Multi-media, Internet, Computer-network을 이용한 화학공학 교육

정  재  학

영남대학교, 화학공학및공업화학부

Education of Chemical Engineering using Multi-media, Internet, Computer-network

Jae Hak Jung

School of Chemical Engineering and Technology, Yeungnam University

1. 서론

최근의 컴퓨터의 발전은 불과 수년전과 또다른 국면으로 전개되고 있으며 그 영향력은 인간 생활의 모든 부분에 직·간접적으로 크게 관여하고 있다. 이 발달의 추세로보아 이 영향력은 이제 컴퓨터와 무관하다고 생각하던 일반 대중에게까지 자의든 타의든 관계하지 않을 수 없게 되어가고 있다. 대중의 일상생활에 소위 전자회로가 개입되지 않는 곳이 없는 현실에도 불구하고 가장 먼저 변화해야 할 교육부분이 (초, 중, 고등 및 대학을 포함하여) 가장 늦은 감이 있음을 떨쳐버릴수 없는 것은 무슨 이유일까! 라는 궁금증을 자아내게 한다. 공학 교육의 내용은 표면적으로는 문화의 변화를 선도하는 것처럼 보이나 현실적으로는 가장 보수적인 면이 있어 보이고, 일단 한번 어렵사리 개혁된 것은 상당히 오랜 기간 그 아성을 지켜가고 있는 듯 보인다.

그동안 수십년간의 화학공학이 훌륭한 교과서중심의 문자와, 문자의 뜻전달중심에서 그 문자들의 의미의 실제상황을 보고 듣고 행하는 내용중심으로의 탈바꿈을 갖어와야하는 변화가 있어야 하는데는 이견이 없을 것이다. 실제 상황을 보고, 듣고, 행하는 교육이 현장 및 실험 중심교육이라면 그 교육의 문제점은 시간, 공간, 제정의 문제일 것이다. 이 문제를 해결해 줄수 있는 것이 바로 최근의 새로운 국면으로의 computer의 발달이며, 여기에는 과거와 다른 computer간의 Network, 전세계의 컴퓨터 web망 그리고 multi-media의 computer 도입이다. 또하나의 문제점이 S/W의 문제이다. 이 문제의 가장 좋은 해법은 교육내용의 자체개발이며, 개발된 교육용 S/W의 저렴한 보급유도이다.

본 논문에서는 이러한 Multi-media, Internet, computer-network에의한 교육의 가능한 변화에 대한 예를 본 연구실에서 그동안 개발하고 찾아낸 교육내용 중심으로 설명하고자 한다.

2. Computer, Multi-media를 이용한 교육 S/W 내용

2-1. PC를 이용한 공정교육

Stand alone PC를 이용한 교육을 위해 여러벌의 S/W copy가 불가피하다 이를 위해서는 역시 교육내용의 자체개발이 주된 해법이나 최근 무료공개되는 교육용 S/W도 역시 유용할 것이다. 본 학부에서 그간 개발되어 사용되어지는 것은 회분식공정의 동적전산모사에 관한 S/W, 수치해석교육을 위한 Fortran program package, Process Control ; PID Auto tuning 방법들의 비교실습(conboy), 다성분계 분리시스템의 설계(SEPA)등이며 그외 국내외의 개발 S/W로는 picle을 이용한 교육등이 있다. 이들 S/W들은 자체 개발되었거나 무상공급되어지는 것들로 여러벌을 copy해도 무방하므로 Stand alone PC들에서 교육이 가능한 장점이 있고, 또 대부분 자체개발되어진만큼 여러형태의 교육 program을 작성하는데 매우 유연성을 더해준다.

2-2. Computer Network을 이용한 교육

최근 PC간의 Network이 비교적 저렴하게 가능하여지고 S/W의 Network Version이 값싸게 보급됨에 따라 자체개발이 어려운 종합적 공정 simulation교육이 가능하게되었다. 상업적 S/W의 경우 S/W구입가격이 큰 부담이 된다. 그러나 매우 잘 알려지고 검증된 S/W들의경우 보다 그 해답의 신빙성을 더해주며, 또 교육후 배출될 학생들이 타 기관에서도 흔히 찾아볼 수 있는 상용 S/W인 경우가 많기 때문에 그 교육적 효과가 보다 클 것이다. 예를 들면 요즘 현장에서 ASPEN PLUS, PRO Ⅱ, Hysis등의 S-S simulator사용경험과 능력을 입사의 부분적 조건으로 제시하는 경우도 있다. 이런 부분에서 이들 저명한 상용 S/W를 사용하는 경험 자체가 학생들에게 실질적 도움을 주는 경우가 많다. 결국 이런 S/W들은 Network Version의 비교적 저렴한 구입을 통해 교육 item으로 추천되어질 수 있다. 이러한 S/W에는 Fortran Language, C Language 교육, Matlab을 이용한 교육,Aspen plus, Hysis, PRO Ⅱ, chem-share등이 있다.

2-3. Internet을 통한 교육

Internet사용이 가능한 PC실을 갖추고 있다면 정보의 바다 Internet 역시 교육에 크게 도움을 줄 수 있다. 가장 쉬운 방법은 교육내용의 Internet 정보제공이다. 이는 자기학과 뿐아니라 원하는 모든 개인에게 무료로 제공되므로 그 파급효과는 매우 지대하다. 현재 고려대학교에서 운용중인 KICChE의 Teleschool 역시 매우 큰 교육의 효과를 얻을 수 있을 것이다. 여기에는 공정제어에 대한 노트와 여러 가지 공정제어의 Simulation이 가능한 Home page가 있으며 Fig. 1에 그 첫 page를나타내었다. 그 Home page address는 infosys.korea.ac.kr/Education/teleschool이다. 또한 그외에 서울대학교에서 제공하고 있는 여러가지 제어에 대한 교육용 Simulation Software, Cemtool이 있다. Fig. 2에 그 실습의 한예를 나타내었다. Home page address는 cisl.snu.ac.kr/∼cemtool이다. 외국의 사례를 살펴보면 MIT공대 화공과에서 제공하는 열역학 및 기타 필수과목을 위한 교육용 software 및 Simulator가 있다. Ethylene Refrigerator의 효율을 계산하는 한예를 Fig. 3에 나타내었다. Home page address는 web.mit.edu/afs/athena/course이다. 또한 예로서 University of Southern Mississippi의 고분자센타가 제공하는 고분자에 관한 여러 가지 level의 교육용 S/W(course ware)인 The Macrogalleria가 있다. Fig. 4에 Macrogalleria의 첫 page를 나타내었다. Home page address는 www.psrc.usm.edu/macrog이다. 본 학부에서는 본학부 web site Home page를 자체제작관리하고 있고 1년 2회 전체 정기 up version과 그때그때 minor up version을 시행하고 있고, 이것은 희망학생들의 컴퓨터 실습으로 이루어지므로 교육의 한 program으로 약 2주간의 교육후 주어진 과제의 HTLM Language 작성 및 수정을 직접 행하는 것으로 되어있다. 또한 공개 S/W의 down역시 Internet을 이용하는 경우도 많다. 그 예로서 picle등이 있다.

2-4. Multi-media를 이용한 교육용 S/W

교육의 매체가 단지 과학적 현상을 이해시키는 언어만으로는 부족한 것이 현실이다. 시각적, 청각적 교육의 효과를 보다 크게 높일 경우 그 효과역시 클 것이다. 실제로 최근 학생들에게서 생겨나는 또하나의 문제점이 전혀 시스템을 알지 못하거나, 본바도 없이 그 시스템을 배우는 것이 한층 어려움을 더해 준다는 것이다. 또한가지는 computer program이나 system사용에 서툰학생들의 교육은 어떻게 할것인가 하는 문제이다. 이런 난점을 조금이나마 해결하기 위해서는 multi-media의 사용은 매우 효과적일 수 있다. multi-media을 이용한 교육용 S/W의 개발예는 연세대에서 개발한 Furnace의 조업자 교육을 위한 S/W이며 multi-media를 이용한 교육용 S/W로서는 최초로 개발된 것이라 할 수 있다. 다음 Fig. 5에  한 실습예를 나타내었다.

3. 결론

Computer의 성능이 단순히 그 처리속도와 Data량으로만 증가하는 것이 아니라 그 운용의 형태와 S/W의 발달이 두드러지고 있다. 그 발달 유형중 Network기술, Internet을 통한 정보교환기술, computer의 multi-media체택등이 교육에 응용이 될 수 있는 방법은 여러 가지 국면으로 전개되어지고 있다. 또 이들의 활용이 교육효과의 극대화로 관련지워지고 있는 만큼 세계적인 많은 훌륭한 교육기관에서는 이미 그 사용을 서두르고 있는 실정이다. 이에 우리나라의 여러교육기관에서도 이를 활용할 수 있는 새로운 교육 program개발이 시급하며 또한 개발된 교육 program의 공유는 전반적인 국내교육의 질과 성과를 증대시켜 양질의 인력을 배출하는데 크게 기여하리라고 사료된다.

4. References

1. 정재학, 화공전산응용 강의노트, 영남대 (1996)

2. 고세준, 문일, 이영문, 고춘석, □멀티미디어를 이용한 화학공정 운전교육□, 화       학공학의 이론과 응용, Vol. 2, No. 2, p1479, (1996)

3. 양대륙, KICChE, Teleschool, 고려대학교

4. http://cisl.snu.ac.kr/∼cemtool

5. http://web.mit.edu/afs/athena/course

6. http://www.psrc.usm.edu/macrog

감 사

본 연구는 포항공과대학교 공정산업의 지능자동화연구센타를 통한 한국과학재단 우수연구센타 지원금에 의한 것입니다.

Fig. 1.  Teleschool at KICChE           Fig. 2.  Cemtool at SNU Home Page

Fig. 3. Course ware at Dept. of Chem. Eng., MIT Home Page

Fig. 4.  The Macrogalleria

Fig. 5. OTS of furnace by Yonsei University