대학, 기업 및 국 공립 출연 연구소의 연구 활동 종사자는 학술적 연구 및 신기술, 신물질의 개발을 통해 우리나라 과학기술 발전에 크게 기여하고 있다. 그러나 이와 더불어 각종 안전사고에 노출되어 있는 것도 사실이다. 즉, 실험실은 대부분의 작업장 보다 더욱 많은 화재, 폭발 등의 위험에 항상 노출되어 있다. 이는 일반적인 작업장과는 다르게 실험이 종료되면 기존 실험 장치를 철거하고 신규로 다른 실험장치가 설치되기 때문이다. 연구실험실에서 발생한 사고 원인을 분석해 보면, 실험실 기능의 불비, 설비 및 유지관리의 불충분, 실험공간의 협소, 실험 작업 안전에 대한 배려부족, 안전전문가의 부족과 교육훈련체제의 미흡 등을 지적할 수 있으며, 이와 같은 빈번한 사고발생은 우수한 연구 활동 종사자의 연구 의욕을 떨어뜨리고, 건강과 생명에 위협을 느끼게 하고 있다. 본 연구에서는 기존의 실험실 안전관리 체크리스트들을 검토하고, 안전관련 분야에서 사용되고 있는 심의 체크리스트를 조사하여, 대학 및 연구기관 등의 바이오실험실에 사용할 수 있는 표준 체크리스트를 개발하고자 한다. 현재 개발된 바이오 분야 체크리스트는 "연구실험실 공통 체크리스트"에 기반하여 바이오 분야에서 중점 평가할 항목을 심화시켜 구성하였다. 바이오 분야에서 주로 이루어지는 생물 실험 및 동물해부 실험시 안전을 위해 반드시 점검해야 할 총 8개의 세부 점검 항목을 제시하였으며, 실험동물 관리 및 사육실 출입시 안전을 위해 점검해야 할 총 11개의 세부 점검 항목을 제시하였고, 세포, 조직 배양 실험 및 유전자 조작 실험시 안전을 위해 점검해야 할 총 5개의 세부 점검 항목을 제시하였다. 또한 미생물 취급시 안전을 위해 점검해야 할 총 19개의 세부 점검 항목을 제시하였으며, 세균 취급시 안전을 위해 점검해야할 총 8개의 세부 점검 항목을 제시하였고 마지막으로, 바이러스 취급시 안전을 위해 점검해야할 총 5개의 세부 점검 항목을 제시하였다. 실험실 안전은 연구종사자의 올바른 안전의식, 연구관련 부서의 체계적 지원 및 실험실 안전 관련 법령의 완비가 뒷받침 되었을 때 비로소 가능한 일이다. 따라서, 본 연구에서 얻어진 체크 리스트가 이에 기여할 것이라 사료되며, 추후 분야별 실험실 안전관리 실태조사의 지침서로 활용되는데 목적이 있다.
전기실험 관련 인공과학 실험실은 중.고등학교 교과과정의 전기실험을 중심으로 한 임의의 모의 실험을 컴퓨터 상에서 가상적으로 진행 할 수 있도록 한 기존의 인공화학실험실에 기반한 시스템이다. 본 논문에서는 실험 진행을 위해 사용되는 도구 지식을 구조적으로 표현하였으며 실험 진행을 위한 도구간의 공간관계를 정의하였다. 그리고 실험의 전체상태를 나타내는 실험실 상황판의 도구간 관계정보를 통해 생성되는 계산 모델을 설계하였다. 계산 모델은 추론 진행의 조건이 되는 도구의 속성값을 결정하며, 이를 통해 추론을 효율적으로 진행 할 수 있다.
본 논문에서는 클라이언트/서버 분산 환경을 설계하여 전자회로에 대한 웹 기반 가상실험 시스템을 개발하였다. 제안된 가상실험실은 실제 대학에서 운영되는 실험실 환경을 묘사하도록 구현되었기 때문에 학습자들은 실제 실험실 유사한 실험결과를 가상실험실에서 얻을 수 있다. 제안된 가상실험시스템은 원리학습실, 가상실험학습실, 평가학습실 그리고 전체 관리시스템의 4가지 중요한 구성요소로 이루어져 있다. 제안된 가상실험실을 통해 학습자들은 전자회로 실험과 관련된 개념이나 이론을 학습할 수 있으며, 멀티미터나 신호발생기 그리고 디지털 오실로스코프나 DC전원공급기 같은 계측장비의 동작방법을 웹상에서 학습할 수 있다. 또한 가상실험실에서 일어나는 모든 실험 활동은 전체 관리시스템에 의해 데이터베이스에 기록되어 예비보고서 형태로 출력된다. 웹상에서 데이터베이스의 연결은 PHP에 의해 이루어지며 가상실험실 환경은 각 학습자들에 대해 조금씩 다른 결과가 나타나도록 구성하였다. 마지막으로 가상실험실을 운영한 결과 전체 실험시간과 실험장비의 손상율이 감소되며, 교수생산성이나 학습효율이 증가되는 긍정적인 결과를 얻을 수 있었다.
대학, 기업 및 국 공립 출연 연구소의 연구 활동 종사자는 학술적 연구 및 신기술, 신물질의 개발을 통해 우리나라 과학기술 발전에 크게 기여하고 있다. 그러나 이와 더불어 각종 안전사고에 노출되어 있는 것도 사실이다. 연구실험실에서 발생한 사고 원인을 분석해 보면, 실험실 기능의 불비, 설비 및 유지관리의 불충분, 실험공간의 협소, 실험 작업 안전에 대한 배려부족, 안전전문가의 부족과 교육훈련체제의 미흡 등을 지적할 수 있으며, 이와 같은 빈번한 사고발생은 우수한 연구 활동종사자의 연구 의욕을 떨어뜨리고, 건강과 생명에 위협을 느끼게 하고 있다. 따라서, 실험실 안전을 위해서 "연구실 안전 환경 조성에 관한 법률"이 제정되어 2006년 4월 1일부터 시행되고 있다. 본 연구에서는 기존의 연구실험실 안전관리 체크리스트들을 검토하고, 안전관련 분야에서 사용되고 있는 심의 체크리스트를 조사하여, 대학 및 연구기관의 연구소에서 연구활동을 하는 연구원들의 건강과 안전 환경 조성을 위해 실질적이고 효과적으로 사용 가능한 "공통 표준 체크리스트"를 개발하고, 각 연구실험실의 실험특성 중 화재 예방을 위한 화학/화공 분야 표준 체크리스트를 개발하였다. 실험실 안전은 연구종사자의 올바른 안전의식, 연구관련 부서의 체계적 지원 및 실험실 안전 관련 법령의 완비가 뒷받침 되었을 때 비로소 가능한 일이다. 본 연구에서 얻어진 체크리스트가 이에 기여할 것이라 사료되며, 추후 화학/화공 분야의 실험실 안전관리 실태조사의 지침서로 활용되도록 하는데 그 목적이 있다.
많은 공학 연구에서 실제 시스템을 활용한 검증은 매우 중요하다. 특히 제어공학의 경우 개발된 신 이론을 적용 및 검증할 수 있는 실험장비의 확보는 필수적이다. 그러나 현실적으로 적절한 실험장비를 확보하는 것은 비경제적이다. 인터넷을 활용하여 실험장비의 원격실험을 가능케 한 가상실험실은 제어공학 연구에 유용하다. 인터넷의 보급과 함께 가상실험실에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 대부분의 경우가 특정 시스템에 한정된 가상 실험실의 구축에 한정되어 있다. 본 논문에서는 기존 연구와 달리 다양한 실험 장비에 적용 가능하며 다양한 제어 기법을 제공하는 가상실험실의 구현을 제안한다. 제안된 가상실험실은 서버-클라이언트 구조를 가지며 다중 제어 인터페이스로 구현된다.
많은 공학 연구에서 실제 시스템을 활용한 검증은 매우 중요하다. 특히, 제어공학의 경우 개발된 새로운 이론을 적용 및 검증할 수 있는 실험장비의 확보는 필수적이다. 그러나, 현실적으로 적절한 실험장비를 확보하는 것은 비경제적이다. 인터넷을 활용하여 실험장비의 원격실험을 가능케 한 가상실험실은 제어공학 연구에 유용하다. 인터넷의 보급과 함께 가상실험실에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 대부분의 경우가 특정 시스템에 한정된 가상 실험실의 구축에 한정되어 있다. 본 논문에서는 기존 연구와 달리 다양한 실험 장비에 적용 가능하며 다양한 제어 기법을 제공하는 가상실험실의 구현을 제안한다. 제안된 가상실험실은 서버-클라이언트 구조를 가지며 다중 제어 인터페이스로 구현된다.
본 논문에서는 논리회로 실험용 장비 사용법 및 실험 내용에 대한 교육용 멀티미디어 콘텐츠로 구성된 논리회로 가상실험실이 실제 실험 교육에 끼치는 교육효과를 조사하였다. 대학 저학년의 공학 실험의 경우, 실험 회로 및 실험 장비 사용법에 대한 사전 이해가 절실히 요구된다. 그러나 기존의 전통적인 실험환경에서는 실험 장비 사용법 교육의 경우, 장비에 대한 접근성이 제한되어 있고, 짧은 실험시간 내에 다양한 기능을 설명하기에는 많은 제약이 있으며, 실험회로의 다양한 동작에 대한 경험은 실제 실험에서나 가능한 문제점이 있다. 본 논문에서 구현한 논리회로 가상실험실에서는 실제 실험 전에 실습자에게 실제 실험과 같은 환경을 제공하여 사전에 실험 준비를 할 수 있도록 한다. 가상실험실을 활용한 집단과 그렇지 않은 집단인 30명 단위의 두 실험 집단에 대해 가상실험실의 교육효과를 조사한 결과, 가상실험실을 활용한 집단이 한 학기 실험과정에서 평균 8.2% 정도의 실험시간 단축을 보였다.
이 연구는 중등 화학 교사 전문성 및 지향점 제공을 위한 기초 조사로서, 실험 수업을 성공적으로 진행하기 위하여 필요한 화학 교사의 실험 능력에 대한 규명을 목적으로 하였다. 문헌 연구, 교과서 실험 분석, 과학 교사 설문 조사의 결과에 기초한 연구팀의 지속적인 논의를 통하여 연구를 진행하였다. 화학 교사의 실험 능력 규명을 위하여 수집된 자료들을 정리하여 크게 네 개의 단계(실험 수업 준비, 실험 수행 및 정리, 실험실 관리, 실험실 안전 관리)로 나누고, 각 단계별로 실험 능력에 관련된 소영역과 세부 내용 요소를 선별 ․ 수정하여 재배치하였다. 실험실 안전 관리는 실험실 및 실험 활동에서 ‘안전’의 중요성을 강조하기 위해 별도의 단계로 구분하였다. 화학 교사가 갖추어야 할 실험 능력은 실험 수업 지도를 전제로 하여 교사 스스로 실험 수행을 할 수 있는가에 대한 능력으로, 시약 및 측정기기 사용, 시료 준비, 실험 설계, 바른 실험 습관 및 숙련도, 자료 정리, 분석 및 추론, 그리고 실험실 관리 및 실험실 안전 관리에 관련된 능력으로 특정지어 질 수 있다.
가상공간 즉 웹상에서 가상 실험실을 개발하여 공학 실험교육을 수행하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 가상교육의 현실성 부족이라는 문제점의 해결책으로 실시간 원격실험실을 제안하고 구현하였다. 원격실험실은 실험실험 관련 회로 및 장비를 웹상에서 원격 제어하여 실험을 하며, 그 결과 데이터 및 영상 정보를 되돌려 받을 수 있도록 하는 기능을 제공하여 학습자로 하여금 시간과 장소에 구애 없이 현장감 있는 실험학습을 수행할 수 있도록 설계 구현되었다. 서버 클라이언트 환경에서 개방형 JAVA WEB START 기술, FTP 기술, TELNET 기술 등 인터넷 활용 기술을 기반으로 하는 본 논문의 원격 실험실 모듈은 저렴한 비용으로 구현할 수 있고, 실시간 하드웨어 제어와 관련된 다양한 분야의 공학실험교육에 효과적으로 적용할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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