영어 공용어화. 이를 주장하는 이들의 얘기를 들어보면 일견 타당해 보이고, 현실적으로도 다분히 인정할 만 하다. 전 세계 정치, 경제 흐름을 주도하고 있는 미국의 언어임과 동시에 현재로선 전 세계적으로 가장 잘 통하는 언어가 바로 영어다. 따라서 이들의 주장대로 힘들게 영어를 배울 것이 아니라 아예 공용어화 함으로써 일상생활에서 우리말처럼 쓰자는 것은 다분히 현실적이며 타당하다고 할 수 있다. 그러나, 이는 그저 가벼이 생각하고 넘어갈 문제는 아니다. 본질적으로 깊이 파고 들어가면 정체성이라는 측면에서 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문이다.복거일씨의 국제어 시대의 민족어 라는 저서에서 저자는 민족주의의 과다를 우려하며 경제화 시대에 있어서 민족주의는 경제적인 침체를 가져올 수 있고, 미국 주도하의 강력한 지구제국 이라는 말로 전 세계의 대세에 맞추어 우리나라도 획기적인 변화를 가져야 한다고 역설했다. 그러나 우리는 한민족이다. 우리가 왜 영어를 모국어처럼 써야 하는가? 과거 언어를 지켜온 민족들의 위상이 오늘날 어떠한지 살펴보면 가장 큰 예로 이스라엘을 들 수 있다. 그들은 무려 이천년간을 나라를 잃고 떠돌면서도 자신들의 종교와 언어, 관습만은 철저히 지켜왔다. 그리하여, 그 오랜 세월을 떠돌고도 자신들만의 나라를 세울 수 있었고, 그러한 민족주의적 신념이 오늘날 세계 경제에 큰 비중을 차지하고 있는 유태인들이 되었다. 자신들의 정체성을 잃지 않고, 간직하며 살아온 그들이기에 자신만의 영역을 굳건히 지키고, 이루어 가고 있는 것이다. 자신의 나라, 언어, 관습 등을 잃어버린 민족들은 어떠한가? 중국에 속해 있는 군소 민족들은 오랜 세월 중화사상에 젖어 살면서 자신들의 고유한 문화와 언어를 잃어버리게 되었고, 지금은 여전히 중국의 변방에서 중국인이면서 아닌 딜레마에 빠져 힘들게 삶을 영위하고 있다. 지금도 중국에서는 한족들이 정재계의 요직을 차지하고 있고, 변방 약소 민족들에 대한 차별이 엄연히 존재하고 있다고 한다.여기서 우리는 한 번 심각하게 생각해 보아야 한다. 우리가 영어를 모국어처럼 쓰게 될 경우 어떠할까? 우리만의 언어인 한글은 점차 후퇴하고, 언어에 담겨 있는 우리 민족의 역사와 사상은 점차 그 빛을 잃어가게 될 것이다. 그렇게 되면 한민족의 정체성은 어디로 갈 것인지 생각해 볼 때, 이는 참으로 모순이 아닐 수 없다. 단순한 경제 논리로 우리의 정체성을 버린다면, 우리가 미국의 속국이지 대한민국일 수는 없기 때문이다. 너무 극단적인 표현이긴 하나, 충분히 그만한 우려가 들 수밖에 없다.
사교육의 문제점 및 그 해결방안서울 강남의 한 초등학교 5학년 교실에서 일어난 일이다. 학생들이 수업시간에 선생님의 말씀은 듣지 않고 서로 떠들며 장난치고 놀고 있다. 그런데 더욱 이상한 것은 한 두명의 아이가 그런 것이 아니고, 태반의 학생이 그러해서 가르치는 선생님조차 어떻게 손을 쓸 수가 없다는 것이다. 이러한 원인은 바로 초등학교 학생들이 방학기간이나 평소에 사설학원을 이용해서 학교에서 배울 교과 진도를 미리 배워오기 때문이라고 한다. 이러한 현상은 비단 서울에만 국한된 것이 아니라 지금 현재 전국 대부분의 초등학교에서 이러하다고 한다. 이는 전국적으로 만연해 있는 사교육의 한 가지 단편적인 문제에 불과하다. 현재 우리나라는 이 사교육이 전 사회에 걸쳐 전반적으로 만연해 있고, 그에 따른 병폐도 속출하고 있다.왜 사교육이 이렇게까지 극성을 부리게 된 것일까? 그에 대한 원인을 살펴보면 가장 기초적인 문제로 공교육의 미흡을 들 수 있다. 사교육의 문제는 결국 공교육이 학생과 학부모의 욕구를 충족시키지 못함에 의한 현상으로 귀착된다. 소비자보호원의 설문조사에서도 학교수업이 불충분해서(33.1%) 또는 학교수업을 못 따라가서(11.1%) 사교육을 시키는 것으로 드러나 44.2%가 공교육의 미흡을 과외의 원인으로 지적하고 있다.둘째는 학력위주의 사회 구조를 들 수 있다. 대부분의 학부모는 학력이 높을수록 경제적 혜택이 안정적으로 확보된다고 생각하고 있으며, 사회적 명예와 존경 등을 누릴 수 있다고 생각한다. 또한 학력이 좋아야 좋은 배우자를 선택할 수 있고, 고학력자에게 임금, 승진 등의 혜택이 더 부여된다고 생각하고 있다. 즉, 좋은 대학을 나와야 인생에서 성공할 수 있다는 인식이 사교육의 과열을 부추기고 있다고 할 수 있다.셋째, 사교육비 증가의 가장 근본적인 원인은 바로 수능시험과 학교시험에 있다고 할 수 있다. 대부분의 대학이 수능시험 결과를 총점의 60%정도 반영하고 있으므로 수능시험에서의 고득점 여부에 대학입학여부가 결정됨으로써, 수능시험에서의 과도한 경쟁이 지나친 과외비 지출을 초래하게 된다. 또한, 학교내에서의 잦은 시험은 경쟁적인 선행학습 요인을 발생시켜 과외수요를 유발시키고 있다. 전체 수업일수의 10%가까이가 시험일수(내신시험과 수능모의고사 등)라는 것은 이에 대한 반증이다.아울러 대학의 수시모집 또한 지나친 과외열풍의 한 축을 맡고 있다고 할 수 있다. 학생 선발의 다양화를 위해 수능시험 성적순이 아닌 특기 적성을 기준으로 신입생을 뽑는다는 수시모집의 취지가 과잉경쟁으로 변질돼 이러한 사교육비 증가를 부추기고 있는 것이다. 격주간 입시타임스 가 고교생 1078명을 대상으로 조사한 바에 따르면, 수시모집에 대비해 사교육비를 지출하겠다 고 답한 고3생이 10명중 6명이나 돼 수시모집이 오히려 사교육시장만 더 키운 것으로 나타났다.이러한 사교육비의 지출로 인해 발생하는 문제는 정치, 경제, 사회, 문화의 네가지 측면에서 살펴볼 수 있다. 첫째, 정치적으로는 계속적인 과도한 사교육비 지출이 줄어들지 않으면 필연적으로 공교육의 부실함을 사교육에서 충족하려 할 것이다. 또한, 열악한 공교육 환경은 더 이상 국민들의 신임을 얻지 못하므로 차후의 교육정책에서도 무관심을 불러일으키는 것은 필연적이라 할 수 있다. 그러므로 결국에는 교육부나 국가에서 지향하는 정책은 실효성을 잃어버리게 될 것이다.둘째, 경제적으로 경제를 살리기 위한 자본이 과다하게 사교육비로 지출되면 국가 경제는 어려움에 직면할 수도 있다. 만일 사교육비 지출로 인해 국가발전에 도움이 되는 우수한 인재를 양성할 수 있다면 사교육비 지출은 긍정적일 수도 있지만, 지금 현재 우리나라에서는 사교육비 지출이 인재양성보다는 단순히 진학을 목표로 하고 있기 때문에 자본 낭비일 수 밖에 없다. 따라서, 사교육비는 필요로 하는 인재양성만을 위한 효율적이고 합리적인 교육재정에만 사용되어야 한다.셋째, 사회적으로 교육이라고 하면 우리나라에서는 기회의 균등을 추구한다. 그러나 현 실태는 민주주의의 이념에 위배되듯이 부가 축적된 사람만이 사교육을 받게 되고, 그렇지 못한 사람은 오히려 상대적 위화감에 빠진다. 이는 결국, 사회적 화합에 큰 걸림돌로 작용할 것이다.넷째, 문화적으로는 지나친 과열 입시위주 경쟁으로 인해 나타난 과외로 배움의 본질은 무시된 채 교육은 진학을 위한 도구로 생각하게 될 수 있다. 나아가 그렇게 수련된 지식은 돈을 벌기 위한 수단으로밖에 보이지 않을 가능성이 있어 진정한 진리탐구는 불가능하게 될 것이다.그렇다면, 이러한 사교육의 증가를 막을 수 있는 방안에는 무엇이 있을까? 이는 두가지 측면 즉, 개별학교에서의 대처방안과 국가차원에서의 대처 방안으로 찾아볼 수 있다. 먼저 개별학교에서 살펴보면 첫째, 전인적 평가방식의 도입을 들 수 있다. 지금 우리 학생들을 평가하는 기준은 오로지 성적에 의해서만 순위가 매겨진다. 따라서 성정에 최대 초점이 맞춰지기 때문에 좀 더 우수한 성적을 얻기 위한 방편으로 과외를 이용할 수밖에 없게 된다. 그러므로, 이제 우리 교육에서 평가 방식을 성적위주의 평가는 지양하고, 전인적인 평가방식의 도입이 필요하다.둘째는 각 일선학교에서 방과후 다양한 교육활동을 개발하여 활성화시켜야 한다. 사교육이 거의 모두 잠식하고 있는 미술활동이나, 체육, 음악활동을 이제는 공교육으로 융화시킬 필요가 있다. 학교에서 수업을 모두 마치고 과외 교습소나 학원에 가서 하던 활동을 공교육을 담당하는 학교에서 방과후에 시행하면 그만큼 사교육활동도 줄일 수 있다. 하지만, 중요한 건 사교육에 비해 질적으로나 양적으로 충분히 만족되는 교육이 되어야 할 것이다.
토목 교과에 대한 이해1. 자신의 교과는 학문, 예술, 기능으로서 어떠한 내용적 체제를 가지고 있는가?- 학문 : 모든 교과가 그렇듯이 기초부터 시작하여 전문적인 단계로 넘어간다. 특히 수학 에 큰 초점을 맞추고 있으며, 이에 컴퓨터라는 응용분야를 포함한다. 수학이라는 기초 위에 역학을 입혀 체계적인 학문체제를 이룬다. 또한 크게 측량학과 역학 부분으로 나뉘어져 있으며, 역학에서도 재료역학, 수리역학, 토질역학 등 세부적 으로 나뉘게 된다.- 예술 : 토목교과는 그다지 예술과는 가깝지 않다. 그러나 교량의 설계나 터널의 설계 등에 있어서 약간의 미적 감각을 요구하고 있다. 따라서 제도라는 부분에서 이 미적 감각이 요구된다. 즉 제도에 있어서 예술적 부분을 찾아볼 수 있고, 체계 적인 부분은 아직 미개척이다.- 기능 : 학문과 병행하여 비슷한 체제를 가진다. 기본적인 측량부터 시작하여, 복합적인 측량, 역학실험, cad이용과 같은 고난이도의 분야로 확대된다. 고등학교 교과에 서 토목 교과라는 것이 기능에 큰 초점을 맞추고 있기 때문에 이 분야는 학문과 함께 체계적인 교과과정을 가지고 있다.2. 자신의 교과는 세계와 인간의 이해, 가치의 창조나 문제 해결에 있어서 어떤 특징적 기능을 하는가?- 세계와 인간의 이해 : 토목 교과는 인문학적인 측면에서 살펴볼 수 있다. 역사가 증명 하듯 서로 다른 인간사회간의 교류는 토목의 발전과 함께 활성화되었으며, 이를 통해 세 계는 서로의 단점을 보완, 문화교류로 인해 더 큰 발전을 가져왔다. 바로 다리역할을 하 게 된 것이다. 때문에 그런 점에서 볼 때, 미지의 세계에 대한 탐구의 욕구, 더 높은 경 지를 이루고자하는 발전의 욕구 등 인간의 욕구를 충족시켜주는 기능을 가지고 있다. 바 꾸어 말하면, 토목의 발전사가 곧 인간의 더 넓은 세계로의 욕구를 알 수 있게 해 준 것 이다. 더불어, 문명의 혜택으로 보다 안락하고 편리한 삶을 추구하려는 인간의 마음도 알 수 있다.- 가치의 창조나 문제 해결 : 토목 교과는 정신적이기 보다는 물질적이라고 할 수 있다. 고로 가치의 창조나 문제 해결 역시 물질적인 면에 주로 열쇠를 제공했다고 할 수 있다. 자연 재해를 당했을 때나 자연의 난관에 봉착했을 때, 토목은 그 실마리를 제공했고, 이 로 인해 사람들은 보다 안전한 삶을 누릴 수가 있었다. 또한 상호교류에 지대한 도움을 줌으로 인해 물질적 가치를 창조하고 발전시키는 데 있어서 큰 힘이 되었다는 것은 두 말 할 것도 없다.3. 자신의 교과는 다른 교과와 어떤 점에서 구별되는가?- 가장 큰 특징은 그 기능에 있다 하겠다. 다른 교과들이 주로 지식의 습득, 이해, 발전, 즉 진리 탐구에 그 주된 목적을 갖고 있다면, 토목은 습득, 이해, 발전, 기능의 숙달, 즉 진리 탐구보다는 어떻게 하면 보다 정확한 설계, 시공, 안전성 등 물질적인 측면이 더강하다 할 수 있겠다.4. 자신의 교과는 탐구 방법적 특징은 무엇이며, 원리와 기법은 어떤 것이 있는가?- 특징 : 학문 자체의 탐구보다는 실기 교육 위주의 교육이다.- 원리 : 이론의 습득부터 실기 능력의 숙달에 이르기까지 체계적인 반복숙달이 그 원리 라 할 수 있다.- 기법 : 반복숙달, 많은 시청각 자료, 실제 답습 등 실제적인 체험교육 위주.5. 자신의 교과는 역사적, 철학적, 사회과학적 측면에서 어떻게 이해될 수 있는가?- 역사적 : 고대사에 있어서 토목이란 교과는 체계적인 교과도 없었고, 집업면에 있어서 도 천시 받았지만, 역사를 되돌아 볼 때 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 소위 땅따먹기 식의 제국 역사 속에서 토목은 역사의 발전이란 측면에서 지대한 공 헌을 했다.- 철학적 : 철학자가 역학자요, 수학자요, 예술가요, 의사이던 고대 그리스 시절, 토목은 그 교과자체가 갖는 의미 자체는 없었지만, 사람들의 무관심 속에서 묵묵히 인 간생활의 편리를 위해 애써 왔다.- 사회과학적 : 문화의 교류, 인간과 인간과의 교류, 산업의 교류에서 토목은 그 초석을 다져왔다. 이러한 측면에서 토목교과는 인간세상에 있어서 공기와 같은 존재라 할 수 있다.- 한마디로 토목교과는 그 교과 자체의 의미는 미약했지만, 그 공헌도를 생각해 볼 때 다 른 많은 교과들과 더불어 인간의 친구로 설명될 수 있을 것이다.6. 자신의 교과는 다른 교과와는 어떤 관련을 가지고 있는가?- 같은 기능분야인 건축과 가장 큰 관련을 가지고 있다. 토목공사이후에 건축공사가 들어 가기 때문에 자재유통 체계도 거의 동일하고 자신의 교과를 배우기 위해 필요한 다른 학 문, 특히 수학 분야에 있어서도 많은 공통점을 가지고 있다. 수학분야에 있어서는 아주 깊은 관련이 있다. 수학의 기초 위에 역학을 배우고, 이를 통해 토목의 발전이 이루어졌 다고 할 수 있다. 특히 수학교과내의 미.적분, 미분방정식 등은 토목에 있어서 없어서 는 안될 부분이다.7. 자신의 교과는 일상적 생활세계(정치, 경제, 산업, 종교, 예술)와 어떤 관련을 가지고 있는가?- 정치 : 역사적으로 수많은 국가들은 통치체제수단으로서 도로를 정비하여 군사 운용에 신속함과 일사불란함을 추구해 왔다. 현재에 있어서는 국민들의 신뢰를 얻기 위 하여 토목분야에 관련된 편의시설(도로, 지하철 등)들을 많이 건설하고 있다. 정 치적인 면에 있어서 토목의 발달로 강한 정치력을 행사할 수 있다는 것은 앞의짧은 예만 가지고도 느낄 수 있을 것이다.- 경제 : 기간산업의 육성을 통해 우리나라는 비약적인 발전을 이루어왔다. 여기서 가장 크게 작용한 것은 무엇인가? 이 기간산업 육성의 주된 골자는 무엇이었는가? 바 로 토목공사였다. 도로의 정비, 항만, 공항 등 운송 산업의 기초가 되는 이러한토목공사들이 발전의 주된 모체가 된 것이다. 또한 교량, 터널등은 우리나라 지 형적 특징을 극복하는 데 큰 일조를 하였다. 경제적인 면 역시 토목에 대한 의존 도가 매우 크다는 것은 자명한 일이다.- 산업 : 앞서 경제와 비슷한 얘기로 우리나라의 비약적인 발전은 바로 교통망의 확충이 었다. 그 예로 경인고속도로와 경부고속도로를 완공함으로써 인력, 대지, 자본의 삼박자가 완벽하게 갖추어질 수 있었고, 이로써 내수 시장의 활성화로 엄청난 산 업발전을 가져왔다.- 종교 : 이 면에 있어서는 토목분야가 조금 취약하다고 생각한다.- 예술 : 마찬가지로 이 분야 역시 토목의 역할은 미미하다 하겠다. 그러나 종교와 예술 의 전파는 어떻게 이루어졌는가를 생각해 볼 때 그 가치는 큰 것이라 할 수 있 다. 종교와 예술의 전파는 바로 사람의 왕래, 즉 도로, 항만 등의 발달과 함께 이 루어졌다.
유체의 점성과 비점성▲ 유체의 기본개념1. 유체란?유체란 흔히 액체+기체라고 말할 수 있다. 하지만 좀더 물리적으로 정확한 정의가 필요하다. 가령 한여 름에 녹아서 흘러내리는 아스팔트는 유체일까 아니면 고체일까? 또한 손으로 눌러짜는 치약은 유체일까? 유체란 한마디로 말하자면 아무리 작은 힘이라도 가해지면 변형하는 물질이다.2. 연속체란?우리가 유체역학을 공부할 때 제일처음에 하는 가정은 유체가 연속체라는 것이다. 우리가 사는 자연의 대부분의 현상은 몇 개의 미분 방정식으로 설명을 할 수가 있다. 물론 미분방정식을 유체입자 하나하나에 대하여 적용할 수가 있습니다. 유체가 만일 연속체가 아니라고 가정한다면 어떨까? 매우 작은 공간이라 할지라도 셀 수 없이 무수한 분자가 있다. 이 분자 하나하나에 미분방정식을 풀어야 한다면 계산이 불가 능해 진다. 따라서 우리는 유체를 연속체라고 가정을 한다. 즉 매우 작은 공간에 무수히 많은 분자가 있 어서 마치 유체가 연속적인 성질을 가진다는 것이다. 이로부터 우리는 유체입자를 정의할 수 있다. 유체 입자란 수학에서 나타내는 점이 아니다. 점은 부피가 존재하지 않는 가상의 존재이나 유체입자는 매우 작 은 부피를 가지는 입자이다. 물론 정의하기 나름이겠지만 유체입자 하나가 몇백만 개의 분자를 가질 수도 있다. 그리고 이 유체입자가 가지는 공간 이내의 온도는 일정하다고 볼 수 있다. 좀더 공학적으로 명확히 정의를 하기 위하여 다음의 두가지 조건을 만족하는 것을 우리는 연속체라고 가정을 한다.분자간의 충돌시간이 매우 작을 것유체가 일정한 밀도 이상을 가질 것3. 유체 역학유체의 제반 물리적 성질과 behaviour를 역학적으로 해석하는 학문정지 상태에 있는 유체에 대한 역학적인 해석이 유체정력학이며, 유동유체의 운동방정식에 의제반 역 학적인 관계를 다루는 것이 유체동력학이다.4. 유체 역학의 발달 과정뉴튼, 베르누이, 율러 등이 유체 역학의 이론 정립에 크게 기여, 당시 수학자나 물리학자들에 의한 이론들은 수학적인 것에 치우쳐 점성작용한 힘)만곡면(彎曲面)의 반지름을 R1, R2라 하고 각 방향으로 작용하는 장력을 σ라고하면, 미소면적 dxdy 에 작용하는 힘의 평형방정식은 다음과 같이 압력차 (pi-p0)와 표면장력 σ로써 나타낼 수 있다.{(p sub i- p sub 0)dxdy = 2σdysinα+2σdxsinβ에서 α와 β는 매우 작은 값이므로,{sinα=dx over 2R sub 1, {sin β=dy over 2R sub 2로 놓을 수 있으므로{p sub i-p sub 0=σ({1 over R sub 1+1 over R sub 2})원통형 액체 내외부 압력차이와 표면장력과의 관계{2RLΔp = 2 σL{Δp =σ over R물방울의 내외부 압력 차이와 표면장력과의 관계{πR sup 2 Δp=2πRσ{Δp = 2σ over RBubble의 내외부 압력 차이와 표면장력과의 관계{R sub 1 ≒ R sub 2 = R{(p sub 1 - p sub 0)πR sup 2=σ·2πR×2{(p sub 1 -p sub 2)=4σ over R〈모세관 현상〉표면장력이 나타나는 하나의 현상이다. 이를 이해하기 위해서는 먼저 응집력과 부착력 의 차이점에 대하여 이해를 해야 한다. 응집력이란 동종의 분자들끼리 서로 끌어당기는 힘 (inter - molecular force)를 말하고, 부착력이란 이종의 분자들끼리 서로 잡아당기는 힘을 말한다. 간단한 예로 수은이 있는 그릇에 모세관을 넣었을 경우 수은은 비중이 크므로 같은 수은끼리 잡아당기는 힘이 무척 크다. 이로 인하여 모세관 안에서의 형상을 보면 수은이 볼록하게 표면을 형성하는 것을 알 수가 있 다. 이와 반대로 물에 모세관을 넣은 경우 물끼리 잡아당기는 힘보다 물과 모세관이 잡아당기는 힘이 더 크다. 따라서 모세관 안의 물의 형상이 오목하게 보이는 것이다. 내경이 작은 모세관을 액체의 표 면에 수직하게 넣었을 때, 액체 자유표면의 응집력과 고체면에 대한 부착력의 차이에 의하여, 관내의 액체표면과 자유표면 사이의 높이 차이를 보이는 현상으로 응집 획을 긋는 결실을 맺게 된다. 레이놀즈는 1883년 아래 그림과 같은 실험을 통해 유동의 층류와 난류를 구분하는 척도로 자신의 이 름을 따라 명명된 무차원수인 레이놀즈수(Reynolds number, Re)를 제시했다.2. 점성의 정도 - 레이놀즈수(Re)레이놀즈수(Re)는 유동 속도에 의한 관성과 점성의 비로 표시된다. 이와 같은 레이놀즈의 무차원수의 개 념은 이후 역학 전반에 지대한 영향을 미치게 된다. 아래 실험에서 보이는 가지런한 층류와 무질서한 난 류로의 중간과정을 천이(transition)라 하여, 유동은 상술한 층류, 천이, 난류의 세 영역으로 나뉘게 된다.{레이놀즈의 실험장치를 사용하여 재현된 관내 유동의 구분실험층류 : 유체역학에서 사용되는 용어로서 유체의 이동 상태가 매우 완만하여 유체가 얇은 층을 형성하여 층과 층이 미끄러지면서 상호 뒤섞임이 없이 질서정연하게 같은 방향으로 흐르는 상태를 말한다. 난류 : 유체역학에서 사용되는 용어로 유체의 층과 층 사이에 속도가 달라지므로 인하여 가상적인 유체 층이 파괴되어 인접 유체와 시간적·공간적으로 불규칙하고 격렬하게 혼합되며 흐르는 상태를 말 한다. 또한 유체의 흐름이 층류와 난류의 중간 정도로 흐르는 상태를 천이류라 한다.속도가 증가하여 유체의 관성이 커지면 레이놀즈수(Re)는 증가하게 되고, 같은 속도라도 유체의 점도에 따라, 예로 기름과 같이 점도가 큰 유체는 같은 속도의 물에 비해 레이놀즈수가 작은 값을 가지게 된다. 아래 그림과 같이 수돗물의 유량이 적으면 매끈한 층류 유동을 보이다가(왼쪽그림) 유량의 증가로 유동의 속도가 증가하면 레이놀즈수(Re)가 커지면서 난류 유동으로(오른쪽 그림) 바뀌게 된다.{수돗물의 유량에 의한 층류와 난류3. 경계층 이론점성 유동의 해석은 경계층에 대한 해석이라고 해도 과언이 아닐 만큼 점성 유동에서 경계층의 존재는 중요하다. 경계층(boundary layer)이란 유동과 고체표면 혹은 성질이 다른 유동과의 경계로부터 점성의 영향이 지배적으로 미치는 영역을 로도 명확한 이와 같은 현상을 비점성유동 해석으로는 설명할 수 없다.{넓은 경계층의 박리영역을 가지는 익형점성유체역학은 이외에도 자동차 차체의 에어로다이나믹 설계, 터보기계의 해석 및 설계 등 많은 분야에 응용되고 있으며, 근대 유체역학에서 유동에 대한 이론적 해석과 실제 사이의 차이를 좁히는데 주도적인 역할을 해오고 있다.{자동차를 지나는 유동4. 항공기에 대한 응용1) 항공기와 난류,층류.층류흐름 제어기술(LFC-Laminar Flow Control)은 1930년대부터 시작되었으며 많은 나라에서 이에 대 한 연구가 이루어지고 있다. 즉 날개표면의 압력구배를 변화시켜 경계층의 불안정성을 안정되도록 하 는 자연층류흐름(NLF-Natural Laminar Flow)기술이 연구되기 시작하였고 NACA에서는 6자 계열의 층 류흐름 날개골을 개발하였으며 이와 동시에 흡입에 의한 경계층 제어기술도 개발이 되었다. 이러한 기 술들은 1960년대에 미국의 X-21항공기에 적용되어 층류흐름에 대한 비행시험이 있었고 이 비행시험 의 결과 슬롯방식의 경계층 흡입기술은 비행중에 경계층내에 층류흐름을 형성시키는 효과가 좋았으나 실제로 설계 제작 상에서 날개 표면을 매끈하게 가공하는 기술과 또 이 면을 비행 중에 계속 유지시키 는데 문제점이 있었다. 이러한 문제점들은 대학 연구소와 산업체가 협동으로 연구한 결과 많이 개선되 어 비행 중에 층류흐름을 만들 수 있도록 날개표면의 질을 높이고 유지하도록 개선이 되었다. 또한 혼 합형 층류흐름방식 즉 날개스파의 앞부분에서는 흡입에 의한 층류흐름을 만들고 후방에서는 자연 층류 흐름을 만드는 혼합방식을 사용하여 점성항력을 감소시켰고 이 기술은 무착륙 세계일주 비행에 성공한 Voyager 항공기의 날개에 적용이 되었다. 초음속 비행기에서의 층류흐름 제어는 차기의 연구과제가 된다. 초음속에서 층류흐름이 실질적으로 유지될 수 있는지 또는 경제적으로 그럴 가치가 잇는지는 현 재 연구중에 있다. 그러나 M=4∼5정도의 속도로 비행하는 여객기에서는 천음속항력감소 의 효과가 있음을 확인하게 되었다. 이러한 접착테이프의 개발로 기계 가공으로는 불가능한 0.15㎜의 Riblet 홈을 만들 수 있게 되었으며 또한 비행기의 기체표면에 부착할 수 있게 되었다. 그러나 이 테이 프도 장시간 태양자외선에 노출되면 퇴화되어 형태가 변하고 또 대기에 쉽게 오염이 되는 결점이 있으 며 유압액이나 연료가 접촉하면 변질되기 때문에 이러한 문제점들에 대한 개선 연구가 시도되고 있다.2 LEBU 장치Riblet과 다른 방식의 난류제어 장치로 LEBU 장치가 있는데 이 장치는 날개나 동체면의 경계층 외부 에 얇은 판의 리본을 부착한 것으로 난류경계층 밖에 형성된 큰 소용돌이가 이 얇은 판과 동체표면 사 이를 통과하면서 붕괴되어 작은 소용돌이로 변화되게 함으로써 점성마찰항력을 감소시키는 것이다. 큰 소용돌이가 작은 소용돌이로 변화되는 시간이 길기 때문에 점성마찰 항력효과가 나타나는 위치는 경계 층 두께의 100배 후류에 위치하게 된다. 미국의 MIT공대와 Notre Dame 대학에서 행해진 수치해석 연 구결과 LEBU장치는 날개표면으로부터 양력이 발생하는 효과가 있으며 LEBU 장치가 양의 받음각을 가 질 때 점성마찰항력의 감소효과가 있음을 발견하였다. 그러나 LEBU 장치가 어떠한 기능을 가지고 있는 지는 완전히 해명이 안된 상태이고 세계 40여개 대학과 연구소에서 연구중에 있으며 연구결과 약10% 의 점성마찰항력 감소의 효과가 있다는 것이 발표되고 있다.▲ 비점성 유체역학1. 비점성 유체역학이란?실제의 모든 유체는 마찰에 의한 점성을 가지지만, 이론적 전개나 문제의 단순화를 위해 점성을 무시하 고 유체를 다루기도 한다. 이렇게 하면 지배방정식의 복잡한 점성항이 사라지고, 실제와 거리는 있지만 짧은 시간 안에 적은 노력으로 문제를 해결할 수 있다. 공학적 문제는 불필요한 노력과 시간의 낭비를 막 기 위하여, 대상을 단순화해서 풀어봄으로써 통찰력을 얻은 후 필요한 만큼의 실제현상의 복잡성을 첨가 하여 다시 풀어나가는 경우가 많다. 유체역학다.
1. 수업 매체의 선정가. 수업 매체의 개념1) 수업 매체의 필요성- 백문이 불여일견!!- 학생들에게 보다 구체적인 학습 경험을 부여하기 위해서는 시청각 자료를 비롯하여 여러 가지 교수·학 습 자료를 다양하게 활용하여야 함2) 수업 매체의 뜻과 종류◇ 수업 매체(instruction media)- 교수-학습 과정에서 송신자인 교사와 수신자인 학습자 사이에 정보를 전달하여 상호간에 의사소통을 가능하게 하는 수단과 방법(광의)- 수업에 활용되어질 수 있는 모든 기기와 자료(협의-교사, 칠판, 책, 모형, 지도, 그래프, 만화, 도식, 차 트, 신문, 잡지, 사진, 슬라이드, 동사진, 테이프 레코더, 텔레비전, 컴퓨터, 융판, 전시회, 표본, 그림, 기 타 인쇄물, 실물)- 교육자료, 교재, 교구, 교육기재, 시청각기재, 교육매체 등과 학습환경까지도 포함- 교육의 목적을 효율적으로 달성하기 위해 활용되는 모든 매개 수단과 방법들◇ 수업 매체의 특성1 고정성 - 어떤 사물이나 일어난 상황을 기록·고정화하여 보존함으로써 재현가능2 조작성 - 사물이나 일어난 상황의 형태를 여러 가지로 조작가능(예:촬영 후 슬로우비디오로 재생)3 확충성 - 시간·공간에 제약받지 않고 동시에 많은 사람들에게 같은 사실을 전달가능◇ 수업 매체의 기능1 매개적 보조기능 - 학습자가 지루해하지 않도록 도와주고, 동기를 유발시켜 적극적인 학습태도 형성2 정보전달기능 - 시간·공간의 제약없이 다감각적으로 정보를 전달3 학습경험 구성기능 - 학습할 내용인 동시에 경험을 구성하는 기능을 획득하기 위한 대상물4 교수기능 - 효과적으로 구성·활용하여 학습자의 지적기능을 개발◇ 수업 매체의 효과1 내용의 신중한 선택과 조직2 동일한 경험 제공으로 수업의 표준화3 학습이론을 적용하여 학습이 보다 상호 작용적으로 이루어짐4 학습에 요구되는 시간단축, 학습의 질 향상5 원하는 시간·장소에서 학습이 가능6 교사의 역할이 긍정적인 방향으로 변화7 학습에 대한 긍정적인 태도를 갖게 하여 학습의 효율성 증진◇ 자극의 형각적 매체 가 활용되어야 한다. 어린 학습자는 행동에 의해서 또는 직접적인 경험에 의해서 학습이 이루어지지만 성인 학습자의 경우는 대리 경험이나 관철, 더 나아가 언어적인 형태로 학습이 이루어진다는 것이다.참고 문헌 : 교수매체의 제작과 활용, 주영주, 최성희 공저, 남두도서, 1999, P.20- 학습 과제에 알맞은 매체가 어떤 것인지 명확한 이론적 혹은 경험적 근거를 제시 못하고 막연한 판단 에 따르고 있는 실정2) 수업 매체 선정의 이론적 근거와 방향- 학습목표에 맞는 자료를 적절히 골라 사용해야 한다.- 과거의 수업 매체 선정의 이론적 근거인 Dale의 경험의 원추- 최근의 수업 매체 선정의 이론적 근거인 기억 구조 모형- 기억 구조 모형은 다음 세 가지 질문에 대한 대답을 기초로 선정 고안해야 한다.1 그 매체가 어떤 기억 조직을 만들 것인가?2 어떤 학습 활동이 그 기억 조직을 가장 잘 형성할 것인가?3 바람직한 학습 결과를 낳는 주된 기억 조직과 어떻게 효과적으로 연결을 시킬 수 있는가?{※ Heinich의 ASSURE모형 (1996) : 매체를 효과적으로 활용하는 것을 보증하기 (assure)A Analyze Learns 학습자 분서S State objectives 목적 진술S Select Methods, Media, Materials 방법, 매체, 자료의 선택U Utilize Media and Materials 매체와 자료의 활용R Require Learner Participataion 학습자 참여E Evaluate and Revise 평가와 수정참고 문헌 : 교육공학의 이론과 실제, 김신자, 이인숙, 양영선 공저, 문음사, 1999, p.693) 수업 매체 선택시 고려사항1 학습목표 달성의 적합성2 교육 내용과 관련된 효과의 정도3 학습자의 이해 수준, 흥미, 관심에 적합성4 자료 활용에 소요되는 시간과 전체 학습 시간과의 관계 고려5 가격과 구입 문제 고려6 작업 장소, 시설, 시간 등의 고려{※ 교수자료 선정기준1정확성 2적절성 3범위 4구체적이며 직접적인 경험을 준다.2 시간이나 공간의 제한을 받지 아니한다.3 개념 형성을 용이하고 정확하게 해준다.4 학생들의 흥미와 주의를 집중시킬 수 있다.{※ 모형의 특성1 크기를 조절할 수 있다. 2 시간과 공간을 초월할 수 있다. 3 내부구조를 보여줄 수 있다. 4 구체적인 제시가 가능하다.5 생략과 편집이 가능하다. 6 자작이 가능하며, 학생들의 참여도를 높일 수 있다.※ 디오라마- 전시자료의 일종으로서 박물관에서 널리 이용(직육면체의 한 쪽 앞면을 잘라 내고 속에 반달 모양의 배경을 설치한 유형)- 특성1 제작이 용이하여 교사가 자작가능, 저렴한 비용과 제작과정에 학생들을 직접 참여시켜 흥미 유발2 사실적인 환경의 재현 가능으로 인상적인 학습 도모3 전개되는 장면에 대한 해설을 녹음하거나 설명서를 준비하면 학생이 직접 보고 느낄 수 있어 큰 학습효과 발생참고 문헌 : 교수매체의 제작과 활용, 주영주, 최성희 공저, 남두도서, 1999, P.116∼119※ 실물- 실제의 물건으로서 학습 장면에서 구체성을 띠고 학습에 대한 흥미를 유발할 수 있다.- 장점1 학습자의 흥미유발 2 학습자가 직접 관찰하고 실험하며 확인 3 학습자에게 정확한 이해와 지식을 갖게 함4 구체적으로 실험하고 관찰할 수 있기 때문에 미숙한 학습자의 지적훈련에 적합참고 문헌 : 실기교육방법론, 류윤석 저, 동문사, 2000, p.193나. 칠판- 칠판의 형태에 따른 특징1 고정 칠판 : 활용하기 쉽고, 늘 이용가능2 이동 칠판 : 방의 어느 위치에나 또는 방에서 방으로 이동 가능3 접는 칠판 : 고정 칠판을 설치할 공간이 부적당할 때 활용- 칠판의 장점1 거의 모든 교실에서 쉽게 이용될 수 있다.2 상대적으로 활용하기 쉽고 편리하다.3 학생과 교사에 의해 광범위하게 활용될 수 있다.4 설치비가 저렴하고 분필만이 소비 품목이기 때문에 유지비도 적다.5 중요 요점을 강의하고 요약하는 데 적당하다.- 칠판의 단점1 많은 양의 자료를 취급할 수 없다.2 세부적이고 복잡한 그림을 그리기가 어 선으로 그리는 초보적인 시각물참고 문헌 : 교수매체의 제작과 활용, 주영주, 최성희 공저, 남두도서, 1999, P.103∼106※ 칠판이 갖추어야 할 조건1 칠판의 색과 글씨가 뚜렷한 대조를 이루어야 한다.2 칠판 표면이 반사되지 않게 해야 한다.3 글씨가 깨끗이 지워져서 얼룩이 남지 않아야 한다.4 칠판은 교사와 학습자들의 손이 쉽게 닿을 수 있는 위치에 있어야 한다.참고 문헌 : 실기교육방법론, 류윤석 저, 동문사, 2000, p.195다. 융판- 활용 목적에 따라 적당한 크기의 합판이나 두꺼운 종이의 표면에 털이 나 있는 천을 붙여 그 위에 각종 교수·학습 자료를 붙여 사용하는 것.- 융판의 특징1 간단한 교재물, 2 융통성, 3 시간 절약, 4 적응성, 5 색깔, 모양 다양, 6 주의 집중, 7 경제적- 융판 사용시 주의할 점 : 학생들이 보기에 쉽고, 잘 이해할 수 있게 해야 함, 자료 보관에 주의{※ 자석판 : 재료의 발달로 프란넬과 같은 천을 사용하지 않고 대신 부직포를 이용한 게시판에 부직포자료를 이용하거나 자석판에 자석을 붙인 부직포자료 또는 코팅자료를 이용한다.※ 유의사항1 너무 무겁지 않게 만든다. 2 요란한 색이나 희미한 색상의 사용은 피한다. 3 색지, 포스터 컬러를 사용한다.4 털실을 사용할 수 있다. 5 충분히 크게 만든다. 6 보관, 정리할 수 있도록 관리한다.※ 참고 문헌 : 교수매체의 제작과 활용, 주영주, 최성희 공저, 남두도서, 1999, P.107∼109라. 괘도- 한 장씩 떼어쓰는 자료철- 사용 기법1 매직 펜, 연필, 유성 연필을 사용하여 색도 조절의 효과를 높인다.2 글자와 그림은 충분할 정도로 크게 한다.3 학생들의 시야를 가리지 않도록 한다.4 괘도 자료를 향하여 설명하는 것은 피하도록 한다.5 게시 기법을 활용한다.6 자주 활용되는 괘도 자료나 도표는 잘 보관해 둔다.{※ 괘도의 장점1 가볍고 간단하게 접을 수 있어서 이동이 간편하여, 여러 장소에서 다양한 용도로 쓰인다.2 괘도에 있는 자료를 몇몇 개인이나 도록 하여야 한다.2 사용하고자 하는 슬라이드를 사전에 시사하여 보아야 한다.3 정확하고 순서적인 영사를 제사하여야 한다.4 사후 지도 및 학습 결과에 대한 평가가 있어야 한다.{※ 슬라이드의 특성1 확대된 영상을 정지된 상태로 볼 수 있다.2 화면상의 세부적인 내용도 관찰할 수 있다.3 카메라로 쉽게 찍을 수 있어 제작하기가 용이하다.4 간단히 조작하면서 제시할 수 있다.5 복사가 가능하며 가격이 비교적 저렴하다.6 정사진이지만 연속적인 동작이나 내용의 학습에 효과적이다.7 제시 순서를 조정하기 쉽고 제시의 속도 조절이 가능하다.8 빠르게 진행하거나 앞뒤로 움직여서 반복이 가능하다.참고 문헌 : 교육 공학의 이론과 실제, 김신자, 이인숙, 양영선 공저, 문음사, 1999, p.118나. 투시물 환등기- OHP의 주요 구조1 광원부 - 영사 전구, 반사경2 광학부 - 집광 렌즈, 반사경, 영사 렌즈3 냉각 장치 - 송풍기4 자료대 - 투명 유리판- 교육적 특징1 밝은 교실에서 활용이 가능하다. 2 학습자와 대면해서 학습 진행이 가능하다.3 트렌스페런시 자료와 종류가 많고 다양하다. 4 다양성 있는 학습 진행이 가능하다.5 자료 제작이 편리하다. 6 자료 활용과 관리가 편리하다.7 기계 조작이 간편하다.{※ TP의 활용방법1 판서법 2 부분제시법 3 겹치기법 4 실물영사법 5 형광판 사용참고 문헌 : 교육 공학의 이론과 실제, 김신자, 이인숙, 양영선 공저, 문음사, 1999, p.116다. 실물환등기- 불투명체의 상을 반사광선에 의하여 확대 투영할 수 있는 교수매체, 책이나 자료를 그대로 사용할 수 있 는 것- 교육적 가치1 자료의 수집이나 제작 용이, 2 저렴한 비용, 3 피사체의 확대 영사 가능,4 제시물의 범위가 넓고 원색대로 제시가 가능 5 스크랩식 편집에 의한 계통적 학습 지도 가능6 기계 조작 간단- 주의점1 완전한 암막 시설 요망, 2 30분 이상 투영 시 냉각 요망, 3 7m 영사 거리 유지 4 교재의 분류 정리4. 시청각 매체가. 녹음기- 소리