工程的五大领域

工程系

转载自《升学情报 47》,2010
指导|庄汶松副教授
吉隆坡建设大学(IUKL)副校长兼工程与技术建设学院院长
文|郑文彬

自小,俊明父母就期待他日后能成为医生。但俊明对生物一点都不感兴趣,所以在中学毕业后完全不考虑医学课程,转而打算投入工程领域,日后当个工程师。

通过互联网收集了一些资料,俊明才发现原来工程师不只是“盖房子”而已。除了土木工程,还有许多的专业领域可以冠以工程的名称。电机工程、电子工程、电子机械工程、微电子工程、环境工程、海洋工程、化学工程、航天工程……光是国立大学所开办的工程课程就不下十数种,更别说私立学院或外国大学了。

面对复杂的工程领域,俊明决定再进一步收集资料,在弄清楚各种不同的工程课程到底念些什么之后,才下最后的决定。

工程学到底念些什么?

工程,简单来说是指一群经过组织的人通过各种管理方法与专业技术,来建造各种结构复杂的东西,如汽车、飞机、轮船、建筑物、高速公路、铁路、钻油平台等等的过程。而这个过程中所需要用到的各种学问,就是工程学需要学习的内容了。由此可见,工程学的学习范围是非常广的。它以物理、化学与数学为最基础的科目,交叉产生了各种专业知识,如材料学、固体力学、热力学、流体力学等。

由于工程的领域广泛,现代社会为了区别专业的分流,一般将工程学分为五大领域,分别为:土木工程、机械工程、电机工程、电子工程与化学工程。尽管这五大专业的专精领域不同,但其课程初期的基础科目大同小异,而且彼此间也有一些共通的科目。例如土木工程与机械工程同样必须修习材料科学、力学、结构学等;电机工程与电子工程同样需要修习电路学、电磁学等。这是因为现代的大部分的工程工作都非常复杂,皆需要不同领域的工程专才负责同一个工程内的不同工作。例如一艘轮船的建造,需要土木工程师们负责整体结构的建造,以及电机工程师与机械工程师们负责建构轮船的动力系统。

当工程学来到课程后期,学生可以进一步修习自己感兴趣的工程领域,例如土木工程课程的学生,可以选择水利工程、交通工程、环境工程等。目前,国内的国立大学因教学资源充足,师资多元,学生在课程后期将有更多不同专精领域的选择;私立大专则多专注于前述的五大工程领域,或根据本身的师资,仅策略性开设其中某一个分流的专业课程。

领域1:土木工程

很多人会误解土木工程(Civil Engineering)只是和盖房子有关,但实际上,现代的土木工作除了盖建筑物外,还包括了一切与民生相关的工程项目,如道路、高架天桥、铁路、桥梁、隧道、下水道、水利等。简单地比喻,土木工程就是建造一切“不会移动的大东西”。

因此,为了确保这一切“不会移动的大东西”在建造完毕后不会轻易坍塌或毁坏,材料学、结构学与力学,就是土木工程学中的重点课程。此外,现代的土木工程除了强调功能外,也开始重视环保与环境保育的课题。这意味着土木工程课程除了工程图学、测量学、地质学、水文学等基本工程训练外,还包含了环境学、生态学等内容,以确保学生拥有善待环境的概念。

学生可以进修的专精领域,包括环境工程(Environmental Engineering)、交通工程(Traffic Engineering)、建筑工程(Construction Engineering)、海岸工程(Coastal Engineering)、结构工程(Structural Engineering)、水资源工程(Water Resources Engineering)等等。

土木工程的学生在学什么?将来做什么?
土木工程

领域2:机械工程

如果要以一句简单的话来解释,那机械就是一个“会自己动的东西”。一般人能想像到“会自己动的东西”,如车辆、飞机、船舶、升降梯、电梯、各种工厂的机器等等,都属于机械。因此,学习如何分析、设计、制作和维修各式不同功能的机械,就是机械工程(Mechanical Engineering)学习的课题。

让机械可以“动”起来的各种物理知识,如动力学、热力学、流体力学等,以及材料学、机械设计、机械制造、自动控制等基础原理,都是学生必须掌握的重点课程。此外,机械工程非常强调动手的能力,课程将训练学生如何运用各种基础原理配搭适合的材料,制造出特定功能的机械。

学生可以进修的专精领域,包括制造工程(Manufacturing Engineering)、汽车工程(Automotive Engineering)、航太工程(Aeronautical Engineering)、船舶工程(Marine Engineering)等等。

机械工程的学生在学什么?将来做什么?
机械工程

领域3:电机工程

电机工程(Electrical Engineering)又称为电力工程或电气工程,是工程学中和大功率的电流有关的一门学科。一切与电流有关的理论与知识,如电学原理、电机工艺、电力生产、电源分配、电路学、电动系统、控制系统、电力系统、电磁学等,都是电机工程的必修科目。

此外,课程也非常重视学生如何运用这些理论与知识,计算不同情况下的电力需求,并处理各种与电力传输的有关的项目,像是发电系统、电力供应系统、电流变压系统、电力网络等。例如在一间工厂建成后,如何根据不同区域的电力需求(如大型的机器需要较高功率的电流,办公室内则不需要),设计并配置适合的电力网络系统。而学习各种电流相关设备,如发电机、变压器、电动机等的设计与维修工作,也是课程的内容之一。

学生可以进修的专精领域,包括配电工程(Power Distribution Engineering)、仪表与控制工程(Instrumentation and Control Engineering)、电力系统工程(Power System Engineering)等等。

电机工程的学生在学什么?将来做什么?
电机工程

领域4:电子工程

相对于电机工程,电子工程(Electronic Engineering)指的是小功率电流、小信号的电子系统,如电脑、电讯、半导体元件、集成电路等。电子工程最早是被涵盖在电机工程的领域内,直到近代半导体的发现,导致集成电路的广泛使用,并间接促使电脑的发明,令电子工程理论与技术愈加完善,最终形成独立的科系。

由于衍生自电机工程,电子工程的初期课程与前者有重叠的地方,如电学原理、电路学、电磁学等都是必修科目。至于课程中、后期,将集中在学习电子电路、电波传播、信号处理、集成电路设计导论、电子元件导论、通讯系统等专属于电子工程领域的科目。此外,电子工程课程的理论与实务并重,如何运用各种基础原理设计、制造、测试、修理和维护各种电子产品与设备(如功能更强大的晶片、集成电路等),也是课程的重点。

近代,电子工业正蓬勃发展,许多大学或会基于本身条件,仅针对电子工程中的某一领域来开设课程,如电讯工程(Telecommunication Engineering)、电脑工程(Computer Engineering)、微电子工程(Microelectronic Engineering)等,以训练学生日后直接投入相关的产业。电子工程的学生日后也可以选择朝这些领域进修,以作为自己的专精项目。

电子工程的学生在学什么?将来做什么?
电子工程

领域5:化学工程

或许很多人会将化学与化学工程(Chemistry Engineering)混淆,但其实这两者之间有很大的不同。化学工程要培养的是能投入化学工业的工程师。而所谓的化学工业,就是专门生产或提炼各种化学制品,如染料、油漆、农药、塑料、化肥、石油等的工业。

因此,虽然化学工程是以化学知识为基础,但更加重视物理和数学,以及工程理论的运用。在课程初期,学生主要是学习各种化学知识,以打好基础。当到了课程中、后期,就会加入化工单元操作、化学反应工程、化学工业程序、仪器分析、化工热力学、化工动力学等科目。

其中,各种化学制品的制造技术将是课程的学习重点,学生必须学习运用化学工程的知识与理论,设计、维护或改进各种化学制品的生产技术,如生产线的配置、化学反应过程的控制与监督系统等。

化学工程的学生在学什么?将来做什么?
化学工程

想要学工程?就要“吃苦当吃补”

无论是土木工程的民生建筑、电机工程的电力系统和电源分配系统、电子工程的产品生产等,无一不是与民众关系密切。由于关系着公众的安全与利益,工程学本身就是一门严谨的学问,再加上以理科为基础科目,且对理论与实务经验要求并重,造成工程学的入学门槛一般较高,进入后的课业也非常繁重。有志于投入工程领域的学生,就首先要有“吃苦当吃补”心理准备。

随着现代社会越来越有能力进行更复杂的工程,原属于五大传统工程的一些分流的专业知识体系开始成长,成为独立的科系,造成现在的工程课程选择众多。因此,如果你被五花八门的选择迷乱了眼睛,也许可以参考教授的意见,先将五大传统工程当成学士阶段的主修。这样一来,毕业后可以投身的领域将更为宽广。

教授的话:
庄汶松副教授
吉隆坡建设大学(KLIUC)副校长兼工程与技术建设学院院长

想成为工程师的学生,物理及数学首先要学好。这是因为工程学的基础科目就是物理与数学,只是不同领域的工程学对这两个科目要求的轻重有别而已。

此外,学生也要喜欢“动手”。工程学是个理论与实务并重的领域,如果理论学得好,但对动手操作不感兴趣,学习就会事倍功半。但相较于技术工人,工程师的优势也就在这边。例如某个机械零件坏了,技术工人只知道找回同样的零件替代,找不到就没辙了。但工程师知道原理,同样的零件没了,还可以想办法找其他适合的物件替代,而不影响原来的功能。

工程领域科系庞杂,如不知道要如何挑选,可以先选择进入五大传统工程的任何一个,日后在该领域的进阶项目念出兴趣了,再往该项目进修。

  1. Kit Yee
    September 14th, 2016 at 02:34 | #1 FSI member

    请问Automotive engineering 在哪所college/university有得报读?

  2. Yun
    August 20th, 2016 at 22:59 | #3

    我想问问如果我读完chemical engineering degree。如果我想成为教授,请问我还需继续什么?得具备什么条件吗?

  3. yks
    March 24th, 2016 at 18:20 | #4

    所有工程系是不是都需要在中五时学过高级数学和物理。如果没学过读工程系会不会很困难

    • 升学情报辅导中心
      March 27th, 2016 at 20:38 | #5

      工程学以物理,数学为基础学科,如果中五没学过,之后若获录取念工程,也需要再掌握有关物理和数学的原理。
      天赐答

  4. Kaixin
    March 10th, 2015 at 18:39 | #6 FSI member

    请问有什么本地学校的Civil Engineering比较好?我想读diploma

  5. yyk
    March 8th, 2015 at 10:59 | #7

    请问要怎样才可以知道那间大学的工程课程有被工程局承认??我进入了www.bem.org.my,可是不会找。。。

  6. 升学情报辅导中心
    January 2nd, 2015 at 11:47 | #8

    Danny :

    您好。

    我本科是经济学位了 Economic Degree holder, 我本身对 机械工程很有兴趣 Mechanical Engineering . 请问我需要怎样报读这门课系呢? 我想在本地就读。本地哪一家大学受承认呢?

    谢谢

    你可到工程师局(www.bem.org.my/)查找受该局承认的文凭,然后向大专查询就读科系的详细申请条件。

  7. Danny
    December 29th, 2014 at 11:27 | #9

    您好。

    我本科是经济学位了 Economic Degree holder, 我本身对 机械工程很有兴趣 Mechanical Engineering . 请问我需要怎样报读这门课系呢? 我想在本地就读。本地哪一家大学受承认呢?

    谢谢

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