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유레카?유레카! 先 실습으로 이론학습에 한 발 더 가까이

“기계공학부 유레카프로젝트 전시회 최우수상 ‘스모크석션팀’”

기계시스템공학전공 이희준 교수 & 성윤석, 서유현, 오영우, 오지환 학생

기계공학부 유레카프로젝트의 결과물 발표 전시회에서 최우수상을 받은 스모크석션팀을 만났다. 1학년 학생들이 고학년 수준의 프로젝트를 수행하며 시행착오를 통해 자신에게 필요한 지식과 기술이 무엇인지 깨닫는 선 실습·후 이론의 유레카 프로젝트는 국민대학교만의 이색 교과목이다. 유레카프로젝트를 통해 새로운 학습 동기를 찾았다는 스모크석션팀이 밝힌 선 실습·후 이론의 장점은 무엇일까?

창의적 아이디어는 책에서 나오지 않아

2019년 2학기에 개설된 기계공학부 유레카프로젝트는 기계공학부 학생 138명이 참여했으며, 7명의 교수가 20여 명씩 담당해 분반별로 수업을 진행했다. 수업의 전체 주제는 ‘친환경 인공지능 생산시스템’으로 각 분반은 주제에 적합한 세부주제를 편성했다. 스모크석션팀이 속한 이희준 교수 분반은 ‘친환경 생산시스템을 위한 열환경은 어떻게 구현하나?’라는 세부주제를 가지고 4개 팀이 프로젝트를 수행했다.

▲ 기계시스템공학전공 이희준 교수

“각 팀별로 주제를 정하고 학생들은 아두이노와 센서를 이용해 우선 교내의 다양한 열환경 상태량을 측정했어요. 거기서 수집한 데이터를 분석해 쾌적한 열환경을 위한 장치를 직접 설계하고 제작해야 했죠.”

전공 지식이 부족한 1학년에게는 쉽지 않은 주제지만 이희준 교수는 지식이 많으면 오히려 창의성이 결여될 수 있다고 말한다. 그는 실현 가능성을 따지기보단 학생들로부터 재밌고 창의적인 아이디어가 많이 나오길 바랐다고 덧붙였다.

학생들은 아이디어 회의에서 온도, 습도 외에도 유해가스와 라돈 등이 열환경에 영향을 끼친다고 판단하고 이에 관한 팀별 연구 활동에 돌입했다. 스모크석션팀은 흡연구역과 인접한 출입문을 통해 담배 연기가 유입되는 것을 보고 이를 막을 수 있는 장치를 고안하기로 결정했다. 성윤석 팀장은 담배 연기를 소재로 삼은 것에는 측정도구의 영향도 있었다고 설명했다.

“아두이노에 유해가스와 온습도 측정센서를 연결해 측정도구를 만들었는데 이게 미묘한 차이를 밝힐 만큼 정밀한 도구는 아니에요. 그래서 공기를 측정했을 때 편차가 뚜렷하게 나타나도록 담배 연기를 소재로 정했어요. 온습도의 변화보다 담배 연기 유무에 따른 공기질의 변화가 훨씬 확실할 테니까요.”

스모크석션팀은 자신들의 지식과 도구의 한계를 알고, 할 수 있는 범위에서 최선을 다하고자 했다. 성윤석 팀장은 프로젝트에서 아이디어를 짜는 데 가장 많은 시간을 할애했다고 강조했다.

기계공학도의 면모를 갖춰나가다

스모크석션팀은 본인들이 조립해 제작한 측정도구를 이용해 공학관과 본부관의 흡연구역 주변의 유해가스를 측정했다. 그 결과 흡연구역보다 근처 출입문 주변의 유해가스 측정치가 높은 것을 발견했다. 문을 여닫을 때 담배 연기가 출입문 안쪽으로 밀려 들어오는 현상을 확인한 팀원들은 실내공기의 오염을 막을 해결책을 찾기 위해 회의를 이어나갔다. 서유현 학생은 해결방안 모색에 있어 창의성을 가장 중요하게 생각했다고 말했다.

▲ 아두이노를 접목한 스모크석션팀의 ‘스모크석션기’ 제작과정(좌측)과 완성품(우측)

“저희가 아이디어 회의에 시간을 많이 들였기 때문에 그 시점에 결과물 제작에 들어간 팀도 많았어요. 살펴보니 대부분 필터를 사용해 공기청정을 시도하더라고요. 우리 팀은 다른 시각으로 보고 좀 더 창의적인 방향으로 가고자 노력했어요. 필터로 오염물질을 거르는 것도 좋은 방법이지만 담배 연기의 유입 자체를 차단하는 것이 근본적인 해결책이라고 생각해 스모크석션 장치를 만들기로 한 거예요.”

담배 연기의 흐름을 바꿔 실내 유입을 막아낼 장치를 구현하기 위해 스모크석션팀은 공기를 빨아들이는 팬과 공기의 흐름을 바꿔 줄 날개를 이용하기로 했다. 성윤석 팀장은 장치의 효율성을 높이기 위해 특별히 신경 쓴 부분이 있다고 설명했다.

“가속도 센서로 문이 움직이는 것을 감지해서 팬이 돌아가게 설계했어요. 그런데 바람의 영향이나 진동으로 문이 살짝 흔들리는 경우도 있잖아요. 그럴 때마다 장치가 작동하면 비효율적이라고 생각했어요. 그래서 문이 흔들릴 때나 유해가스 수치가 일정 농도 이하일 때는 작동하지 않도록 프로그래밍했습니다.”

기계공학과의 유레카프로젝트 수업에서는 학기 말에 학생들이 만들어 낸 작품을 발표하고 평가할 수 있는 전시회를 개최했다. 시상식을 통해 프로젝트 수행 동기를 부여하고, 다른 팀의 결과물을 보고 토론하며 새로운 시야를 획득할 기회를 제공하기 위해서다. 스모크석션팀은 독창적이고 실질적으로 필요한 장치를 개발했다는 평을 얻으며 유레카프로젝트 결과물 전시회에서 당당히 최우수상을 수상했다. 이희준 교수는 스모크석션팀의 문제 해결 방법도 창의적이었지만 공학적 설계가 들어간 점이 의미 있었다고 평가하며, 이번 수업을 통해 기계공학도로서 한층 성장한 모습을 보여 대견하다고 말했다.

유레카프로젝트로 각자의 관심사 찾아

2019년 2학기에 개설된 기계공학부 유레카프로젝트는 기계공학부 학생 138명이 참여했으며, 7명의 교수가 20여 명씩 담당해 분반별로 수업을 진행했다. 수업의 전체 주제는 ‘친환경 인공지능 생산시스템’으로 각 분반은 주제에 적합한 세부주제를 편성했다. 스모크석션팀이 속한 이희준 교수 분반은 ‘친환경 생산시스템을 위한 열환경은 어떻게 구현하나?’라는 세부주제를 가지고 4개 팀이 프로젝트를 수행했다.

▲ (왼쪽부터) 스모크석션팀 오지환, 성윤석, 서유현, 오영우 학생

“아두이노 코딩에 참여하고 싶었는데 새로 배워서 할 만한 시간적 여유가 없었어요. 프로그래밍에서 뚜렷한 활약을 하지 못해 아쉽기도 하고 프로젝트가 진행될수록 더 배우고 싶다는 생각이 커지더라고요. 그래서 수업이 끝난 후 본격적으로 프로그래밍 실력을 쌓기 위해 학술동아리에도 가입했어요.”

서유현 학생은 회로에 관한 관심으로 이번 학기 디지털회로설계입문 강의를 수강했으며, 성윤석 팀장은 프로그래밍 공부를 이어가고 있다고 했다. 오영우 학생은 프로그래밍 설계뿐만 아니라 제작에도 관심이 생겼다고 말했다.

“처음 수업을 들을 땐 우리가 이걸 할 수 있을까 싶었어요. 진행과정도 쉽진 않았고요. 그런데 끝나고 돌아보니 유레카프로젝트의 의미를 알 것 같아요. 스모크석션 장치를 만들면서 지식의 부족함을 느낄 땐 학습의 동기부여가 되고, 아직 배우지 않은 부분에 호기심도 갖게 됐죠. 요즘엔 침대에서 전등 스위치를 조작할 리모컨을 혼자 만들고 있는데요. 조작하고 만드는 과정 자체가 굉장히 흥미로워요.”

팀원들은 유레카프로젝트가 아니었다면 이렇게 의욕적으로 공부하진 않았을 거라며 웃어 보였다. 선 실습·후 이론의 취지를 제대로 실천하며 미래를 준비 중인 스모크석션팀. 지금처럼 충실하게 역량을 다져나가 산업을 인도할 공학 인재로 성장할 네 학생의 앞날을 uniK가 응원한다.

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