經世致用之路-融合科學與工程技術的黃榮芳

 
2016/03/29 吳美枝 | 特約文字編輯
林茂榮 | 攝影     922
 
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。」