자연대의 이색 전공 교과목

자연대 홍보기자단 자:몽 5기 | 권세은, 정승리

자연대에서는 자연과학의 각 분야를 전공하고자 하는 학생들이 해당 분야에 대한 전문적인 지식을 쌓을 수 있도록 하기 위한 다양한 전공 교과목 수업이 개설된다. 이번 기사에서는 자연대 학과별 이색 전공 교과목에 대해 살펴보며 각각의 교과목이 가진 독특한 수업 내용과 방식 등에 대해 소개하고자 한다.


1. 수리과학부 - 카오스와 동역학계

 ‘카오스와 동역학계’는 수리과학부에서 열리는 4학년 전공선택 과목이다. 케플러 운동이나 야릇한 끌개, 극한 사이클 등 혼돈계와 관련된 동역학적 개념을 상미분방정식의 정성적 성질을 바탕으로 풀이한다는 점이 특징적이다. 생태계와 같은 생물학적 개념을 미분방정식으로 설명하고, 코딩으로 문제를 푸는 과제가 있다는 점 또한 이 강의의 독특한 점이다. 이 강의는 매년 1학기에 개설되며, 정해진 선수강 과목은 없다. 하지만 미분방정식, 특히 해의 안정성 판단에 대한 선행 지식이 있다는 가정 하에 수업이 진행되므로, ‘미분방정식’ 또는 ‘미분방정식 및 연습’을 선수강하는 것이 필히 요구된다. 교재로는 ‘Differential Equations, Dynamical Systems, and an Introduction to Chaos (Morris W. Hirsch 외)’ 등을 사용한다. 수업을 들은 학생들의 수강 후기 중에는 “미분방정식의 풀이법이 ‘미분방정식’ 수업에서 다룬 것과 크게 다르지 않아 아쉬웠다”는 의견이 있었으나, “수학에 대한 기초를 잡아주는 동시에 혼돈계 개념을 강의하는 것이 인상 깊었다”는 평도 있었다.


2. 통계학과 - 표본설계 및 조사실습

 통계학과에서 개설되는 ‘표본설계 및 조사실습’ 강의는 2학년 학부생들을 대상으로 열리는 전공선택 과목이다. 실생활에서 활용할 수 있는 다양한 표본설계와 추정이론을 학습하는 것을 목표로 한다. 이 강의에서 다루는 표본설계 관련 이론에는 층화다단추출법, 회귀추정 중복추출법, 반복추출법, 시계열상의 표본추출법 등이 있다. 학생들은 각 기법을 활용한 표본설계 과정에서 표본의 크기를 추정하고 표본의 최적배분 및 상대효율을 측정하는 원리를 익힐 수 있다. 또한 실전적인 표본 분석 기술을 갖추는 것을 목적으로 진행되는 야외통계조사실습에서는 실제 통계 자료를 활용한 표본 조사 및 분석과 사례연구에 대한 세미나를 실시한다. 이를 통해 학생들은 다른 과목에서는 경험하기 어려운 표본 분석의 실제적 활용 과정을 몸소 체험해 볼 기회를 갖는다. 이 강의를 수강하기 위한 선수강과목은 없으며, 강의는 주로 2학기에 개설된다. 교재는 Richard LScheaffer의 ‘Survey Sampling’을 사용한다. 수업 내용 중 심화 개념이 포함되어 있어 다소 난이도가 높다는 수강 후기도 존재하지만, 수강생들은 대체로 만족스러운 강의평을 남겼다.


3. 물리·천문학부 물리학전공 - 기초현대물리실험

 ‘기초현대물리실험’은 지난 해 2학기에 신설되어 올해로 두 번째 개설을 맞이한 물리·천문학부의 물리학 전공 과목이다. 2학년 학부생들을 대상으로 하는 전공선택 과목이지만, ‘전자학 및 계측론’을 듣지 않은 2019학년도 이전 입학생은 졸업을 위해 이 과목을 필수로 수강해야 한다. 기초현대물리실험은 ‘물리학실험 1/2’, ‘중급물리실험 1/2’과 같은 여타 실험 과목들과 달리, 풍부한 역사적 함의를 지닌 물리학 실험의 개념을 이해하고 해당 실험을 직접 재현해보는 것에 초점을 둔다. 수강편람에서 공개된 교과목개요에 따르면, 이 강의에서는 주로 빛의 양자화, 물질의 파동성과 입자성, 원자 분광학 등 미시적 관점의 현대 물리학 개념을 설명한다. 이에 따라 흑체 복사 실험, 밀리컨 기름방울 실험, 플랑크-헤르츠 실험 등이 수업 시간에 다루어질 수 있다. 지정된 선수 과목은 없으나, 미시 물리학의 이론 지식을 더욱 함양하고 싶다면 1학기마다 개설되는 ‘현대 물리학의 기초’를 먼저 수강할 것을 권장한다.


4. 물리·천문학부 천문학전공 - 천문관측 및 실험 1, 2

 물리·천문학부 천문학전공에서 열리는 ‘천문관측 및 실험’은 3학년 대상의 전공필수 과목이다. 이는 천체 관측에 관련된 실질적인 지식을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 교내 천문대(46동)의 장비로 직접 관측을 수행하고 결과를 분석해볼 수 있다는 점에서 이색적인 과목으로 꼽힌다. 매년 1학기에 개설되는 ‘천문관측 및 실험 1’에서는 1m 광학망원경을 이용한 측광 관측법을, 2학기에 개설되는 ‘천문관측 및 실험 2’에서는 별빛의 스펙트럼을 얻는 분광 관측법을 다룬다. 수강생들은 실제 천문학계에서 어떻게 연구가 이루어지는지 배우는 만큼 강의가 쉽지 않았다는 후기를 밝혔다. 그러나 한편으로는 “담당 교수님께서 알기 쉽게 설명해주셔서 따라갈 만했다”는 강의평도 있었다. 이 강의의 선수 과목으로는 또 다른 천문학 전공 과목인 ‘항성과 항성계’, ‘은하와 우주’가 있다. 또한 천체 관측 결과를 처리할 때 기본적인 파이썬(Python) 코딩 능력이 필요하므로 ‘전산 천문학’ 등의 프로그래밍 활용 강의를 먼저 수강하는 것이 권장된다.

‘천문관측 및 실험 수업’에서 촬영한 천체 사진 (사진=물리·천문학부 천문학전공 황중현)

5. 화학부 - 무기화학 1

 화학부에서 개설되는 ‘무기화학1’은 3학년 학부생들에게 수강이 권장되는 교과목으로, 원래 전공 필수 과목이었으나 2021학번 이후부터 전공 선택 과목으로 전환되었다. ‘무기화학1’에서는 분자의 대칭성을 바탕으로 오비탈을 분석하고, 오비탈을 통해 분자 고유의 특성을 설명하는 원리에 대해 학습한다. 또한 공간 상에서 나타나는 대칭성이 유사한 착물끼리 하나로 묶어 분류한 방법론인 군론, 빛을 이용해 분자의 종류를 파악하는 방법의 일종인 라만 분광법 등을 다루며 분자의 화학적 · 물리적 특성을 관찰하고 분석하는 원리를 익힌다. 해당 과목은 1학기에 개설되는 교과목이며 정해진 선수강 과목은 없다. 과제로 출제되는 문제의 양이 다소 많고 난이도가 높다는 강의평이 많으나, 수강생들은 화학 연구에 대한 폭넓고 심화된 지식을 얻을 수 있었다는 수강 후기를 남기기도 했다.


6. 생명과학부 - 생물학야외실습

 생명과학부의 ‘생물학야외실습’은 2학년 학부생들을 대상으로 개설되는 강의로, 원래는 전공 필수 과목이었으나 2019년 이후 입학생부터 해제되었다. 이 강의는 3박 4일간 국립 생태원과 광양 학술림을 견학하며 식물, 동물, 미생물 등으로 구성된 생물계의 다양성을 직접 관찰하고 이해하는 것을 목표로 한다. 실습 첫째날에는 국립 생태원을 방문해 열대, 한대 등 다양한 기후 조건에 따라 나타나는 생물들을 관찰한다. 이후 남은 일정 동안 광양 학술림에 머물며 식물, 동물, 미생물 등의 분류군에 속한 다양한 생물을 채집, 관찰, 동정한다. 식물군 조사는 초본, 목본의 채집 · 동정으로 이루어지며 동물군 조사는 어류 · 조류 · 포유류 관찰 및 야간 등화채집을 통한 곤충 조사로 이루어진다. 또한 버섯을 채집해 균류의 생물학적 특징을 파악한다. 그리고 탐구 결과를 함께 공유하며 분류군에 대한 분석 및 동정을 시행하고 각 분류군의 생태적 중요성에 대한 토론수업을 진행한다. 3박 4일 간의 실습 일정이 끝난 후에는 채집하고 관찰한 결과를 정리한 포트폴리오를 작성한다. 2022학년도 여름학기에 ‘생물학야외실습’을 수강한 한 학생은 그동안 생활 속에서 발견하지 못했던 생물들이 우리 주위에 수없이 많이 존재함을 깨닫는 기회가 되었다며 만족스러운 수강 후기를 밝혔다. 


7. 지구환경과학부 - 해양선상실습

 ‘해양선상실습’은 지구과학부만의 특색 있는 수업으로 유명한 4학년 전공선택 과목이다. 이름에서부터 예상할 수 있다시피 이 강의에서는 직접 배를 타고 바다에 나가 실제 해양 조사에 이용되는 다양한 연구 기법을 학습한다. 해양선상실습을 수강하는 학생들은 한 학기 동안 해양 관측 준비부터 4박 5일 간의 선상 실습, 시료 채취와 자료 분석까지 일련의 연구 과정을 경험한다. 이 과정에서 학생들은 용존산소(DO), 유색 용존 유기물(CDOM)을 비롯하여 대상 해역의 해양학적 특징에 대한 이해를 넓힐 수 있다. 수강생들이 남긴 강의평에 따르면, 수업은 해양학과 화학에 대한 기본 지식만 있다면 어렵지 않게 따라갈 수 있는 수준으로 진행된다. 학기말 발표를 제외하고는 과제나 시험이 없어 부담 없이 들을 수 있다는 것도 이 강의의 또 다른 장점이다. 해당 수업은 매년 1학기에 개설되며, 정해진 선수강 과목은 따로 없다.