제4차 산업혁명시대의 공학교육 ‘산업체와 함께한 창의적종합설계에서 답을 찾다’

‘공학교육’을 쉽게 풀어 설명한다면 ‘무엇을 어떻게 가르치는가를 고민하는 것’이라 할 수 있다. 최근 강조되고 있는 수요자 중심, 즉 학생중심 교육에서는 ‘학생들이 무엇을 어떻게 배우게 해야 하는가’에 대한 고민으로 귀결될 것이다.

먼저 ‘무엇’에 관련하여 대학의 동태를 살펴보면, 최근 인공지능(AI)과 기계학습, 사이버물리시스템(예: IoT), 가상현실, AR 블록체인 등의 제4차 산업혁명시대 기술이 급격히 발전하면서 이를 다루는 새로운 교과과정이나 교과목을 준비하느라 분주하다.

이러한 기술과 무관해 보이는 전공에서도 기존의 전공영역에 위의 기술들을 프로젝트 형태 혹은 교과의 일부로 다루고 있으며, 나아가 새로운 교과목의 개설까지도 고민하고 있다.

이와 더불어 제4차 산업혁명시대의 공학인재가 가져야 할 역량도 논의되고 있다. 2016년 세계경제포럼에서 제시된 10가지 핵심역량을 살펴보면 문제해결 능력, 비판적 사고, 창의적 사고 능력이 1, 2, 3위를 차지하고 있다. 또한 자주 언급되는 4C능력, 즉 의사소통, 협동, 비판적 사고, 창의성의 배양도 교육과정에서의 숙제가 되어 있다.

산업체가 요구하는 지식과 역량의 미스매치도 공학교육에서 풀어야 할 과제이다. 대학이 특정 산업의 훈련기관이 될 수는 없지만, 어떤 산업에 진출하더라도 이에 필요한 기초 역량을 갖추고 산업현장의 문제에 도전할 수 있는 인재를 양성해야 한다는 부담도 있다.

그렇다면 전공지식과 시대가 필요로 하는 역량을 어떻게 배우고, 습득하도록 해야 하는가?

현재 국내 거의 모든 공과대학에서 수행되고 있는 창의적종합설계에서 그 답을 찾을 수 있다. 창의종합설계에서 학생들은 팀을 이루어 산업체나 연구자들이 제안한 실제적인 공학적 문제를 다루게 된다. 이 문제들은 대부분 답이 정해지지 않은 개방형 문제이며 다학제적 접근을 요구한다.



학생들은 그 동안 축적한 전공지식과 역량을 활용하여 문제를 정의하고, 문제의 해법을 도출하고 시제품도 제작한다. 이 과정에서 학생들은 AI 혹은 IoT와 같은 신기술을 적용하기도 하고, 더불어 과제 기획과 운영, 팀워크 능력과 리더십, 갈등 해결 능력 등을 배양하게 된다. 또한 산업체가 제안한 과제를 수행함으로써 학생들은 산업현장을 간접적으로 체험할 수 있고, 기업은 인재 양성에 직접적으로 참여할 기회를 갖게 된다.

해외에서도 캡스톤 디자인(Capstone Design)이라고 불리는 창의적종합설계가 진행되고 있다. 미국의 경우 많은 사례가 미국공학교육학회 학술대회에서 발표되었는데 가장 눈에 띄는 점은 바로 기업의 적극적인 참여이다. 문제 제시뿐만 아니라 과제의 전 과정을 모니터링하고 학생들을 코칭하고 있는 부분은 매우 부러운 점이다.

이렇게 완성된 과제들 중 우수 과제는 지역예선을 거쳐 본선에서 우수성을 겨루기도 한다.

국내 67개 대학에 개설되어 있는 공학교육혁신센터를 중심으로 거행되는 공학페스티벌인 E2FESTA의 창의적종합설계 경진대회가 바로 그것이다. 창의적종합설계의 우수 사례는 공학교육학회의 학회지인 인재니움에 소개되고 있고 2013년부터 참여한 모든 작품은 한국공학교육학회의 공학교육정보센터(2017년까지)와 인하대학교의 공학교육혁신연구정보센터(2018년 이후)에서 찾아볼 수 있다.

올해의 E2FESTA는 11월 26일부터 27일까지 인천 송도컨벤시아에서 열린다.

국내 90개 대학에서 선발된 145개의 우수팀 뿐만 아니라 아시아의 11개 대학과 미국 1개 대학 등 12개 글로벌 캡스톤 디자인팀도 참여한다. 또한 공학교육혁신센터의 혁신성과전시, AI와 IoT등의 체험관과 공학교육혁신방안 연구성과 발표회도 운영된다. E2FESTA를 통해 제4차 산업혁명시대를 이끌어 갈 공학인재 양성의 필요성과 중요성을 다시한번 확인하고, 학생과 기업의 만남을 통한 산업체 참여 확대로 산업과 교육이 연결되고 일체되는 기회가 되길 기대한다.

/김동호 기자 dongho@sedaily.com