系學生能貢獻的能力呢?

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    1. 我沒有實際參加類似競賽的經驗,但要把實體的裝置打造出來的話我覺得材料系的優勢應該在於選材,例如該如何用適當的材料與結構去兼顧重量與力學性質。但具體來說還是要看競賽的題目是什麼,我腦袋裡的例子是太陽能車或是機器人競賽這種需要跨領域合作的例子。但或許比起材料系直接所學,有時候能夠跳出框架、跨領域思考、整合不同背景的人的能力更為重要,這點我認為廣泛接觸物理、化學、製造、分析、不同材料系統的材料系學生其實滿有優勢的,就有點像是不同領域間的黏著劑。

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  9. 樓主的建議很好,對高中生應該很實用。今天剛好路過,想說也補充我自己想法參考。如果對流體、biotechnology或石油相關比較有興趣的話 我覺得化工系也蠻好的 而且在台灣申請化工相對沒材料系這麼競爭 但學得基本科目不會差多少 化工 也是什麼課都上 以前在台大專題也做過CVD 進過無塵室 養過細胞 免疫螢光染色 現在PhD做polymer MD simulation (計算化學相關)。但實話實說我覺得大學讀什麼科系影響真的沒有想像中大 無論化工 材料 物理 化學系畢業都有去做化學合成 理論物理 資工領域。大學學得東西畢竟都比較淺 很多東西也是進lab開始看paper 做實驗學習。我自己是覺得本科時把數學(微方 現代 機統...) 英文(寫學術報告, 讀文章, 給talk等等) 數據分析方法(coding, numerical methods, statistics analysis...)基本功練很紮實 真的對某個領域有興趣或需要時再開始找paper跟書來看真的都不晚。而且你高中時不喜歡的科目可能是你對那個領域理解不夠而不喜歡而已,反過來也可能是你高中喜歡但之後就沒興趣。我高中對寫程式沒有感覺,但現在覺得寫碼蠻開心加上ML真的很多應用。我也看過電機系學生對生物完全沒興趣但博班做相關領域的。對高中生我覺得選一個你覺得有興趣的科系就可以了 選錯可以轉系 可以碩班換方向 可以自己研究其它東西 人生不需要在18歲就訂下方向 至少這是我的看法。

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