생생한 첨단 해양과학, 연구현장에서 교실로!

2019년도 과학교사 해양관측 실습·연수

KIOST가 보유한 첨단 해양과학 연구 장비와 연구선을 활용하여 전국 초·중·고교의 과학교사들에게 해양과학 교육 역량 강화의 기회를 제공하는 아주 특별한 시간이 마련됐다. 2015년 첫 선을 보인 이래, 매년 큰 호응 속에 진행되고 있는 KIOST의 『과학교사 해양관측 실습·연수』 프로그램은 올해 역시 한 달의 신청기간 동안 많은 교사들의 문의와 지원이 쇄도하였으며, 특히 과학교사 외에도 거제에서 활동 중인 바다해설사와 국립청소년해양센터 운영자들도 참여해 해가 갈수록 뜨거워지는 해양과학 분야에 대한 대중들의 관심과 열기를 실감케 했다.

깊이 있는 해양과학 교육을 꿈꾸는

초·중·고 과학교사들을 위한 KIOST의 특별한 선물

우리나라의 해양과학 교육 수준을 한 단계 끌어올리기 위해 운영되고 있는 금번 연수 프로그램은 지난 1월 8일부터 11일까지 3박 4일간의 일정으로 진행되었으며, 해양과학조사선 이사부호에 직접 승선하여 각종 연구·관측장비를 운용하는 실습교육과 박사급 연구원들의 이론교육, 해양시료도서관 견학 등으로 알차게 구성되었다. 연수 첫 날 경남 거제시의 KIOST 남해연구소에 짐을 푼 참가자들은 이튿날 설레는 표정으로 이사부호에 승선했다. 출항 전 간단한 개회식을 시작으로 본격적인 프로그램이 시작되었는데, 연수를 주관한 KIOST 이희승 스쿨장은 "해양과학 분야의 전문가들과 함께 실습과 이론 교육을 진행하는 금번 프로그램이 참가자들에게 큰 만족감을 주고, 첨단 연구현장의 생생한 모습을 학교 수업에 전달ㆍ반영하여 해양과학기술의 저변확대에 일조하길 기대한다"며 지속적인 관심과 참여를 부탁했다. 이어서 이사부호 운항 중 혹여 있을 수 있는 사고에 대비하기 위해 이시호 일항사가 선내 퇴선 및 비상 신호 절차 등의 안전교육이 있었으며, 배의 심장인 기관실을 비롯해 선내 연구 시설과 장비를 둘러보는 시간이 마련됐다. 참가자들은 '바다 위 연구실'로 불리는 이사부호의 각종 실험실과 첨단 연구 장비들을 유심히 둘러보며 규모와 위용에 감탄사를 연발하였고, 승무원들의 설명을 들으며 저마다 스마트폰 동영상으로 내부를 촬영하기에 여념이 없었다. 학교에서 생물과목을 가르치고 있다는 이영선 교사(이천, 양정여자고등학교)는 "처음 공문을 받았을 때만 해도 이사부호의 규모와 시설에 대해 감이 잘 오지 않았는데, 실제 선내 연구 시설과 장비를 둘러보니 기대 이상으로 놀라울 따름"이라며 "해양과학기술의 최첨단 연구 현장이 바로 이런 곳임을 확연히 체감할 수 있었던 좋은 기회였다"고 소감을 전했다.

사진 1. KIOST 남해연구소에서 이사부호에 승선하는 참가자들 모습

사진 2. 이사부호 선실에서 첫인사를 하는 참가자들

사진 3. 참가자들을 환영하는 이희승 KIOST스쿨장

사진 4. 출항 전 안전교육을 진행하는 이시호 일항사

이사부호에 탑재된 최첨단 연구 장비 및

KIOST의 세계적인 해양 연구 성과 공유

선상실습을 위해 관측정점으로 향하는 동안, 이사부호를 활용한 KIOST의 연구 성과를 소개하는 시간이 이어졌다. KIOST 남해연구소 연구선관측팀 김영준 책임기술원은 원천기술에서부터 상용기술에 이르기까지 해양과학 기술을 통해 국민 행복을 실현하는 KIOST의 역할을 소개하며, 이와 같은 대양연구의 중심에 이사부호가 있다고 전했다. 참가자들은 해저면 지하 3m 깊이에서 발견한 메탄 하이드레이트 및 심해저열수공을 세계 3번째로 발견한 KIOST의 기술력에 상당한 관심을 보이며 질문을 쏟아냈고, 태평양·인도양 등의 대양에서 광물·에너지·생물자원 연구의 괄목할만한 성과를 통해 세계와 어깨를 나란히 하는 KIOST의 열정과 노력에 큰 박수를 보냈다.

사진 5. 이사부호의 연구 성과를 소개하는 KIOST 남해연구소 연구선관측팀

김영준 책임기술원과 적극적으로 질문하는 참가자들 모습

"바다는 경계가 없는 만큼 국가 간 협력이 중요한 분야입니다. 세계 유수 기관과 긴밀한 협력과 공동연구를 통해 해양연구의 새 역사를 만들어 나가고 있는 KIOST는 세계 최고수준의 첨단 장비를 이용해 해양환경의 한계를 극복하고, 바다의 비밀들을 밝혀내는 연구를 진행하며 미래 해양레저산업, 해양구조물, 해양플랜트, 인공섬 개발 등 해양 신산업 분야의 발전을 이끌고 있습니다. 그간의 해양과학 전문연구 기관의 모습에서 한 걸음 더 나아가 차세대 해양과학기술 인재 양성 및 산업계·학계와 연구개발의 협력을 통해 동반성장을 도모하며 글로벌 리더로 발전해 나갈 예정입니다. 창의적 연구와 더불어 후학 양성에 힘쓰는 KIOST의 꿈과 열정이 오늘 같은 배를 탄 여러분과 함께 하기를 바랍니다."

- KIOST 남해연구소 연구선관측팀 김영준 책임기술원 -

센서를 통해 수집된 데이터 모니터링

다중빔 음향 측심기의 다양한 운용 사례 등 소개

이후 참가자들은 두 개 조로 나뉘어 선상실습이 진행되는 드라이 랩(Dry-Lab)과 데크(Deck)로 이동했다. 드라이 랩에서는 인간의 오감 역할을 하는 연구선의 센서들이 실시간으로 보내오는 데이터 현황을 확인할 수 있었는데, 강한구 관측사는 "데크에서 음향장비, 정밀 GPS 등의 데이터를 통해 선상에서 수행중인 연구의 전 과정을 모니터링하고, 이를 기반으로 연구자들이 연구의 방향을 점검, 차년도 계획을 수립한다"며, "이사부호에서 수집된 각종 데이터 정보는 ICT 정보전달 시스템을 통해 육지에 있는 연구실에서도 공유하는데, 필요한 데이터를 실시간 교신을 통해 보다 정확하고 신속하게 확보할 수 있게 됐다"고 설명했다.

사진 6. 드라이 랩(Dry-Lab)에서 모니터를 통해 실시간으로 수집되는 데이터를 확인하는 참가자들

사진 7. 해저지형 자료처리에 대해 강의하는 KIOST 심해저광물자원연구센터 김현섭 박사

곧이어 KIOST 심해저광물자원연구센터 김현섭 박사의 다중빔 음향 측심기(multi-beam echo sounder)를 이용한 해저지형 자료처리에 관한 강의가 진행됐다. 부채꼴형 소나빔을 발산하는 다중빔 음향 측심기는 이사부호의 진행방향을 따라 일정한 폭의 해저지형 자료를 지속적으로 취합하는데, 한 번의 송수신으로 넓은 해역을 조사할 수 있으며 해저지형을 입체적으로 이해하는 것이 가능하다. 김현섭 박사는 다중빔 음향 측심기의 성능뿐만 아니라, 이를 활용한 해저지형 측정·심해광물자원 발굴·구난구조·해양토목 설계 및 시공 관리 등 교사들이 교육 현장에서 학생들에게 들려줄 수 있는 다양한 사례도 꼼꼼하게 설명했다.

사진 8. 남양주 다산초등학교 이명아 선생님

"현재의 교육과정에서는 수심을 측정하는 방법을 교육할 때 수직으로 발사한 초음파의 속력과 왕복시간을 계산하는 것만 가르치는데, 금번 연수를 통해 서로 다른 각도로 복수의 음파를 촘촘히 발사해 해저지형을 획득하는 모습을 보면서 학교 교육과 첨단 연구현장 사이의 괴리감을 느꼈어요. 요즘 학생들은 책상에 앉아 단편적인 지식을 수용하는 것이 아니라, 본인들이 직접 만져보고 체험하는 쪽에 관심을 가지는데 앞으로 단순히 공식을 대입해 값을 구하는 교육이 아닌, 지도·광물자원·건설 등의 다양한 해양과학 활용 사례를 연계한 교육 콘텐츠 및 교구를 개발해 학생들의 상상력을 키울 수 있는 이야기를 들려주며 관심과 흥미를 유도해야겠다는 생각이 듭니다." 

CTD, Grab Sampler 등을 활용한 선상실습

교육 현장에서 활용할 수 있는 시청각 자료 제공

한편, 데크에서는 해수시료 채취 장비(이하 CTD, Conductivity Temperature Depth) 운용 및 퇴적물 채취 실습이 진행됐다. 이사부호에 탑재된 CTD는 20ℓ 부피의 원통 24개가 연결된 해수 채집기로, 수심 6,000m까지 관측이 가능하며 해수의 물성 및 유동을 파악할 수 있는 10여 개의 센서가 창작되어 지구 온난화와 기후 변화 현상 규명 및 미래 해양환경을 예측하는데 필수적인 장비이다. 참가자들은 CTD의 성능과 수집 가능한 데이터의 종류 등에 관한 설명을 들으며 시연을 참관했는데, 해양환경·기후연구본부 김동국 박사는 "수온센서는 빠르게 동작하지만, 염분센서는 해수에 적응하는 시간이 필요하기 때문에, 표층에서 머무르며 안정화 작업을 진행한다"며, "겨울철에는 표층과 바닷물이 섞이기 때문에 수온 그래프가 일직선에 가깝지만, 여름철에는 학교 교과서에 실린 그래프의 모습을 확인할 수 있다"고 설명했다.

이어서 해저에 대한 이해를 넓히기 위해 그랩 채니기(採泥器, 이하 Grab Sampler)를 이용해 해저코어 퇴적물을 채취하는 실습이 진행됐다. 해양방위·안전연구센터 조진형 박사는 환경에 의해 침식 혹은 운반 퇴적 과정을 거치는 해저퇴적물은 해양환경을 이해하는데 필수적인 시료라고 강조하며, Grab Sampler를 운용해 채취한 퇴적물을 함께 만져보며 설명을 이어갔다. 참가자들은 CTD에서 채취한 심해수의 맛을 보거나 차지고 끈끈한 퇴적물 샘플의 촉감을 느끼며 이를 작은 통에 담아갔는데, 교육 현장에서 시청각 자료로 활용할 수 있는 샘플과 콘텐츠들을 다양하게 확보했다는 사실에 무척 뿌듯해했다.

사진 9. 해수를 채취하기 위해 바다에 투하되는 CTD

사진 10. CTD에 장착된 센서들에서 실시간으로 수집되는 데이터

사진 11. Grab Sampler를 통한 해저 퇴적물 채취 방법을 설명하는 해양방위·안전연구센터 조진형 박사

사진 12. Grab Sampler에서 채취한 해저 퇴적물을 담는 모습

적극적인 질문과 토론을 이어가는 참가자들의 열기

한층 발전해 나갈 교육현장의 모습 기대

귀항하는 동안에도 선상실습의 내용을 복기하는 강연을 준비해 참가자들의 이해를 도운 KIOST는 이튿날에는 박사급 연구원들이 해양과학 분야의 연구경험을 바탕으로 강연하는 '물리해양학', '수중음향학', '지질해양학' 등의 이론 수업을 진행했으며, 해양시료의 체계적인 수집·저장·관리를 위해 건립된 KIOST 남해연구소 해양시료도서관의 견학 프로그램도 진행했다. 마지막 날에는 금번 연수의 교육 과정을 즐겁게 되새겨보는 의미에서 퀴즈와 질의응답 시간을 마련했는데, 적극적으로 질문과 토론을 이어가는 참가자들의 열기는 앞으로 한 단계 더 발전해 나갈 교육현장의 모습에 대한 기대감을 절로 느껴지게 했다.

사진 13. 충추 탄금중학교 박세웅 교사

"충추 탄금중학교가 금년에 해양수산부가 진행하는 해양교육연구 시범학교로 선정되면서 해양관련 지식을 익히고 나누기 위한 새로운 콘텐츠가 필요했습니다. 교내에서 학생들이 바다와 가까워질 수 있는 계기를 마련하기 위해 점심시간을 이용한 5분 해양체험 코너를 운영하고 있는데, 오늘 선상실습 시간에 얻은 샘플과 강의 내용들이 일선 현장에서 학생들의 꿈과 상상력을 자극하는데 큰 도움이 되리라 생각합니다. 앞으로도 워크숍 등을 통해 KIOST와 과학·역사·문화·산업 등 해양에 대한 폭넓은 주제로 만남을 이어가고 싶습니다. 좋은 프로그램을 통해 바다의 중요성을 알리려는 KIOST의 노력이 교사들의 열정과 만나 멋진 시너지가 될 것으로 확신합니다."

영상 1. 이사부호 선상 실습영상

미래 해양과학 인재들의 꿈을 지원하는 KIOST의 특별한 선물

주변의 변화하는 자장 속에서 올바른 방향을 찾기 위해 나침반의 바늘은 끊임없이 흔들린다. 국내 최고의 연구중심 인재양성기관으로 거듭나고자 하는 KIOST는 앞으로 금번 프로그램의 교육 대상과 규모를 더욱 확대하고 '해군 단기전문 교육과정', '장영실 주니어 연구단' 등의 탐사 프로그램도 지속적으로 운영해 나갈 계획이다. 해양과학에 대한 국민의 인지도 및 저변 확대를 위해 마련한 KIOST의 금번 프로그램이 일선 교육 현장에 신선한 활력은 물론, 더 큰 바다로 나아갈 미래 해양과학 인재들의 꿈을 지원하는 특별한 선물로 기억되길 바란다.