化工產業的發展,可說見證了台灣產業變遷的軌跡。從傳統的化工業如塑膠、纖維、石化,到半導體、光電、電子資訊,再到環保、綠色化學、循環經濟等,帶動台灣的經濟發展。
化工是所有工業的基礎,應用領域極為廣泛。沙鹿高工化工科主任黃閔芬強調,很多人以為學化工,將來只能走傳產,其實誤會大了。化工人才出路極廣,除了熱門產業之外,不少業別如食品化工、藥妝、生物技術等都有可發揮的舞台,可說是永不褪流行的熱門科系。
化工群必修的專業科目有4
落實到人才的養成,在技術型高中(即高職)專業群科的分類中,隸屬於「化工群」的科別包括:化工科、紡織科、染整科、環境檢驗科。
沙鹿高工為教育部化工群科中心學校。黃閔芬指出,設有化工科的學校有24校,設有紡織科和染整科的學校,只有沙鹿高工而已。比較特別的是,早期有私校有環境檢驗科,唯目前全台皆未設科。
黃閔芬解釋,之所以存在環境檢驗科,係因「技能領域」關係。技能領域為各群屬性較相近的科別,擷取共通基礎技能而形成的實習課程組合,也就是,至少2個科以上才能形成技能領域。
化工科和環境檢驗科的技能領域為「化工與檢驗技能領域」,實習科目為「化工裝置實習」與「化工儀器實習」;紡織科與染整科則為「紡染及檢驗技能領域」。
此外,化工群各科所學的專業科目和實習科目(見表)則無二致,這些科目也是升科大、考統測化工群的專業考科。
高一 高二 部定專業科目 普通化學
分析化學
基礎化工
化工裝置 部定實習科目 普通化學實習 分析化學實習
有一半以上時間待實驗室
很多人將化學和化工相提並論,以為所學相差無幾。黃閔芬指出,化學與化工最大的不同在於,化學偏重於化學學科領域。而化工所學的更廣,將化學和物理、數學、生物及工程結合運用,「不只是學化學,還有很多工程的概念。」掌握原物料特性,加以應用並進行量產。
從課程設計,可清楚看到化工科所學的專業。學生至少有一半以上時間都在實驗室做實驗,「普通化學」為基礎課,從生活中常見的化學概念出發,延伸至高2的「分析化學」。
「分析化學」所學的是,「定性分析」(判斷樣品中含有哪些化學成分)和「定量分析」(透過檢測了解各成分的含量有多少),以及分析的方法「古典分析」(基礎的技術如滴定)和「儀器分析」(現今多以儀器分析樣品的化學或物理性質)。
在化工專業部分,則有「基礎化工」探討物質的化學與物理特性;「化工裝置」學的則是化工概論、計算及大型化工機械的作動等。
學生於化工裝置課,操作殼管熱交換器。
數學好、對理化感興趣,且手巧
黃閔芬指出,想要念化工科的話,最好邏輯佳;在學科表現部分,因為化工會用到大量的數學計算,須有基本的四則運算、移項等能力;且對化學、物理、生物不排斥,最好是感興趣。
不像其他工業類的職群如機械、動力機械,可能有不少搬重物的體力活,化工科的要求是,動作細緻、靈巧。
黃閔芬強調,除了要細心,手也要巧,不能太粗手粗腳。像是藥品稱量,必須很精準,避免藥品倒回原瓶、造成污染;做滴定,要判斷「滴定終點」(指示劑改變顏色的瞬間 )差個1滴、2滴,顏色就差很多了。
做定量分析、檢測含量時,尤其必須精準,否則誤差會愈來愈大;其所用的天平甚至到小數後4位數,要求之精準可見一斑。考化學乙、丙級證照時,若稱量超過範圍,如:要稱0.18g,正負0.01,就只能稱0.19或0.17,若超過範圍,就會被扣分。
動作精細、手巧是可以練出來的。從高一就開始稱重、做實驗,到高三可以看到學生有明顯的進步。
學、術科的「連動性」很高
有些比較強調技藝的群科,可能學科不強、但術科還是可以很厲害。但化工科不一樣,「學科、術科的『連動性』很高。」術科很厲害的人,通常學科也很好;學科很厲害的,術科也不會太差。
「因為實驗做完後,必須做計算跟分析。計算的部分很需要化學概念,如果化學底子不好,寫不出報告,成績當然不會好。」黃閔芬說。
在專業證照部分,化工科相對應的證照有「化學」、「化工」2種證照。「化學」術科測驗內容著重於定量分析;「化工」術科測驗內容則著重於化工機械操作與結果計算、工廠安全等,培養學生對化工機械之操作能力與工廠營運管理之理念。
沙鹿高工鼓勵學生,在畢業前考取「化學」的丙級和乙級證照。黃閔芬指出,高1學完普化、普化實習,高2學完分析化學及實習,就足以考化學乙級了。
化學丙級考的是,用古典分析法(滴定)做定量分析,一站2小時。乙級第一站一樣考古典分析法,但程序、滴定技術等更為複雜,一站3.5小時。乙級第二站則考儀器分析,測驗學生化學操作基礎能力與儀器設備使用之技能。
學生練習製作生活化學品。
專題實作扣緊產業新興趨勢
「專題實作」為高職生很重要的學習項目。「透過專題實作,培養學生多元的能力,包括邏輯思考、資訊統合、問題解決、文書處理、口語表達等。」黃閔芬說。
大部分高職將「專題實作」安排於高3,為6學分的課。沙鹿高工化工科的專題實作為整整2年、8學分的課程,高2上學期上文獻導讀,2下起開始製作專題,整體的學習效果更好。
黃閔芬指出,學生統合高1、高2所學之化學知識及操作技術,自行規劃專題的題目,並設計實驗;過程中遇到失敗,不斷反覆驗證、找出問題,並想辧法解決問題。「認真做專題的話,不僅邏輯思考能力大幅提升,解決問題和表達的能力都會更好。」
學生的專題實作題目,大多反映產業新興趨勢,如:能源再造、廢棄物再生、食品檢測、生活化學品研發等。
能源再造與廢棄物再生等議題,與「台灣2050淨零排放」高度相關,其中,能源生產時降低碳排,就和生產程序設計、生產原料相關。而負碳技術除了自然碳匯(如植樹)外,人為碳匯或利用科學技術(如碳補捉與封存技術),也屬化工的領域。
沙鹿化工科學生參加「112全國專題製作競賽」拿下全國第1。循環經濟大行其道,2位學生製作鋁空氣電池,透過改造製程,大幅提升導電效能,更符合環境友善。
升學及就業出路「薪情」好
在升學進路部分,化工科最直接對應的科系為化學工程系,除此之外,還包括:材料科學與工程系、高分子材料系、環境與安全衛生工程系、生物科技系、海洋環境工程系、應用化學系、半導體工程系等。
黃閔芬強調,化工人才的出路很多元,絕對不只是傳產、石化業而已,半導體、科技業也迫切需要化工人才。像是半導體業使用「特用化學品」(低污染),製作洗劑、清洗晶圓,就很需要化工人才。
黃閔芬指出,根據人力銀行升學就業地圖顯示「就業起薪高」的排行榜,化學工程類排行第2名。
人力銀行統計最高薪的8種行業:①電腦、電子製造業;②半導體業;③投資理財相關業;④金融機構及其相關業;⑤軟體及網路相關業;⑥石油及媒製品製造業;⑦光電及光學相關業;⑧化學相關製造業。其中,化工系畢業生可從事的類別高達5項之多。除了投資理財、金融機構、軟體及網路之外,其他5種行業都有很大的發揮空間。
黃閔芬認為,化工科前景看佳,將持續蓬勃發展;從位於新竹的自強國中將改制為完全中學、技術型高中,預計設置化工群、電機電子群,可一窺端倪。
照片提供/沙鹿高工化工科黃閔芬主任