經世致用之路-融合科學與工程技術的黃榮芳
105/03/29
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吳美枝｜
《科學發展》特約文字編輯
林茂榮｜
攝影
走進台灣科技大學黃榮芳教授的熱流實驗室，偌大空間裡，有許多專業的儀器與設備。很難想像，在二、三十年前，這裡沒水、沒電，還積了25公分高的泥巴，是個無人聞問的地下室，但黃榮芳卻像看到了「寶」，決心在此展開研究之路。清理泥巴後，他和學生一起設計、陸續製作了各項實驗設備與儀器。多年來，許多優秀的學生從這裡畢業，唯有黃榮芳仍堅守於此，持續為科學教育奉獻心力。
科學的層次
「實驗室裡，所有的儀器、設備，幾乎都是我跟學生一起弄出來的。」黃榮芳說，自製設備除了不需花費大量經費添購外，也能訓練學生怎麼從設計到製作，培養他們解決問題的能力。「經由這番訓練後，就算把這些學生丟到荒島上，他們也可以順利活下去，因為他們不只會觀察、寫報告，還可以實作出具體的東西。」這是一個老師和學生都必須非常努力的過程，黃榮芳笑說，每有學生想進他的實驗室，他只問一句話：「你願意吃苦嗎？」若學生點頭，他就為他們打開實驗室的門。
以「師徒制」形式，帶著學生一起作實驗，是黃榮芳堅持的教學方式。他坦言，當初在美國的指導教授，就是這麼訓練他的。「當年在美國，指導教授親自帶著我作實驗，讓我在旁邊看他怎麼做。兩年後，他放手，讓我獨立進行研究。」黃榮芳因此打下深厚的基底，並深信唯有師徒制才能真正帶出優秀的學生。此外，指導教授也給他一個很重要的觀念。「很多學生在做論文時，只要發現某個物理或化學現象，就以為這是全世界，就可以拿到學位，其實，在這層面之上，還有一個層次叫做『創造與發明』。」
「99％的研究生都是利用工具去發現問題與分析現象，對既存的事物進行修修改改，畢竟這樣會比較安全，容易畢業。但是，創造發明是『無中生有』，不一定能畢業。」黃榮芳說，當年指導教授提醒他，現有的東西未必是最好的，必須不斷改善，而作為一位科學家必須朝著對人類有用的方向，作出突破性的、實用的、有效的創造與發明，對這個社會才是有意義的。
黃榮芳回想自己在清大就讀時，也曾遇到一位教授說了類似的觀念。「我在他身上學到科學要對人類有用，必須從『有趣』做到『有用』，不能只是紙上談兵。」因此，多年來，黃榮芳謹記著這兩位教授的話，訓練學生都是從基礎研究開始。「工程科系不能只培養有趣，還必須要有用，學生學到知識後，要知道怎麼用它。然而，沒有穩固的基礎知識在腦袋裡，就不容易做出突破型的創造發明。也因為基礎研究沒做好，思考就會不周全，一旦去應用這些東西，就會產生很多問題。」
科學與工程技術合一
黃榮芳坦言，自己的教學理念，並不是以培養學生當教授為目的，而是要幫助他們成為真正能解決問題的「專家」。只是，台灣的大學教育制度仍延續高中、高職的分流型態，將「科學」原本就是包含「分析、發現」與「創造、發明」兩個層面的一體硬是分成「一般大學」和「技職大學」。而他為了克服這體制造成的缺憾，遂盡其所能創造了一個融合「分析、發現」與「創造、發明」的整體科學環境與思維。
「具體做法是每年的『暑訓』。」黃榮芳說，每年的六月下旬，所有報到的研究所新生都必須到實驗室接受為期三個月的「暑訓」，上午由他本人授課，教材是他親手撰寫的講義。下午至夜間的時間，就讓學生在熱流實驗室、電子實驗室、機械工廠裡進行實作、製作與實驗，以此彌補他們在大學時工程教育訓練之不足。為了讓自己的教學可兼顧學術的研究，並應用至工業與創新發明，黃榮芳投入了非常多的時間和學生進行教學互動。
黃榮芳表示，大約五百年前，人類還相信「太陽繞著地球轉」，不少主張「地球繞著太陽轉」的人還因此被判刑或處死。但隨著科學技術的進步，「地球繞著太陽轉」終被確認為真理了。這段歷史突顯出，科學與工程技術不能一刀兩分，因為沒足夠的工程技術，科學發現就像瞎子摸象，常常會出現錯案、假案而不自知，但若沒正確的科學原理與發現，工程技術也很難有最佳化與突破性的發展。因此，在大學教育上，科學與工程技術應該要相輔相成，才是長久之計。
服務他人
雖然現今黃榮芳是成天在實驗室從事科學型工程技術的研發，但他年輕時也曾是熱愛閱讀的文藝青年。「小時候就喜歡看課外讀物。」在台南長大的他，是南一書局的常客。到了大學時代，經常寫作投稿，換取生活費。「運動、文史哲學、音樂、寫新詩都是我當時的興趣。」清大碩士班畢業後，他先在工研院做了一年的引擎設計，後來會去美國攻讀博士，竟是因為電影《奧克拉荷馬》。「綠草、夕陽、紅土、騎馬馳騁......這部電影讓我覺得自己應該去美國一趟！」
因為生性浪漫，黃榮芳做很多事情都不會特別計劃，而是抱持著盡其在我、做到最好的態度。「人生的一切，老天爺自有安排。很多事，都是我高興作、喜歡做，所以才去做。一切的成績，都不是我去『追』來的，而是天天這樣做，然後自然成型。」黃榮芳說，人生走到現在，會覺得「服務他人」是自己行為的準則，只要對別人有幫助，就會去做，包括對學生的付出，也是一種服務。他不太重視學生的課業成績，只在乎他們能不能學到東西，出社會後能不能應用所學，對社會有實際的貢獻。
五、六年前，黃榮芳開始默默做著一件事，就是帶著自己的專業，到台灣各個工廠進行免費的通風改善輔導。「很多工廠的環境通風設備不良，對工作人員的健康產生很大的傷害，而我的專業是流體力學。因此，只要知道哪裡需要，我就會親自到現場觀察，提出該如何改善的方案。」迄今，黃榮芳已拜訪了190家以上的工廠，提供免費的諮詢服務。他相信，幫助產業進步是工程科技教授的社會責任，因此，當他發現自己的專業可以實際改善工廠的通風問題，自然就埋頭做下去了。
「學問是為了經世致用，大學的功能除了傳道、授業、解惑、創造知識與培養人格外，還負有社會責任。」多年來，黃榮芳在這條道路上，持續將學術研究的結果，往下游應用至工業的創新發展。對於自己全心投入且不計代價的付出，他笑說：「有時你要先犧牲，使整體的環境會變得越好，自己才會有繼續做下去的動力。人生走到最後，什麼都留不住，唯一能留下的，就是你幫了多少人，那些付出會留在人家心裡，其他的懸念其實都不重要。」
