【香港城市大學材料科學及工程學系專輯】
材料是技術發展的基礎，而人類對新科技的渴望，推進材料研發的步伐外，更帶動本地以至全球對材料科學人才的殷切需求。香港城市大學（下稱「城大」）材料科學及工程學系開辦的「工學士（材料科學及工程）」課程，除了教授材料原理、表徵、設計、製造等專業範疇，還涵蓋金屬、半導體、生物、建築、能源、納米等重要材料，更重視「實驗」元素，透過重點科目「Design Laboratory（設計實驗室）」由零開始實踐產品研發；學生亦有機會參與業界實習、研究實習（Research Internship）、海外交流計劃等，致力培養他們的動手和解難能力，為日後站穩業界展現創新和專業優勢而努力。
什麼是材料科學？
為什麼說材料是「工業之母」呢？與其他領域比較，材料科學與我們的生活息息相關，單是人人手上的手機，已是半導體、光學、結構、能源材料的綜合體，又如室內環境所用的建築材料、實現高速互聯網所需的光纖材料、物聯網（IoT）涉及的傳感器材料等，許多高科技和傳統產業中，都以材料作為技術發展的基礎。還有近年政府大力推動的創科發展和「再工業化」，當中的材料科學及工程知識亦是推進的關鍵之一。究竟材料科學涉及哪些行業？概括地說，已包括基建工程、半導體、高科技，甚至傳統產業，如電動車的鋰電池、人造衛星使用的太陽能電池板等。
材料科技應用愈趨廣泛 具創新能力人才吃香
城大材料科學及工程學系副系主任何頌賢教授指出，近幾年，本港不少大型基建工程、建築和科技公司都積極招聘具材料背景的工程師。科技行業對材料工程師同樣渴求：晶片用半導體材料和散熱材料的穩定性增強、電池用氧化物材料的失效分析、可穿戴電子用柔性材料的可靠性改善，都離不開材料背景專業人士，為具備材料創新能力的人才提供了廣闊、盡展專業所長的舞台。
課程由淺入深 涵蓋材料四大方向
城大「材料科學及工程工學士」課程以培養優秀的材料專才為目標，以配合社會未來在基礎科技的發展；為期四年的課程設計由淺入深，學生會在首兩年修讀基本知識，打穩如熱動力學、材料的物理及化學特性和電子顯微鏡的原理及根基，涉及建築材料、生物材料、能源材料等。到第三、四年，學生可因應個人興趣及發展方向來選科。
課程大綱主要分為四方面 : 1) 表徵（即如何量度材料的特性）、2) 原理（跟材料有關的物理和化學原理）、3) 製造（如何製造材料）和 4) 應用，學生透過實驗，不但從微觀層面看材料內原子的分佈和運作，亦從宏觀角度感受材料的機械、熱、光、電等性能及在器件中的功能。
加強實驗元素 「Design Laboratory」提升學生動手能力
城大材料科學及工程學系副教授何慶頌博士表示，學系的教學團隊同時專注於教育研究，務求為學生引入嶄新教學理念和內容，於2017年開辦城大材料科學及工程學系之初，何博士及其團隊已獲得大學教育資助委員會的「Teaching and Learning Grant」，印證了教授團隊的實力。
為配合實際市場的需要，課程更着重學生的動手及解難能力，特別開設「Design Laboratory（設計實驗室）」一科，讓學生在一個學期、即13周內取得完整的產品研發經驗。
何博士舉例：學生以小組形式訂立主題，如長者照顧、智能家居、智慧建築、智慧生活等，並要提交計劃A及計劃B作後備方案，曾有同學設計智能鞋助長者自動繫上鞋帶；亦有學生研發手機App，每天於特定時間打開藥盒提醒長者吃藥等。
「學生要由抽象的概念到實際研發並不容易，過程中需從旁提供適切的協助。故首4周我們會先教導學生相關知識，例如快速成型3D列印、單片機程式設計等技術，以及演示相關技巧等。」
何博士及其團隊會為學生提供各類可行性、風險管理等建議，過程中學生遇上任何難題都可以跟教學團隊討論。「我們除了要求學生提交完整報告外，他們亦要在第13周作現場小組演示，並邀請工程師、科研學者、業界人士等作評審，從業界實際的回饋中學習。」
激發學生潛能 延續研發精神
學生從構思、製造到推銷都需要一手包辦，有助加快提升他們的動手能力、自發性、解難能力和團隊合作精神等。何博士表示，學生反應正面，能夠跟組員經歷整個產品研發過程而感到高興，部分學生更在課堂以外繼續他們的研發旅程。
「有3位同學聯同城大不同學系學生組成『CityU Underwater Robotics』隊伍，為合作企業開發一款遙控水底航行器（Remotely Operated Vehicles, ROV），來確保建造水電大壩時的安全、水道健康及遺產保護，最後獲得ROV比賽的第三名。」還有同學參加了加拿大國際發明及創新比賽（The International Invention Innovation Competition in Canada），與來自世界各地的參賽者分享交流，學生向評審團展示了他們的創新想法，並獲得「加拿大發明獎」（Invention Award of Canada）。
增實習及海外交流機會 拓闊眼界與思維
課程十分鼓勵學生在實踐中學習。城大材料科學及工程學系副教授曾世榮博士表示，學系跟業界一直保持良好關係，三年級學生有機會到不同的機構進行至少8周的實習，當中包括建築公司、研究所如納米及先進材料研發院、香港生產力促進局等，不少同學在實習過後已獲得機構的聘書。
去年課程更增設研究實習（Research Internship），曾博士解釋：「以往學士課程學生較少機會跟研究組一起工作，加入研究實習後，可以跟碩士生、博士生一起討論、思考和解決問題，對學生來說是非常難得的經驗。」他補充，研究實習不限年級，全年均歡迎學生申請。
另外，學系目前跟約300間世界各地包括英國、美國、瑞典、加拿大等大學建立合作關係，學生可在二年級申請到有關院校修讀學分制課程，曾博士認為這是讓學生認識不同文化，擴闊眼界和視野的好機會。
畢業生出路廣：見習工程師起步 創業、科研發展亦可
城大工學院署理院長石燦鴻教授表示，畢業生除了可以投身建築及科技企業外，還可考慮任職於製造業、半導體公司、市政工程公司、能源概念公司、公共事業機構等，由助理或見習工程師作起步，邁向專業工程師。以往亦有不少畢業生創業，踏上創科路。若有意朝研究方向發展，畢業生亦可在本地或海外繼續攻讀哲學碩士及博士學位課程，日後可從事大學教學和科研工作。
小檔案：2022年畢業於城大材料科學與工程學系，曾獲香港工程師學會（材料分部）的「Best Paper on Materials 2022 Competition」優異獎。現於建築公司擔任助理工程協調員（Assistant Project Coordinator），專注於玻璃幕牆項目。
「材料科學家及材料工程師一直為尋找更優質、更廉價、更安全及高效能的物料，作出無數研究、付出不懈努力，令我們的生活更便利和美好。我希望專注目前事業發展，確定自己對某種特定材料的興趣，繼而深入進修和探討該課題。」——趙素娥（Sonora）
Sonora最初選修城大的「工學士（材料科學及工程）」課程，純粹為了了解更多關於建築材料的知識，好讓日後投身建材界，勝任物料供應商的技術顧問工作而已。豈料入讀後，發現材料科學及工學科比她想像中更廣泛更專業： 「材料科學不單涉及建築材料， 還有金屬、半導體、聚合物（Polymer）、複合材料等，材料工程學科的多元性實讓我眼界大開。」
在學時Sonora對電池學深感興趣，剛好系內的鍾博士招收暑期實習生，她便把握機會在實驗室嘗試簡單實驗、學習閱讀學術論文及作口頭匯報。「鍾博士除了教導我們分析數據的方法外，更提醒我們要勇於提出質疑、投入學術討論，這些經驗都相當寶貴。」
玻璃幕牆工作應用所學 對行業前景樂觀應用所學
畢業後Sonora於一家建築公司擔任助理工程協調員，從事玻璃幕牆相關工作。「玻璃外形美觀且結構安全，多用於香港商業樓宇外牆設計，但強化玻璃有一個安全隱患，就是偶然存在的硫化鎳（Nickel Sulfide）雜質。而強化玻璃先在玻璃廠恆溫的熱浸爐內進行熱浸處理（Heat Soak Test），有效降低強化玻璃安裝後的自爆機率，而我的工作便是與玻璃廠溝通及安排玻璃熱浸的時間，確保玻璃出入爐時並無異常，以及校對測試報告。」Sonora具備材料科學的知識，對她現時的工作發揮更見得心應手。
展望未來前景， Sonora對材料科學及工程相關行業充滿信心。「材料科學總是低調地貫穿在我們的生活中，其發展與人類文明密不可分。例如不斷改良的電池壽命和尺寸，令我們使用手機和手提電腦時更便捷；又如廣泛應用於香港甲級寫字樓的低輻射式玻璃（Low-E玻璃），既能引入大量可見光照明室內，又能阻擋紫外線，實用與外觀兼備。」
對有意修讀材料科學及工程的學生，Sonora認為有良好的理科基礎（物理、化學、數學）必不可少，若配合「豐富的想像力」對學習更有幫助：「很多科目涉及納米材料，並非肉眼可見，故加點想像力有助理解這些抽象概念。」
香港城市大學材料科學及工程學系
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