【退休老師】劉霆教授

熱愛機械設計

· 教授

「身為老師最大的收穫是關於人的,價值即是建立在對學生有一些幫助的事上。」劉霆老師說。

長達34年半的教學生涯,他帶領學生觀察生活周遭的機械設計,由機械設計的角度出發探討產品的創新與開發,挑戰學生的邏輯思考能力,將理論所學應用在實務,為職場紮下穩固的基礎,帶給學生深遠的影響。最近,他整理辦公室多年前的資料時,看到有些學生的名字,回想起在哪個時候、在哪裡教過他們的情景,勾起許多難忘的回憶。

《台大求學歲月》

劉霆老師天生熱愛機械設計,從小喜歡做模型、拆解東西、玩樂高,國中玩腳踏車,喜歡動手做解決問題。性向測驗成績,機械/建築設計各佔50%,他認為建築設計需要很多人,機械可以自己一個人做,因而選擇機械為第一志願。在台大課餘時參加汽車社,當時的社長即是陳希立老師,能夠跟機械系同學一起修車玩車很有趣,同時他也是發明社、天主教同學會光啟社的一員,社團生活也很充實豐富。

台大機械四年,蔣君宏老師對劉霆老師具有深遠的影響。蔣老師教的設計是他最喜歡的科目。蔣老師留學德國與英國很有想法,跟當時傳統的老師很不一樣,他要求學生在大三下要先修機械設計製圖,然後再由他看過是否需要改進,若通過,大四才可以修機械設計實習,而且一定要修一年,不能中途退修,班上只有12個名額,畫圖教室就在舊機館二樓,夏天畫圖時,老師還會買冰棒請大家一起吃,一對一的和學生討論設計圖,看看哪裡有問題,為什麼這樣畫的原因,師徒式的手把手一個個教。老師的辦公室的門平常都開著,學生都可以去問問題,這樣喜歡與學生親近的老師在當年難能可貴。蔣老師並引薦他和紐澤西州立大學(羅格斯Rutgers大學)的李定武老師吃飯,之後他申請羅格斯大學,李老師是他的指導教授。

羅格斯大學名列公立常春藤名校之一,劉霆老師碩士畢業後本想回台找工作,李定武老師鼓勵他繼續念博士,將來出路會較好。在畢業前半年,李老師推薦他到GM面試並順利得到聘任,就先赴底特律GM公司工作,後來,他也很快地在五年內拿到博士學位。到了底特律,他立即買了房子,主因是想要享受在台灣不可能的居住大空間。由於,GM是很傳統的大企業,只願意培養內部的白領/藍領白人接班,他當時早已計畫待三年後返台工作。

《機械設計課程的改變與創新》

1988年,劉老師返回台大任教,當時台灣經濟蓬勃發展,教職機會較多,很多年輕的老師從國外返台任教,他先接蔣君宏老師的機動學、高等機動學課,之後陸續再開其他的課,例如創造工學、車輛工程學、機器動力學等等。剛開始在台大任教時,教學氛圍已有些變化,學生更想要看到如何能夠實際的做出一些東西,以前蔣老師教的機械設計,學生畫完圖後由老師看過並決定能不能做得出東西就好,然而修了三個學期課只有畫圖,無法跟現實連結,課程不能只朝理論分析。他和業界實務經驗豐富的劉正良老師、尤春風老師三人合開機械設計實習一門課,在工廠驗證、團隊合作和創新這一塊,投入的更多,他也要求學生要寫專利申請書。課程內容朝向學生要有動手做,例如裝馬達、設計結構,有更完整的設計概念,以專題的形式讓學生設計一個東西,再到工廠去看能否做出來。上學期的課程是教設計、分析、構想方案,下學期到工廠看看能否實際做出來和驗證,例如做投球機、爬樹機等等。這門課開了7-8年的時間,學生一定要修一年,後來調整為機械實作課,大三下有門課要做比賽,從自己的構想擴及到把電機/資訊/機械跨領域的整合,同時強調團隊合作以及動手做,讓學生對機械有興趣。課程後來又調整為機械設計概論在大二大三修,之後改為機械工程概論,讓學生進研究所前有一些想法,之後又改為大一必修課, 讓學生知道機械系做些甚麼,大三有Capstone 課讓學生知道理論和實務如何連結。

機械設計課程規劃架構直到最近十年再做調整,新的一代60歲不到的老師做的機械主題也不再是傳統,例如心臟支架、AR/VR、或是加了很多電子/電機系統和AI。每一個世代的學生都面臨許多轉變,以前的學生上課抄筆記、背方程式,蔣老師帶學生看到機械的實務面,認為畫圖是工程的另一個語言,學會畫好圖才能跟工程師溝通。現在的電腦繪圖大幅減輕以前的負擔,工程師不用再講究太多細節,有更多的時間去發揮創意,有新的製造和組裝方法,以前是2D繪圖必需考慮是否跟想像的不一樣,現在是3D雖然周全,但細節還是很重要的,例如是將英制和公制的參數設定錯誤,先前美國火星登陸艇即因此而出了大紕漏。

《理論與實作兼備》

劉老師設計的新課程,希望讓學生跨領域學習,將其他不同系統整合一起,同時還要有創新。現在的學生並不全都喜歡理論或是將來想當老師,因此系上現在有學分的限制,對基本理論的要求越來越少,還必須加入一些實務,讓學生有興趣上課,理論沒辦法教太多,基礎不如以前的紮實。然而他還是很希望學生可以注重與多了解一些理論,自己要能去思考找理論,固力、流力、熱力的基礎理論應該在學生的DNA裡面。尤其現在的資訊爆炸,若沒有理論的基礎很難判斷真假,造成錯誤的運用在設計的產品上。

劉老師最近清理辦公室看到一些講義大綱,心想若現在教學生會怎麼教,二十年前,學生會照他教的來做,現在則必須放掉一些他對理論的要求,加一些學生比較能接受的內容和發展的空間。現在學生可用新的模擬軟體或簡單的trial and error 和設計的對策,他若還堅持以前死板的方法肯定行不通。上課時,他將理論和實務合在一起,靈活有趣的運用,他在GM工作三年,對車子很多動的東西,每一個設計背後的理由和變化,都可以說得出一些故事和道理再跟理論結合,學生也比較容易吸收和了解,教出來的學生,想法邏輯都很清楚,自信心也比較強,他不是手把手帶學生而是先讓他們去衝、去犯錯,不事先告訴他們如何去設計,訓練他們獨立思考的能力,享受動手做的樂趣,能有足夠的能力去面對未來工作的挑戰。

《學生心目中的劉老師》

B77/R81徐芳源系友印象最深的課是劉霆老師及尤春風老師所教導的設計與創新, 在台大機械系及機械所紮下的設計研發根基。

B82/R88 侯凱中系友認為劉老師很開明也很有智慧,深入淺出啟發學生,常藉著提問來指導學生進一步的思考,並釐清題目是甚麼?如何解決問題和達到目標。研一時修他的車輛工程學,第一個作業是讓學生買汽車模型來做,從實際做的過程自然了解車子結構。

B87/ R91 楊斌系友感謝劉老師給予他良好的邏輯思考訓練,在有興趣的動力車領域收穫良多,從如何訂定論文題目,檢視目標和output是否符合期望,清楚調理的表達論文內容和研究成果,這些都對日後的創業與經營帶來許多助益。

B94/ R98 王昉晛系友從機車傳產大廠到電池新創小公司,跨越完全不一樣的新領域,大學時期影響他最深的就是劉霆老師,到現在還記得老師教車輛工程學的有趣情景。劉老師曾在GM服務,熟悉國內汽車產業,資歷相當豐富,對學生也很親切。唸研究所時,選擇加入劉老師的車輛實驗室,努力學習專業知識和技術,為日後工作紮下穩固的基礎。

B97/R02 黃淵堯系友大三開始跟劉霆老師做專題,一直到研究所在劉霆老師的實驗室做機構相關研究。他一開始對汽車並沒有太大興趣,後來因為和同學黃昱儒一起看了多汽車節目,點燃他對車子的喜好,兩人後來都在劉霆老師的實驗室,直到出社會工作,他對汽車的熱愛依然沒變。

B03/R07 余奇安系友的第一個專題是跟著劉霆老師做四輪驅動轉向車,每一個輪胎都是獨立去做驅動控制,並且開發自由轉向的系統,是一個很特別的運動模式。這是他第一次跟著學長做研究,認識了許多學長,給予他在選擇修課和職涯上很多寶貴的建議。並見識到將想法實際落地來解決工程的問題,需要花很多心力,

《教學生涯回顧》

近來,劉老師整理以前留下來的一些資料,看到有位學生的作業被他打了零分,因為沒有符合劉老師的要求,後來學生還寫了三頁的說明報告給他,這位學生很聰明,目前在知名的科技大公司擔任程式設計師,工作表現很好,畢業後還寫信問候劉老師。他心想當初為什麼要心那麼硬,這位學生是否因為當年拿到零分受到挫折而改做程式,而且學生那時寫的說明報告其實也有些道理。劉老師感覺自己年輕時,對學生的要求是承襲蔣老師的風格,比較嚴格一些,認為 79-80 / 89-90分在檔次上不同,學生成績若是79 分,就打79分呈現出來。但後來他變了,會加一分打成80分來鼓勵學生,不再會因為多這一分而糾結,事實上一分也沒有差很多,但若能帶給學生一些鼓勵與好的影響,為何不做。

以前他教書是找喜歡機械或是車輛的學生,培養專長和興趣,然後繼續唸研究所,培育了約有近百位的碩士與博士。但現在有不少學生一開始就不喜歡機械,轉系不成也不能好好的學習與發展,雖然學校給學生很多管道去選擇,例如輔系、學程等等,可以嘗試找到有興趣的領域去發展,但有些學生只知道自己不喜歡的,想太多又想要很多,不知如何選擇與決定。想念電子資訊,又想創業開公司,或是跨領域,可是每一個人都總要做選擇。這就好像是在進行設計,事先做一些比較和分析,評估與預測,最終還是要做出決定。他認為重要的是:選擇後不要後悔,就努力的去做。但是,也還要說,如果一旦後悔,承受不了,也不要硬撐,一定再嘗試做另一個選擇。現在他也不太敢給建議,告訴學生要往哪條路走,萬一走錯了怎麼辦,每個人要作自己的選擇與決定。

《快樂的退休生活》

退休一年多,劉老師在經濟部、交通部擔任審查委員,負責計畫審查和查訪,提供一些意見,也幫助政府推動一些計畫,一周開一兩次會,他幽默的說打打零工,賺些零用錢,責任不大,還可以繼續貢獻與服務。

他因長期工作忙碌心律不整,吃西藥不見效,後來開始上一些中醫課,感覺很奇妙,服用一些科學中藥,慢慢的調養好身體。不過打了新冠疫苗後,心律不整毛病又再犯,很幸運的遇見擔任中醫的學生吳宏一,很樂意跟他討論病情。對他來說,中醫理論很難,十二經脈、五行很有系統化、彼此相剋或影響,跟機械領域的系統整合與控制所學有點類似,唯一不同的是還需要更多的驗證和具體的分析,不能只是相信前人說的。

訪談末尾,劉老師談到2歲多可愛的孫女,臉上掛滿笑意,偶而幫忙接送照顧孫女,打打太極拳,陪太太走走步道,或是出國旅遊,他強調唯有保持健康身體,才能享有快樂的退休生活。

照片說明

1. 2015年騎重機出遊(喜歡一個人自己獨騎,車子是租來的)

2. 1990年3月19日下午,臺大機械系師生到中正紀念堂靜坐支持野百合學運(轉載自天下)圖中除了劉老師還有楊宏智、王興華與陳炳煇老師。

3. 年輕時去驗收廠商執行經濟部的ATV補助計畫,親自上車測試!

4. 1996年3月於八里,B82級的同學參加SAE第四屆超級省油車得到最佳省油冠軍。

5. 2015年3月劉老師與師母帶實驗室的學生還有畢業的同學一起去富貴角燈塔春遊

6. 2018年擔任中華民國自動機工程學會(SAE TPE)第27屆理事長。

7. 2019年與B05級同學,導生聚餐合照。

8. 2022年機械系尾牙,劉霆老師退休,設計組同仁及眷屬合照

9. 2022年1月去日本京都過年,抱著1歲的孫女。

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