서론
한국의 화학공학교육은 1940년대 중반에 태동하여 주로 산, 알칼리로 분류되어지는 화학제품의 대량생 산에 그 촛점을 맞추어 공학이라기 보다는 응용화학 으로 출발하였다. 이후 1960~1970년대에 들어와 정 부의 중화학공업의 육성 정책에 촛점을 맞추어 서구 의 석유화학공업의 Plant 설계를 목표로하는 화학공 학 교육이 받아들여져 발전하게 되었다. 교육편재와 내용은 화학공업의 가장 선진국인 미국의 시스템과 유사하게 발전되어져 왔고, 국내 산업의 변화에 관계 없이 그 교육편제가 지속적으로 발전되어 왔다. 하지 만 그 동안 늘어난 화학공학 전공 엔지니어의 배출 수 만큼 석유화학공업의 규모가 커지지 않고 있고, 국내 산업의 편재도 석유화학산업 보다는 전자산업, 생물 산업, 신에너지산업, 기능성소재 산업 등으로 세분화 되면서 이들 분야에서의 화학공학의 역할이 절실히 요구되고 있는 시점에 도달했다. 규모는 성장하지 않 았으나 여전히 석유화학공업은 또한 중요한 국가 기 간산업임에 틀림없다. 다만 산업의 다양화와 세분화 가 가속되어 각 분야별로 화학공학이 필요하게 된 것 이라 볼 수 있다.
이렇게 국내 산업구조는 변화되어 왔고 이에 정부 는 지역마다 특색있는 성장동력산업을 지정하고, 그 로드맵에 의한 육성책을 추진되면서 각 지역에 소재 한 대학의 화학공학 교육도 이러한 정책에 영향을 받 고 있다. 이제 화학공학의 교육도 산업구조의 재편성 에 따라 특성화를 이룰 필요가 있다는 목소리가 높아 지고 있으며, 또 반면 기존의 석유화학공업을 기반으
로 한 화학공학 교육 역시 발전이 지속되어야만 한다 는 주장도 설득력 있게 들리고 있다.
최근 공학교육인증이 전국 모든 대학으로 확산되는 가운데 이런 특성화와 표준화 사이에서 화학공학교육 의 기본이라는 공통분모를 굳건히 하면서 각 대학은 자신의 상황에 맞는 특성화 발전 방안을 모색하고 있 다. 그러나 이런 화학공학 특성화 교육 표준안에 대한 제시가 한국화학공학회 중심으로 도출되고 제시되어 야만 한다는 의견이 커지기 시작하였다. 이에 한국화 학공학회는 2006년 한 해 동안 교육연구위원회를 두 어 이러한 특성화와 표준화의 안을 만들게 하였다. 교 육연구위원회에서 만들어진 안은 지난 2006년 10월 27일 한국화학공학회 가을 학술대회(고려대)의 화학 공학교육포럼을 통해 1차 발표되었다. 본 고에서는 이 때 발표된 화학공학교육의 특성화와 이에 따른 ABEEK 인증 표준안을 교과목 중심으로 서술하고자 한다.
화학공학교육의 특성화 모델
화학공학 교육의 특성화 필요성은 앞서 살펴본 대 로 21세기 과학기술 패러다임이 산업구조의 변화와 함께 변화하고 있고, 화학공학을 기반으로 하는 첨단 과학기술의 발전과 개발을 통한 국가의 차세대 성장 동력산업 발전에 기여할 수 있는 전문 인력 양성이 시 급하며, 또한 화학공학 교육의 질적인 변화와 특성화 의 필요성이 대두되고 있다는 데에서 찾을 수 있다.
화학공학교육의 특성화모델의 카테고리를 설정하기 위해 국내 대학의 화학공학과 중 ABEEK 인증을 받
화학공학 교육 특성화 및 ABEEK 프로그램(안)
정재학·한윤봉*·조성민**·송광호***
영남대학교 디스플레이화학공학부, [email protected]
*전북대학교 화학공학부, [email protected]
**성균관대학교 화학공학과, [email protected]
***고려대학교 화공생명공학과, [email protected]
았거나 준비 중에 있는 대학의 교육편재를 조사하였 다. 또한 미국 대학 중 ABET인증을 받아 운용하고 있는 대학들과 일본의 특성화된 화학공학교육을 하고 있는 대학의 교육과정이 참고되었다. 국내외의 많은 대학의 교육편재를 살펴본 결과 화학공학의 특성화 방향은 대략 5가지 정도로 요약할 수 있었다. 그 첫째 는 기존의 전통적인 화학공학교육을 발전시키는 경우 이며, 둘째는 IT 특성화 화학공학교육, 셋째는 나노기 술 특성화 화학공학교육, 넷째는 에너지 특성화 화학 공학교육, 그리고 마지막으로 바이오 특성화 화학공 학교육이다. 특성화 교육의 목표는 다음으로 요약할 수 있다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 하는 첨단 과학 기술 분야의 특성화 전문 인력 양성을 위한 교육 2) 국가의 차세대 성장산업의 발전에 기여하고 기 술 발전을 선도할 창의적 사고능력을 가진 인재 양성
또 특성화 교육의 선정과 실행의 전제 조건은 첫째 화학공학 전공지식과 접목된 첨단기술 분야 특화 교 육이어야 한다는 것과 둘째 화학공학 지식을 바탕으 로 접근이 용이한 차세대 성장산업 분야에 관한 교육 과정을 개발하는 것, 그리고 셋째 전공과목 총 이수 학점 중 특성화 관련 교과목을 30% 이상 이수할 수 있도록 교육과정을 편성할 경우 화학공학을 바탕으로
한 첨단분야 특성화 교육으로 인정할 수 있을 것임을 위원회에서 의결한 바 있다. 아래 [그림 1]에 기존의 화학공학과 특성화된 화학공학교육과의 관계를 나타 내었다.
아래부터는 5가지의 화학공학 특성화 교육편재의 제안을 ABEEK 인증 기준에 맞추어 설명하기로 하 겠다.
기존 화학공학ABEEK Program 교육과정(안) 기존의 화학공학교육을 발전시키면서 ABEEK 인 증을 받을 경우에 대한 교육 편재의 안은 다음과 같 다. 그 교육목표는 다음과 같이 정의하였다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 한 차세대 전문 인력 양성을 위한 교육
2) 화학의 기본원리에 대한 이해와 화학공정 설계 능력 창의력과 인성을 고루 갖춘 인재의 양성
교육과정(안)은 졸업학점이 130학점인 경우 다음 [표 1]과 [표 2]에 나타내었다. [표 1]에서 제시한 전 공필수교과목은 화학공학 유사 ABEEK 인증 Program에서 인증받기 위한 최소한의 화학공학 필수 교과목이다. 하지만 학교별로 여기에 나열된 교과목
그림 1. 기존 화학공학교육과 특성화 분야 교육의 관계 (특성화 모형).
1 화공창의설계 3 필수
화공양론 3 필수
물리화학 3 필수
2 유기화학 3 필수
화공기초실험 2 필수
유기화학실험 2 필수
반응공학 3 필수
유체역학 3 필수
3 열 및 물질전달 3 필수
열역학 3 필수
화학공학실험 I 2 필수
계 30
표 1. 화학공학 전공필수(반드시 필수로 개설이 권장되 는 최소한의 전공 필수)
학년 교과목명 학점 과목구분
이 필수가 되지 않거나 선택으로조차 개설되지 않은 경우도 있다. ABEEK에서도 전공필수를 두도록 지 정하고 있지는 않다. 즉 이들 과목이 반드시 전공 필 수로 묶이지 않더라도 ABEEK 인증 획득에는 문제 가 없다. 다만 한국화학공학회에서는 이들 교과목이 전공 필수로 지정되도록 권장하고자 하는 것이며, 또 개설되지 않는 교과목이 있더라도 그 교과목 내용이 다른 교과목에 흡수되어 필수적으로 학생들에게 교육 되어진다는 내용을 포함하기를 권장하는 것이다.
KEC 2005(2005년 신 공학교육인증)에 따르면 졸 업 학점이 130학점인 경우 ABEEK 인증을 받기 위해 서는 공학전문교양 18학점 이상 이수, Math, Science, Computer(MSC) 30학점 이상 이수, 전공 60학점 이
상을 이수해야 하고, MSC과목 중 Computer과목은 6 학점이내, 교양과목을 포함한 개설 교과목 전체 중 18 학점은 설계 교과목으로 이수해야만 한다. 즉 설계 교 과목은 반드시 전공으로만 개설할 필요는 없다. 다음 [표 2]에 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool(안)을 나타내었다.
IT 특성화 화학공학 ABEEK Program 교육과정(안) IT 분야로 특성화된 화학공학교육으로 ABEEK 인증을 받을 경우에 대한 교육 편재의 안은 다음과 같 다. 그 교육목표는 다음과 같이 정의하였다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 한 차세대 IT 특 성화 전문 인력 양성을 위한 교육
공학전문소양 생활법률, 과학과 공학윤리, 의사소통기술, 공학과 경영,
필수 교양 (18학점 이상) 국제통상의 이해, 기업회계의 이해, 창의성개발, 기술보고서 작성법 등
순수교양 영어회화, 영어작문, 일본어회화, 일본어작문, 중국어회화, 중국어작문, 실용영어 선택
수학 교양 미분적분학, 벡터미분적분학, 통계학 혹은 수학(1),(2) 등 필수 공학기초 전공 공업수학(1), 선형대수, 미분방정식
(MSC) 기초 교양 일반물리(1),(2), 일반물리실험(1),(2), 일반화학(1),(2),
필수 (30학점 과학 일반화학실험(1),(2), 일반생물(1),(2), 일반생물실험(1),(2), 일반지구과학
이상) 전산학 교양 컴퓨터 Language 실습, 컴퓨터 Programming, 컴퓨터 Package 및 인터넷 (6학점 필수
전공 기초전자계측실습, 기초전자공학, 전자회로론기초 이내)
화공창의설계, 화공양론(1), 물리화학, 유기화학, 화공기초실험, 반드시 전공필수 유기화학실험, 반응공학(1), 유체역학, 열전달(1), 물질전달(1), 개설되어야 할
(30학점- 열역학(1), 화공실험(1) 필수 교과목
한국화공학회
물리화학(2), 화공양론(2), 기기분석(1),(2), 화공실험(2), 선택적으로 권장사항)
Capstone Design(1),(2), 졸업논문 개설 가능한
필수 교과목 전공 설계과목 열역학(1), 화공양론(1),(2), 반응공학(1), 열전달(1), 물질전달(1),
(18학점 이상) 공정제어, 분리공정, 졸업논문, 공정시스템설계, Capstone Design(1),(2) 필수 분석화학, 무기화학, 정밀화학공업, 응용생화학, 미생물학, 분리공정, 공정제어, 분리공정, 공정시스템설계, 화공수학, 유기단위반응, 고분자화학,
전공 선택 화공실험(3), 고분자공학, 분체공학, 에너지공학, 환경공학, 관리공학, 선택 생물화학공학, 화학공정설계, CEO강좌, 재료공정공학, 화공전산설계,
반도체공정개론, 열역학(2), 반응공학(2) 표 2. 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool
교육 요소 교과목 예 비고
2) 화학의 기본원리에 대한 이해와 IT 소재·공정 설계능력, 창의력과 인성을 고루 갖춘 인재의 양성
교육과정(안)은 졸업학점이 130학점인 경우 화학 공학 전공필수과목을 앞에서 살펴본 기존 화학공학 ABEEK Program 화학공학 전공필수 과목과 동일하 게 편성 할 것을 권고하며, 약 30%에 해당되는 IT 특 성화 화학공학 교과목의 예시를 다음 [표 3]에 나타 내었다. 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool(안)에서 아래의 교과목을 추가하고, Pool 내의 교과목 중 적절한 수의 교과목을 삭제하여 IT 특성화 화학공학 교과목 Pool로 사용하도록 권장한다.
[표 3]에서 언급한 교과목들의 내용은 다음에 간략 하게 나타내었다.
컴퓨터 Language 실습
화학공학 관련 산업현장과 연구 분야에서 흔히 접 하게 되는 복잡한 공학문제들을 컴퓨터를 활용하여 효율적으로 해결하기 위하여 고급 프로그래밍 언어를 사용하는 프로그래밍 기법의 이론과 실습을 익힌다.
기초전자계측 실습
기본적인 계측 장비들의 작동원리를 배우고 그 사 용법을 실습하며, 기본적인 전자회로의 지식을 배우 고 논리회로 및 OP Amp 류의 작동을 실험한다. 나 아가 화학공정 시스템에서 자주 사용되는 각종 sensor 류 들의 작동 원리와 A/D, D/A, Converter의 작동원 리 및 컴퓨터 data획득 실험 등을 통해 보다 현실감 있는 실습을 중심으로 교육한다.
IT 화공산업개론
반도체 소자 생산의 CVD 공정과 precursor 산업 그리고 실리콘 소재의 정제 및 가공 산업 등이 포함된 다. 또 display 발광, 형광 물질을 및 유기 금속화합물 그리고 절연층, 봉지층, 편광판 등의 고분자 필름 제조 공정 등이 이 산업에 속한다.
이들의 원료 물질의 개발로부터 조립 생산 공정에 서의 연마, 세정 공정까지 매우 다양하다. IT 산업에 서 화학공학의 기여와 역할을 배우는 교과목이다.
양자화학(양자역학)
이 교과목에서는 고전 양자이론, 원자구조, 화학결 합이론, 군론, 회전 및 진동분광학, 핵자기공명 분광학 등을 다룬다. 현대 물리학의 기본인 양자이론의 기초 를 강의하고 양자이론을 몇 가지의 유기화학 및 무기 화학적인 문제에 적용한다.
고체물리
고체의 구조와 물성에 관한 기초 이론을 배운다.
또 원자의 분극현상과 관련된 고체의 유전 및 광학적 성질을 배우며 반도체, 액정체의 이론 및 응용분야를 배운다.
IT 화공소재
디스플레이, 태양전지, 전자 정보산업 등에 필요한 IT소재는 유기 소재와 무기 재료로 나누어 강의하며 각 소재의 장·단점을 살린 응용분야를 소개한다. 또 한 유·무기 복합소재를 통한 물성의 개선과 응용분 야를 강의한다.
반도체화학공정
고체물리, 고체화학의 이론적 배경위에 기상-고상 반응의 CVD 공정 및 MOCVD 공정을 소개하고 전 표 3. IT 특성화 화학공학 전공 교과목 예시
학년 교과목명 학점 과목구분
1 컴퓨터 Language 실습 3 MSC
2 기초전자계측 실습 2 MSC
IT 화공산업개론 3 필수
양자화학(양자역학) 3 선택
고체물리 3 선택
IT 화공소재 3 필수
3 반도체화학공정 3 필수
유기전자재료 3 선택
전지기술개론 3 선택
기기분석 3 필수
4 전자화학제품특성평가 3 필수
IT 소자제작실험 2 선택
필수(15)
계 34 선택(14)
MSC(5)
자재료의 박막 공정 및 etching 공정을 이해한다. 반 도체 화합물의 합성법과 이들을 만드는 precursor의 종류를 익힌다. 주로 금속 및 무기화합물의 표면 반응 과 구조에 대한 열역학적 해석을 바탕으로 전자재료 공정을 해석하고 그 원리를 강의한다.
유기전자재료
유기 소재의 구조 설계 및 합성 그리고 물성에 대한 평가를 포함하여 기초적인 유기화학, 분석화학을 수 강한 3학년 학생을 대상으로 IT산업에 적용되는 유기 전자 재료의 종류 및 각각의 물성에 대한 평가와 이를 바탕으로 전자 재료용 유기 소재의 설계와 합성에 대 하여 공부한다.
전지기술개론
IT 산업과 연관된 주로 2차전지류에 대해 그 원리 와 장단점을 배우고 문제점과 해결책을 강의한다. 기 존의 Li-ion battery로부터 고분자 battery, 나아가 백 금촉매 2차전지와 태양전지의 원리와 장단점, 그리고 그들 전지의 제조 방법에 대해 배운다.
기기분석
본 교과목에서는 화학물질의 정성분석 및 정량분석 에 사용되는 분광 분석기기, 전기화학 분석기기, 분리 분석기기, 표면 분석기기, 열분석기, 기타 분석기기들 의 구성, 작동원리, 응용분야 등을 공부한다.
전자화학제품특성평가
IT 소자의 동작 원리를 강의하고, 각 소자의 구동 방식에 따라 적절한 특성 평가의 기준을 선정한다. 한 예로 디스플레이 소자의 특성평가를 위하여 휘도, 해 상도, 시야각, 신뢰성 및 소비전력을 측정하고, 구동 특성의 차이를 비교, 이해한다.
IT소자제작실험
IT 소자제조에 사용되는 공정들의 실험실습을 수행 한다. 한 예로 유기발광소자(OLED)를 직접 제작해 본다. 학생들은 저분자나 고분자 유기물을 사용하여 OLED를 만드는 전체 과정을 직접 경험하게 되며, 만 들어진 OLED 소자의 전기적, 광학적 특성을 측정하 는 방법을 습득하게 된다. 공정 실습을 통하여 학생들
은 기판세정 공정, 사진식각 공정, 유기물 및 금속 박 막의 진공증착 공정 등을 경험하게 된다.
Capstone Design 1,2
3년간의 IT관련 화학공학 전공을 익힌 후 IT산업 item을 중심으로 화학공학에서 개발하고 있는 여러 가지 재료 및 공정, 그리고 이들 IT부품으로 이루어진 제품 혹은 기구를 스스로 창의적 설계 및 제작을 수행 하여 발표해보는 과목이다. 학생들은 스스로 과제를 선정하거나 교수진이 제안하는 과제를 선택하여 지도 교수의 지도하에 설계 혹은 제작을 하여 그 과정을 발 표해 졸업논문으로 삼는 교과목이다.
나노 특성화 화학공학 ABEEK Program 교육과정(안) 나노 소재 분야로 특성화된 화학공학교육으로 ABEEK 인증을 받을 경우에 대한 교육 편재의 안은 다음과 같다. 그 교육목표는 다음과 같이 정의하였다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 한 차세대 나노 특성화 전문 인력 양성을 위한 교육
2) 화학의 기본원리에 대한 이해와 나노소재합성 및 공정 설계능력 등 창의력과 인성을 고루 갖춘 인재의 양성
교육과정(안)은 졸업학점이 130학점인 경우 화학 공학 전공필수과목을 앞에서 살펴본 기존 화학공학 ABEEK Program 화학공학 전공필수 과목과 동일하 게 편성할 것을 권고하며, 약 30%에 해당되는 나노 특성화 화학공학 교과목의 예시를 다음 [표 4]에 나 타내었다. 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool(안)에서 아래의 교과목을 추가하고, Pool 내의 교과목 중 적절한 수의 교과목을 삭제하여 나노 특성 화 화학공학 교과목 Pool로 사용하도록 권장한다.
[표 4]에서 언급한 교과목들의 내용은 다음에 간략 하게 나타내었다.
양자화학개론
양자화학개론에서는 원자에서부터 시작하여 분자
의 구조, 그리고 물질의 구조에 대해 공부하며 이를 통해 물질의 물리적, 화학적 특성을 이론적으로 이해 할 수 있도록 강의한다.
나노화학공학개론
나노화학소재에 대한 개요에서부터 시작하여 나노 화학소재를 응용하는 화학시스템 및 공정 등에 대하 여 소개한다. 일반적인 화학소재가 나노크기가 되었 을 때 나타날 수 있는 현상과 이를 화학공학에 응용할 수 있는 대상에 대해 폭넓게 설명한다.
나노소재화학
나노입자 혹은 나노구조를 형성하는 화학공정에 대 해 소개하고 이들 나노구조가 활용될 수 있는 대상에 대해 강의한다. 나노구조의 종류와 사용된 소재가 나 노구조에서 가질 수 있는 특성 등을 폭넓게 설명한다.
기능성나노소재
나노소재가 구조 및 물질이 바뀌었을 때 가질 수 있 는 기능성에 대해 알아보고 이들 기능성을 공학적으 로 활용할 수 있는 응용분야에 대해 강의한다. 유기 및 무기물을 사용한 나노소재의 종류 및 이들의 응용 성을 설명한다.
나노화학공정
나노구조물을 형성하기 위해 활용되는 화학공정의 종류들에 대해서 알아본다. 나노구조물을 형성하는 방안으로서 나노패터닝, 나노리소그래피 방법과 응용
에 대해 폭넓게 설명한다.
나노표면 및 계면공학
나노구조에서 표면이나 계면이 가지는 화학적, 물 리적 특성에 대해 설명하고 이러한 특성이 공학적으 로 어떻게 활용되는지에 대해 강의한다.
나노측정 및 분석
나노크기의 구조를 측정하고 분석할 수 있는 방법 의 종류에 대해 설명하고 그 원리에 대해 강의한다. 구 조의 물리적 분석 및 화학적 분석법에 대해 설명한다.
나노센서공학
나노소재가 활용될 수 있는 가장 중요한 대상 중의 하나로서 나노구조를 사용하는 센서의 종류에 대해서 알아본다. 화학센서, 광센서, 물리센서 등의 용도에 따 라 어떠한 종류의 나노물질 및 구조가 활용될 수 있는 지에 대해 폭넓게 강의한다.
나노소자응용
나노구조가 소자를 응용될 수 있는 여러 가지 응용 사례에 대해 체계적으로 설명한다. 전자소자, 광소자, 에너지소자 등 다양한 응용성에 대해 살펴보고 소자 의 구동원리 등에 관해 강의한다.
나노융합기술
21세기 첨단기술들(IT, BT, ET, NT 등)은 각 기 술이 가지는 물리적 한계를 극복하기 위해서는 기술 간의 융합을 필요로 하는데 나노기술은 융합기술 개 발을 위한 기반기술로 인정받고 있다. 본 과목에서는 나노기술을 기본으로 하는 융합기술들(NT-IT, NT- ET, NT-BT, NT-IT-BT)의 개념과 기본원리와 응 용에 대하여 강의한다.
에너지 특성화 화학공학 ABEEK Program 교육 과정(안)
에너지 분야로 특성화된 화학공학교육으로 ABEEK 인증을 받을 경우에 대한 교육 편재의 안은 다음과 같다. 그 교육목표는 다음과 같이 정의하였다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 한 차세대 에너 지 특성화 전문 인력 양성을 위한 교육
표 4. 나노 특성화 화학공학 전공 교과목 예시
학년 교과목명 학점 과목구분
2 양자화학개론 3 필수
나노화학공학개론 3 필수
나노소재화학 3 필수
3 기능성나노소재 3 필수
나노화학공정 3 필수
나노표면 및 계면공학 3 선택
나노측정 및 분석 3 선택
4 나노센서공학 3 선택
나노소자응용 3 선택
나노융합기술 3 선택
합계 30 필수(15), 선택(15)
2) 국가의 차세대 에너지 기술 발전을 선도할 창의 적 사고능력을 가진 인재 양성
교육과정(안)은 졸업학점이 130학점인 경우 화학 공학 전공필수과목을 앞에서 살펴본 기존 화학공학 ABEEK Program 화학공학 전공필수 과목과 동일하 게 편성할 것을 권고하며, 약 30%에 해당되는 에너지 특성화 화학공학 교과목의 예시를 다음 [표 5]에 나 타내었다. 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool(안)에서 아래의 교과목을 추가하고, Pool 내의 교과목 중 적절한 수의 교과목을 삭제하여 에너지 특 성화 화학공학 교과목 Pool로 사용하도록 권장한다.
[표 5]에서 언급한 교과목들의 내용은 다음에 간략 하게 나타내었다.
차세대에너지개론
차세대에너지(에너지 절약형 차세대 반도체 및 신·재생 에너지) 전반에 대한 기초지식을 배운다. 특 히, 화학공학적으로 접근이 용이한 수소/연료전지, 태 양에너지, 바이오에너지, 에너지 절약형 차세대반도체
를 중심으로 차세대에너지에 대한 기본 개념과 화학 공학적 기초지식을 공부한다.
바이오에너지공학
생물유기체(바이오매스)를 구성하는 탄수화물은 석유를 구성하는 탄화수소와 마찬가지로 이론적으로 는 화학, 생물공학기술을 응용하여 우리 일상생활에 쓰이는 거의 모든 화학제품을 만들 수 있다. 본 교과 목은 바이오매스를 이용한 바이오 액체연료 생산기술, 바이오매스 가스화기술, 바이오매스 생산 및 가공기 술 등에 적용되는 화학, 생물, 연소공학 등에 관한 기 본지식을 공부한다.
수소/연료전지공학
연료의 산화에 의한 화학에너지를 직접 전기에너지 로 변환시키는 전지는 산화·환원반응을 이용한다는 점에서 화학전지와 같지만, 닫힌 계 내에서 전지반응 을 하는 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 공급되며, 반응생성물이 계 외로 제거된다. 예로 수소-산소 연료 전지가 있다. 수소/연료전지의 발전원리, 연료전지의 종류 및 특성, 연료전지 제조공정에 대하여 공부한다.
태양에너지공학
태양열 이용기술은 태양열의 흡수·저장·열변환 등을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기 술이며, 태양광 발전기술은 태양광을 직접 전기에너 지로 변환시키는 기술로 태양전지(solar cell)로 구성 된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성 된다. 태양열 시스템의 구성 원리, PN접합에 의한 태 양광 발전의 원리와 응용에 관한 화학공학적 접근방 법을 배운다.
전기화학공학
전기화학의 기초개념으로 전기화학전위, 전해질의 전도, 전극 계면 현상 및 전극반응 등을 학습하고, 전 기화학 시스템에서 일어나는 물질 및 에너지 전달 현 상을 화학공학적인 접근법으로 취급하고, 연료전지 및 태양전지 등에 활용할 수 있도록 응용력을 배양한다.
수소에너지공학
수소의 제조 및 저장기술 개발에 필요한 기본 지식 표 5. 에너지 특성화 화학공학 전공 교과목 예시
학년 교과목명 학점 과목구분 비고 2 차세대에너지개론 3 필수
바이오에너지공학 3 필수 수소/연료전지공학 3 필수
태양에너지공학 3 필수
3 전기화학공학 3 선택
수소에너지공학 3 선택
에너지소재공학 3 선택
신재생에너지 실험 2 필수 실험 6~8개
환경에너지공학 3 선택
에너지반도체공학 3 선택
4 유기에너지소재 3 선택
에너지시스템공학 3 선택
무기에너지소재 3 선택
에너지정책론 3 선택
합 계 41 필수(14) 선택(27)
을 화학공학적 접근법으로 배우며, 수소에너지의 응 용 및 이용기술을 배운다.
에너지소재공학
차세대에너지 기술 개발에는 반도체 및 유무기 소 재의 개발이 필요하다. 본 과목에서는 차세대 에너지 소재의 종류와 특성을 배우고, 에너지소재의 제조 및 응용에 필요한 공학적 기본지식을 배운다.
신재생에너지 실험
바이오에너지, 수소/연료전지, 태양전지 제조에 필 요한 기본원리를 이해하는 데 필요한 기초실험과 각 에너지 소자를 제조하고 특성을 분석하는 실험을 한다.
환경에너지공학
환경과 에너지의 상호 연관성에 관한 기본 지식을 공학적 관점에서 배운다.
에너지반도체공학
환경 친화적 에너지 절약형 반도체 재료의 종류와 특성을 배우고, 반도체를 이용한 에너지 절약형 발광 소자(LED) 및 태양전지 소자의 기본 원리와 소자 제 조공정에 관하여 배운다.
유기에너지소재
연료전지, 태양전지 등에 이용되는 유기 고분자 에 너지소재의 종류와 특성, 제조방법 등을 공부하고, 에 너지소자에의 응용에 관하여 배운다.
에너지시스템공학
차세대에너지 시스템의 기본원리, 구성도, 제조 등 에 관한 기본 지식을 배우고, 에너지시스템 설계 및 해석에 관한 방법을 배운다.
무기에너지소재
연료전지, 태양전지, 바이오에너지 등에 이용되는 무기에너지소재의 종류와 특성, 제조방법 등을 공부 하고, 에너지소자에의 응용에 관하여 배운다.
에너지정책론
차세대에너지 기술 개발 및 사용에 관한 국가적인 에너지정책과 에너지정책이 국가 경제 및 세계 경제 에 미치는 영향 등에 대하여 토론하며 공부한다.
바이오 특성화 화학공학 ABEEK Program 교육 과정(안)
바이오 분야로 특성화된 화학공학교육으로 ABEEK 인증을 받을 경우에 대한 교육 편재의 안은 다음과 같다. 그 교육목표는 다음과 같이 정의하였다.
1) 화학공학 전공지식을 바탕으로 한 바이오 전문 인력 양성을 위한 교육
2) 국가의 바이오 기술 발전을 선도할 창의적 사고 능력을 가진 인재 양성
교육과정(안)은 졸업학점이 130학점인 경우 화학 공학 전공필수과목을 앞에서 살펴본 기존 화학공학 ABEEK Program 화학공학 전공필수 과목과 동일하 게 편성할 것을 권고하며, 약 30%에 해당되는 바이오 특성화 화학공학 교과목의 예시를 다음 [표 6]에 나 타내었다. 기존 화학공학 ABEEK Program 교과목 Pool(안)에서 아래의 교과목을 추가하고, Pool 내의 교과목 중 적절한 수의 교과목을 삭제하여 바이오특 성화 화학공학 교과목 Pool로 사용하도록 권장한다.
[표 6]에서 언급한 교과목들의 내용은 다음에 간략 하게 나타내었다.
표 6. 바이오 특성화 화학공학 전공 교과목 예시
학년 교과목명 학점 과목구분
1-2 생명과학(생물학) 3 필수
2-1 생명공학(생물공학) 3 필수
생물화학공학실험Ⅰ 2 필수
2-2 생화학 3 필수
생물화학공학실험Ⅱ 2 필수
3-1 생물화학공학(생물공정공학) 3 필수
3-2 분자생물공학 3 선택
생물분리공정 3 선택
4-1 환경생물공학 3 선택
생물정보학 3 선택
4-2 생물화학공학 세미나 또는 3 선택 프로젝트
합계 31 필수(16),
선택(15)
생명과학
21세기를 살아가는 현대인들이 기본적으로 알아야 할 생명의 기원, 세포학, 생화학, 유전학, 발생학, 생태 및 분류학과 같은 생명과학 분야 기본과목을 전반적 으로 다룬다.
생명공학(생물공학)
생명공학의 산업분야 이용에 관한 것을 다루고, 생 명체(미생물, 동식물 세포)를 이용하여 산업화 할 수 있는 생물기술에 관해 강의한다.
생물화학공학실험Ⅰ
생물화학공학에 관련된 기초 실험을 수행한다.
생화학
생물분자들의 상호작용, 대사 및 생합성과 생물에 너지의 원리를 습득한다.
생물화학공학실험Ⅱ
생물화학공학에 관련된 응용 실험을 수행한다.
생물화학공학(생물공정공학)
생화학 제품을 생산해 내는 생물공학 공정에 대한 전달현상론적인 해석과 실제 산업체에서 응용을 다루 는 것으로, 세포성장의 속도론적 해석, 새물 반응기의 전달 현상과 제어, 세포 배양공정의 최적화, 생화학 물 질 분리 공정 및 순수화 공정에 관하여 강의한다.
분자생물공학
생물체의 본질적인 특성인 유전성에 대한 연구를 분자 수준에서 접근하여 강의하고, 분자 수준에서의 유전자의 구조, 발현과정으로부터 단백질 분자 합성, 생체물질의 전달과정 등을 소개하며, 이들 원리를 생 명공학에 응용하는 방법을 다룬다.
생물분리공정
생명공학 제품들을 효율적으로 분리하기 위해 필요 한 전반적인 분리공정을 강의한다.
환경생물공학
미생물을 이용하여 오염물에 의한 자연환경의 질 악화를 예방하거나 에너지를 회수하는 기술을 다룬다.
공학(반응공학, 유체역학)을 미생물학, 분자생물학과 접목하여 폐수로부터 유기물, 질소, 인 등의 오염물 제 거, 메탄가스 생성, 음용수에서 미량독성물질 제거 등 을 강의한다.
생물정보공학
생물체 내외에서의 DNA 및 단백질 서열 분석 등 생물 정보의 생성 및 처리, 응용에 대한 해석과 바이 오칩으로부터 얻어지는 생물 정보의 다양한 통계학적 인 해석 및 공학적인 적용에 대해 다루고, 신경세포에 서의 정보처리 현상에 대한 원리와 방법에 대하여 다 룬다.
생물화학공학 세미나 또는 프로젝트
생물화학공학 분야와 관련된 제반 문제 해결능력을 키우기 위한 실험연구를 수행하고 그 결과를 발표, 토 의한다.
결론
위 내용을 1차 한국화학공학회의 화학공학 특성화 교육 및 특성화에 따른 ABEEK인증 표준 교과목 예 시 안으로 제시하는 바이다. 다만 이 제안이 완벽한 것이라기 보다는 지속적인 의견 수렴과 대안을 제안 받기 위한 첫번째의 작업이므로 본 제안을 기준으로 많은 의견이 제시되고 수렴되기를 기대한다.
가을 학술대회 화학공학교육 포럼에서 많은 의견이 제시되었다. 그러나 대부분의 질의는 본 제안 이후 뒤 이어 연구되어질 새로운 교과목의 구체적인 내용과 교재의 개발, 그리고 설계교과목의 실질적 편성과 운 용 방법에 대한 질의였다. 본 제안이 여러 대학에서 공감대를 형성하도록 의견 수렴 절차를 거친 후 뒤이 어 구체적인 교육 내용 및 그 예시 개발에 관한 연구 가 계속될 것이고 또 설계 교과목의 운용방법 및 각 설계 교과목에서의 open-ended problem들의 개발 연 구가 이어질 것이다.
