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長庚大學 化工與材料工程學系
Department of Chemical and Materials Engineering, Chang Gung University
課程之組成

一、課程設計
1-1、課程之組成
本系所規劃之課程,以數學及基礎科學、工程專業課程及通識課程等三大要素為主,及99學年度的全人教育軟實力及100學年度加入之培養以全人教育之品德、專業、通識、團隊合作和身心平衡為指標的深耕學園課程,課程為必修零學分為輔,本系整體的課程規畫目標如圖4-1所示,利用基礎與工程專業課程及專業領域選修對同學進行專業的訓練及終生學習的基礎;由專業領域選修及通識課程及軟實力的修習培養學生建立多元學習的態度;基礎與工程專業課程及通識的領域選修建立同學專業的社會倫理觀念,最終建立同學未來永續發展及經營的基礎。
 

圖4-1 課程規畫關聯性

 

1-2、本系課程內容
本系以100學年度為例,課程規劃如下。
1、數學及基礎科學課程:微積分(6)、普通化學(6)、普通物理(6)、有機化學(6)、物理化學(6)、普通化學實驗(2)、普通物理學實驗(1)、有機化學實驗(1)、物理化學實驗(1)、化工與材料工程概論(1)、計算機程式(3),共39學分,佔畢業學分的39/140(27.8%)。
2、工程專業課程:系定必修86學分扣除基礎科學課程39學分,加上系定專業選修至少18學分共65學分,佔畢業學分的65/140(46.4%)。
3、通識課程:由通識中心開授,必需修滿30學分,佔畢業學分的30/140(21.4%)。

必修課程
必修課程以數學及基礎科學與工程專業課程為核心,包括: 微積分(6),普通物理(6),普通化學(6),化工與材料工程概論(1),計算機程式(3),質能平衡(3),工程數學(6),物理化學(6),材料工程(6),有機化學(6),單元操作與輸送現象(9),熱力學(3),儀器分析(3),反應工程(3),程序控制(3),程序設計(3),普通化學實驗(2),普通物理學實驗(1),有機化學實驗(1),物理化學實驗(1),材料工程實驗(1),反應工程實驗(1) ,化學工程實驗(2),儀器分析實驗(1),專題研究(1),校外實習(2)。

選修課程
選修課程以領域選修為主,為使同學有系統的選修,本系將選修課程劃分為「製程科技」、「綠色科技」、「材料科技」、「生化科技」等四大領域;四大專業領域所涵括的課程分別為:
1、製程科技: 數值方法與分析(3),工程統計(3),化工應用數學(3),奈米材料導論,電化學(3),非均相反應工程(3),工業儀表控制(3),建廠工程(3) 相平衡(學碩合開)(3),反應工程特論(學碩合開)(3),儀控系統設計(學碩合開)(3),填充床原理與應用(學碩合開)(3)。
2、綠色科技: 環保政策與技術(3),環境物理化學與環境微生物(3),工業安全衛生(3),環境工程(6),超臨界流体理論與實務(學碩合開)(3),氫能與燃料電池(3),能源技術概論(學碩合開)(3),太陽光電技術(學碩合開)(3)。
3、材料科技: 奈米粉體合成與應用(3),高分子化學(3),固態材料學(3),光電材料(3),高分子物理(3),半導體理論與實務(3),生醫材料(3),陶瓷材料(學碩合開)(3),電路板基礎工程(學碩合開)(3),表面分析技術(學碩合開)(3), 控制釋放技術(學碩合開)(3)。
4、生化科技: 生化科技(3),生物化學(3),生物技術特論(3),生化工程(3),食品科技(3),微生物應用工業(學碩合開)(3),細胞與抗體技術(3),動物與昆蟲細胞培養(學碩合開)(3)。生理輸送現象(學碩合開)(3),奈米生醫技術(學碩合開)(3),幹細胞技術(學碩合開)(3)。

專題研究與學士論文
專題研究[1]為必修課程,專題研究[2][3]與學士論文[1][2]為必選,同學需二擇一選修。

通識課程
通識課程由通識中心負責開授課程,本校通識教育目標為(1)培育通達、有修養、有識見之文化人:具備廣博的知識、恢弘的胸襟、端正的品德及關懷社會、服務人群的精神。(2)養成學生解決問題的能力:具備「學識橫向整合能力」與「行動實踐的毅力」。通識教育核心素養與培養的能力有:
(1)語文閱讀、理解與表達應用能力
(2)欣賞、尊重多元文化與國際視野
(3)跨領域的知識與整合能力
(4)現代公民的民主素養與思辨能力
(5)協調、溝通與團隊合作能力
(6)獨立思考與負責任的能力
(7)蒐集資料、書面與口頭報告的能力
(8)終身學習的能力。

通識課程必修30學分,其中基礎課程10學分,領域基礎課程8學分,多元選修課程12學分。
為奠定學生良好的語文能力與人文素養,本校學生須於大一修習基礎課程10學分語文是理解吸收與溝通表達不可或缺的工具,透過紮實的語文訓練,不僅使學生能正確且典雅地運用語言,亦有助於意見之表達及想法的傳遞。本校將語文教育列入基 礎課程,將大學生必須具備之國文及英文能力,予以分門別類,循序漸進地開授課程,以期提升中英文之語文能力及國際化之能力。
本校有醫學、工 學、管理三個專業學院,於各專業領域均有傑出表現,通識教育則提供學生於專業領域以外有接觸其他各領域學識訓練之場域。因此本校特別於通識課程之第二圈設計以人文藝術及社會科學為主之領域基礎課程,以期培養學生博雅智識素養與批判反省能力。
領域基礎課程包括文、史、哲、社會等領域之基礎課程共19門課,藉由傳授各領域學科之基礎課程,厚植學生對其他領域的學識涵養。

深耕學園
深耕學園以全人教育之品德、專業、通識、團隊合作和身心平衡為指標,加強學生品德、群己關係、人文素養和心性之內涵。本課程必修零學分,開設服務學習至少8小時、公共事務至少4小時及藝文活動至少16小時(人文類、藝術類各8小時)之課程。其中,藝文活動以大師講座、通識中心文化講座、課外活動組藝文活動為主,各場次認可時數皆為2小時。
課程並非採取固定教室之授課方式,而是學生於晚間、假日或寒暑假参與活動。修課採預先登記制,出缺席採現場簽到簽退制。本課程採e化管理,開放選課前會預先將活動內容選項置於選課系統上供學生選填,學生亦可隨時上網查詢個人之選課結果與修課情形。成績評定的方法分為「通過」、「不通過」二種,通過者需符合下列條件:
       A.完成時數要求
       B.繳交期中、期末心得報告且及格
修課限於大學修業期間完成,修業期間原則上只設定大一至大四為止,如各項修課時數皆已達成並依規定繳交心得報告,成績獲得通過者即認定完成修課;否則,需延修。
 

1-3、修課規定
1 畢業總學分
本系畢業總學分:140學分;其中系定必修86學分,暑期實習課程為校外實習2學分;系定專業至少選修18學分,專題研究(2)(3)或學士論文(1)(2) 為必選共2學分;通識課程必修30學分,100學年度加入之培養以全人教育之品德、專業、通識、團隊合作和身心平衡為指標的深耕學園課程。

2 系定專業選修
系定專業選修除了專題研究與學士論文外,分為四大領域:「製程科技」、「綠色科技」、「材料科技」、「生化科技」;系定專業選修至少須修滿18學分,且至少包含二領域選修課程,其中一領域至少9學分。

3 通識領域選修課程
本系指定「智慧財產權」、「企業組織與工作倫理」、「溝通技巧與領導統御」為系訂通識領域選修課程,三選二;餘本系未指定之通識領域選修課程則開放學生自行選修。

4 系定專業選修
系定專業選修除了專題研究與學士論文外,分為四大領域:「製程科技」、「綠色科技」、「材料科技」、「生化科技」;系定專業選修至少須修滿18學分,且至少包含二領域選修課程,其中一領域至少9學分。

 

二、課程設計之特色

2-1、完整具體之理論課程
本系透過完整具體之理論課程,使學生建立紮實的科學與工程原理的基礎。領域規劃的選修課程培養學生瞭解工程技術對於環境、社會及全球的影響,建立以化學工程技術解決因工業發展所引起的社會問題,包含工業安全和環境保護的基本信念及能力。

2-2、完整且具特色的實驗內容
透過完整的實驗與實作課程,以培養學生紮實之理論與實務技能。本系課程中,除基礎科學的實驗外,在化工專業實驗課中加上獨具特色之反應工程實驗。在化工實驗(II)中,安排5-6個程控實驗,及兩個生化工程的實驗透過完整具體之實驗課程及內容來使學生驗證所學之理論。

2-3、儀器與電腦軟體的應用
為加強學生建立執行化學工程實務所需之技術、技巧和使用化工儀器的能力,本系建系之初即體會在科技快速演變的時代,儀器分析及電腦軟體的輔助運用將由專業變為普及,因此本系儀器分析及實驗為必修,提供各式的基礎與進階的設備及空間供學生在儀器分析實驗及專題研究中使用。同時也重視有關電腦軟體的應用,基本的電腦檢索,本校圖書館只要提出申請即提供以系為單位進行線上檢索之介紹教學,各教師也會利用報告撰寫的機會要求學生進行資料檢,歷年參與圖書館檢索教學的人數與次數統計如表4-7所列;本系目前在如表4-8所列的課程中都有應用電腦軟體讓學生練習基本的數值解、統計分析、程序模擬、儀控及著作權等相關課程的能力,本系持續的鼓勵老師多提供相關的軟體來輔助教學。

 

表4-7  95-100學年度學生參加圖書館導覽及資料庫講習統計

 

 

101年

100年

99年

98年

97年

96年

95年

大學生

0

154

53

53

111

44

2

研究生

5

35

16

24

48

5

44

 

  4-8 本系使用電腦軟體輔助教學之課程

課程名稱

使用軟體

計算機程式設計

Intel Visual Fortran

數值分析

IMSL,MATLAB

工程統計

Excel, Megastat, SAS

化工實驗

Control Station

程序控制

PC-ControlLAB2、Control Station

程序設計

ASPEN PLUS

專題研究

Fluent,MATLAB

工程專利檢索分析與迴避設計

Patent Guider,Patent Grabber,Patent Tech,Matrix Plus V3 (TRIZ)

 

2-4、校外實習
實施高年級學生暑期實習課程,其目的在於以實務問題為導向,經由團隊學習的過程培養學生整合教育內容、領導統御及充分表達、溝通之能力,以達理論與實務結合之教育理念。採用類似美國麻省理工學院之實作學校(practice school) 模式,由教師帶領學生至工業界做為期8週的工業專題探討。


2-5、專題研究及學士論文課程
本系訂定專題研究及學士論文選修辦法,專題研究(1)為必修,主要內容為文獻選讀,旨在建立學生文獻搜尋及智慧財產權的觀念。專題研究(2)(3)及學士論文為必選,同學可以二擇一,主要的內容為基本的研究訓練;學士論文與專題選修的差別在於前者需提出正式書面論文及公開的口頭報告及答辯的程序,此外並舉辦口頭與海報發表競賽,以啟發同學獨立思考與研究能力,並訓練同學完成專題研究報告與發表之能力。

 

四、學生之修業規定

4-4-1畢業總學分

  本系畢業總學分:140學分;其中系定必修87學分,暑期實習課程為校外實習2學分;系定專業至少選修18學分,專題研究(2)(3)或學士論文(1)(2) 為必選共2學分;通識課程必修30學分(入門講座課程2學分,基礎核心課程18學分,領域選修課程4學分,全校選修課程6學分)。

4-4-2系定專業選修

  系定專業選修除了專題研究與學士論文外,分為四大領域:「製程科技」、「綠色科技」、「材料科技」、「生化科技」;系定專業選修至少須修滿18學分,且至少包含二領域選修課程,其中一領域至少9學分。

4-4-3通識領域選修課程

  本系指定「智慧財產權」、「企業組織與工作倫理」、「溝通技巧與領導統御」為系訂通識領域選修課程,三選二;餘本系未指定之通識領域選修課程則開放學生自行選修。

4-4-4輔系、雙主修

  本系修業年限為四年,在規定修業年限內未能修足應修科目或畢業學分,得申請延長修業年限二年。經核准修讀輔系、雙主修、教育學程需延長年限修習者,但選定雙主修之學生於延長修業期限二年後,已修畢本系應修科目學分,而未修畢另一主修學系應修科目學分者,得申請再延長修業期限一年。

4-4-5提前畢業

  在規定修業期限屆滿前修滿學系應修畢業學分,符合下列規定者可以提出提前畢業申請。各學系自訂成績不得低於下列標準:

1. 學業平均成績每學期七十五分以上,或每學期名次在該系該年級學生數前百分之十以上。

2. 操行成績每學期八十分以上。

3. 校外實習成績平均在七十五分以上,或成績在該系該年級學生數前百分之十以內。

本系91年度林子楓同學以優異的成績提前畢業並進入清華大學化工所就讀。

4-4-6學、碩士五年一貫學程

  為鼓勵大學部優秀學生繼續留在本校就讀碩士班,並達到連續學習及縮短修業年限之目的,學生可以選擇學、碩士五年一貫學程。根據「長庚大學學生修讀學、碩士五年一貫學程辦法」所規定大學部學生修業滿五學期符合本系「碩士班預備研究生甄選規定」所規定者,可以在第五學期結束後至第六學期結束前,提出申請,經「碩士班預備研究生甄選委員會」甄選通過者成為碩士班預備研究生,預研生可以開始選修研究所課程。取得預研生資格學生必須於四年級(含)之前取得本系學士學位,並參加碩士班甄試入學或一般入學考試經錄取後,才正式取得本校碩士班研究生資格。同時可以依照本校「學生抵免學分辦法」提出已修研究所課程之學分抵免。

  本系於90年度有游彥端同學、91年度有楊淑娟同學、92年度有盧勁汎同學、94年度有柯芳儀同學申請學、碩士五年一貫學程,前三者均順利畢業。柯芳儀同學為碩士班預備研究生,將於95學年度入學。

4-4-7教育學程

  本校為結合校內資源,整合科技專長,協助本校有志從事教育工作之學生完成師資培育之職前訓練,根據「長庚大學教育學程中心設置辦法」特別設立「教育學程中心」開授教育學程以培育中等學校特殊教育(身心障礙組)師資為主要目標。本系於92年度有王藜儒同學通過教育學程的修習。

4-4-8退學

  學生學期學業成績不及格之學分數達該學期修習學分總數之三分之二或累積兩次達二分之一者,應令退學。

 

 

五、課程規劃及教學與產業的配合

4-5-1課程內容的更新

  台灣產業的變化從化工、電子乃至光電,雖然名詞上與化工似乎越行越遠,但是實務上電子及光電產品的製程中仍使用到許多化工核心的理論,在必修課程中,我們並無法將這些新產業的製程理論全放進課程中,在不增加課程的前提下,本系要求授課教師在上課時儘量以化工原理在新興產業的應用為例,使同學瞭解化工技術應用之多元性,例如Welty等所著之”Fundmentals of Momentum, Heat and Mass Transfer” 質傳部份就以許多半導體製程及生化工程製程為例子。

4-5-2新增選修課程

  增加與產業或新興技術有關的選修課程,以增進學生對相關產業及技術的瞭解,如:半導體理論與實務、奈米粉體合成與應用、氫能與燃料電池、光電材料、生醫材料、陶瓷材料、生化科技、生化工程、超臨界流体理論與實務等。

4-5-3設計新的實驗內容

  本系的實驗課程除了理論驗證外也不斷的修正內容添加一些與產業變化或環境變遷相關的實驗,如整合性化工製程的藻類固碳及95年度將新加入的與生物技術有關的發酵製酒;材料工程實驗的溶膠-凝膠法製備奈米粉體;反應工程實驗的化學氣相沉積法及反應蒸餾等。

4-5-4校外實習

  如前述在此不再贅敘。

4-5-5參與產學合作之研究計畫

  本系鼓勵大學部同學利用學士論文或專題研究的機會參與產學或建教合作的相關研究,例年來參與研究的案例如表4-7所示。

表4-7大學部學生參與產學或建教合作研究案例

化工與材料工程學系(95學年度)

年度

學生姓名

教師姓名

計畫名稱

合作單位

90

李富生

林柏瑜

盧信

溶膠-凝膠程序製備條件對卑金屬積層陶瓷電容器使用之鈦酸鋇特性之影響

南亞塑膠

91

陳志豪

楊禎明

光儲備媒體CD-R之記錄層色素開發

台化

91

楊淑娟

楊禎明

光儲備媒體CD-R之記錄層色素開發

台化

92

游彥端

盧勁汎

劉裕國

利用基因改良的生物細胞來大規模地生產蜘蛛蛋白

工研院化工所

92

王藜儒

郭修伯

育成中心進駐廠商合作開發計畫-擴散片相關技術之開發

伸昌光電材料股份有限公司

92

陳挺照

魏得育

呂幸江

全波長光譜儀應用在水質分析的研究

南亞科技

93

謝至哲

楊勝傑

吳永健

黃信誌

呂幸江

油氣回收用膜材的穩定性測試

瑞弘冷凍科技公司

93

王凱億

林于翔

盧信

透明抗靜電塗佈材料ATO粉末製程開發之探討(I)

南亞塑膠

94

林義皓

童信智

鄭子健

彭慶翔

呂幸江

油氣回收用膜組與系統的現場測試

瑞弘冷凍科技公司

94

周士揚

黃琳清

許瑞祺

Anatase 二氧化鈦氣凝膠的製備

中科院

 

4-5-6 工廠參觀

  利用本系與台塑及校區鄰附近企業的關係,定期舉辦工廠參觀活動使同學瞭解理論在實務上的運用,製程的整合、化工產品的多樣變化、產品應用的與時俱進及工廠管理等。例如94年度分別舉辦了

1、大三與大四同學的南亞工三廠區的參觀教學

  工三廠區為南亞纖維事業部的生產重鎮,主要是以乙二醇與對苯甲酸為原料生產多元酯(polyester, PET),產品以棉、絲及薄膜為主,本次參觀使同學實地瞭解如何原料乙二醇與對苯甲酸如何經聚合反應、製粒、再結晶以至拉絲、製棉及成膜的過程,期間的能量利用、製程控制以至成品的包裝輸送,都令學生留下深刻的印象,同時南亞的製膜產品除了傳統的用途外,目前也開始生產液晶顯示器背光模組所需之各式光學膜,因此使同學瞭解過去是基礎原料的PET,也能在新興產業佔有一席之地,而對一般所定義的化工產品有更深的認識也是安排這次參觀教學的目的之一。

2、微生物應用工業課程的參觀教學

  參觀「台灣菸酒公司-林口酒廠」,首先,原料的挑選,應用分離器的設計,將小麥或米中,重量或大小不符的原料給分離出來,半批次的發酵槽高達20公尺是實驗室無法提供的反應器規模,更是教科書上無法形容的大小,利用主控制室儀表的顯示,控制溫度與壓力等,使反應程序現代化,跟著生產線,完成發酵的酒類,在後續的裝填工廠中,以自動化的廠區設計,沖洗,滅菌,裝填,封瓶,給予同學現代工廠設計的觀念,其連續且半自動化的生產線給予同學驗證課程所學之知識,並增加認識實務經驗。

3、固態材料學參觀教學

  由於凝態物質的研究分析需要使用非一般系所所能擁有的大型設備,因此本課程安排同學參觀新竹科學園區內同步光源中心的光束線,藉以認識使用EXAFS之X光吸收光譜研究凝態物質的局部結構。同時也參觀國科會精儀中心的奈米材料分析儀器組,使同學們認識固態材料的表面分析工具。

  教學參觀的安排可幫助同學增加視野,認識國家級的研究設備及國內研發資源的投入,激勵學生從事科研工作的心志以及了解課本上知識及圖示與實際參訪的經驗以輔助學習的果效。

4、氫能與燃料電池的參觀教學

  實際參觀亞太燃料電池公司、中科院的研發設備、工研院能環所及材化所的燃料電池系統及研發實驗室,台電電研所的PAFC燃料電池發電廠,也包括元智大學的教學及研發活動以補足教學、教材的不足。