본 연구에서는 과학교육 연구자와 과학교사를 비롯한 과학교육자들의 발명교육에 대한 인식을 조사하였다. 과학교육자들의 발명교육에 대한 인식 조사 도구는 과학교육에서 발명교육의 필요성, 과학교육과 발명교육의 관련성, 과학교사들을 위한 발명교육 연수 요구도 등으로 구성하였다. 연구 대상은 과학교육 연구자 52명과 과학교사 67명으로 총 119명이었다. 설문 조사 결과 과학교육자들은 과학교육에서 발명교육을 포함하는 것에 대해서 상당히 긍정적으로 인식하고 있었으며, 과학교육과 발명교육은 매우 관련성이 높게 인식하는 것으로 나타났다. 발명교육에 대한 현재 이해 수준이 평균을 약간 상회하여 그리 높지 않았으며, 과학교육에서 발명기법의 활용을 위해 과학교사들을 위한 발명교육 연수가 필요하다는 인식을 갖는 것으로 나타났다. 대부분 과학교육자들은 발명교육이 과학과 교육과정에 직접적으로 포함되기 보다는 비교과 활동에서 우선 시행하는 것을 선행할 필요가 있다는 의견을 제시하였다. 또한 실생활 연계, 공학적 설계 및 창의적 사고 등의 측면에서 발명기법이나 발명 교육전략을을 활용한다면 과학교육에도 도움이 되리라 생각된다.
본 연구는 '교육방법 및 교육공학' 수업에서 중등예비교사에게 요구되는 창의역량 강화와 학업도전 변화를 확인하는데 목적이 있다. 이를 위해 중등예비교사 94명이 한 학기 동안 융합수업지도안 작성 및 수업시연으로 진행되는 프로젝트 학습에 참여하였다. 설문지는 지은림, 주언희(2012)가 개발한 창의적 인재 역량측정도구와 배상훈 외(2015)의 학부교육 실태조사(K-NSSE)의 학업도전 사전-사후 설문을 실시하였다. 데이터 분석은 IBM SPSS 18.0 프로그램을 이용하여 대응표본 t 검정을 수행하였다. 연구결과는 다음과 같다. 창의역량에서는 '고차적 사고력', '문제해결능력', '호기심', '감수성', '과제집착력', '사회 가치추구', '협동 및 배려'가 유의미하였다. 학업도전에서는 '고차원 학습'과 '학습전략'이 유의미하였다. 이를 바탕으로 융합교육, 융합수업을 일반화하여 수업하기 위해서는 다양한 융합수업설계, 지도안 작성, 실천연구와 반복적인 융합수업의 효과를 검증하며 수정 보완 과정의 필요성에 대한 시사점을 논의하였다.
본 연구에서는 조별과제 시 발생할 수 있는 무임승차자, 학생들 간의 갈등, 학생들 간의 적대감 형성 문제를 해결하기 위하여 직무배정을 통한 조별과제 수행방법을 제안한다. 특히, 직무배정을 통한 과제 수행이 조별과제에 대한 동료평가 시 발생하는 역효과를 개선할 수 있는지 고찰한다. 본 연구에서는 공학교육의 설계 교과목에서 학습자를 한 조당 일곱 명으로 구성하고, 조원 별로 각각 상이한 직무를 부여하여 한 학기 간 과제를 진행하였다. 결과적으로 변화된 조별과제 수행방법이 무임승차자, 학생들 간의 갈등, 학생들 간의 적대감 형성 문제에 미치는 영향을 학생들의 평가를 통해 고찰한다. 본 연구에서 제시한 직무배정을 통한 조별과제 수행 방법은 무임승차자 문제의 해결에 효과가 있었으며, 특히 동료평가 방법을 적용한 경우와 대비하여 학생들 간의 갈등 발생을 줄이고, 적대감 형성을 예방하는 효과가 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서 제시한 조별과제 수행방법을 교육과정의 조별과제 수행 시 적용하면 과제 수행 과정의 효율성을 높일 수 있을 것이다.
본 연구에서는 강한 내구성을 지닌 자동차 타이어용 압력센서를 개발하기 위해 박막 물질로서 적용될 티타늄 멤브레인의 기계적 특성이 연구되었다. 제작공정으로 기존의 마이크로 머시닝공정과 적층 공정기술이 동시에 적용되었으며, 티타늄 멤브레인 기반의 압력 센서가 설계, 제조 및 특성화 되었다. 마이크로 머시닝 공정을 통한 티타늄 멤브레인과 기판의 접합 제조과정은 30분 동안의 20 MPa의 압력과 $200^{\circ}C$의 온도과정 후 $24^{\circ}C$에서의 냉각으로 진행된다. 각각의 압력센서 표면은 니켈 도금된 후방전극이 기판 위에 마이크로 소자로 조립되었다. 제작과정에서 발생한 잔류응력을 예측하기 위해 유한요소 해석이 적용되었다. 또한 티타늄 멤브레인의 외부 압력하에서 변형에 의한 처짐이 계산되었다. 제작된 장치의 민감도는 $10.15ppm\;kPa^{-1}$ 였고 이때의 정전용량 변화량은 0.18 pF, 압력 범위는 0-210 kPa 였다.
국내 평생직업능력개발 체계는 국가직무능력표준(NCS: National Competency Standards)을 중심으로 변화를 추진 중이다. NCS 중심의 직업훈련 체계가 성공적으로 정착하고 제 기능을 발휘하기 위해서는 고등교육의 중심인 4년제 대학에도 잘 적용되어야 한다. 그러나 4년제 대학의 경우 교과과정의 현장성 부재 문제가 지속적으로 제기되어 있고, 새롭게 출범한 대학연계형 일학습병행제 계약학과는 NCS기반의 자격을 교육과정의 중심에 두고 운영하도록 되어 있으나, 한국 기업의 현실을 고려한 표준모델의 부재로 인해 대학들이 신규 가입을 주저하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 현재 운영 중인 코리아텍 일학습병행대학을 연구대상으로 하여 NCS기반 자격과 연계된 한국형 일학습병행대학의 표준모델을 개발하고, 이를 코리아텍 일학습병행대학 내 "기계설계공학과"에 실제 적용한 사례를 보인다. 또한 NCS기반 일학습병행대학 표준모델의 성공적 확산에 요구되는 다양한 시행방안을 관련 법 제도의 틀 안에서 도출하여 제시한다. 이러한 결과는 한국형 일학습병행대학의 확산을 촉진하고, 대학 및 기업의 참여동기를 제고하며, 궁극적으로는 NCS기반 일학습병행대학들이 평생직업능력개발의 한 축을 담당하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 텍스트 마이닝 기반의 토픽 모델링 웹 애플리케이션 모델을 제안한다. 웹크롤링 기법을 활용하여 키워드를 입력하면 요약된 논문 정보를 파일로 저장할 수 있고 또한 키워드 빈도 분석과 토픽 모델링 등을 통해 연구 동향을 손쉽게 확인해볼 수 있는 웹 애플리케이션을 설계하고 구현하는 것을 목표로 한다. 제안 모델인 웹 애플리케이션을 통해 프로그래밍 언어와 데이터 분석 기법에 대한 지식이 부족하더라도 논문 수집과 저장, 텍스트 분석을 경험해볼 수 있다. 또한, 이러한 웹 시스템 개발은 기존의 html, css, java script와 같은 언어에 의존하지 않고 파이썬 라이브러리를 활용하였기 때문에 파이썬을 기반으로 데이터 분석과 머신러닝 교육을 수행할 경우 프로젝트 기반 수업 교육 과정으로 채택이 가능할 것으로 기대된다.
다양한 역량을 기를 수 있도록 설계한 역량 기반 전공 교과목이 늘어나고 있다. 여기서 역량이란 핵심역량 혹은 전공능력, 공학교육인증의 프로그램 학습성과, NCS의 능력단위 등을 포함한다. 교육부의 대학 기본역량 진단 평가에서는 모든 전공 교과목이 해당 학과의 전공능력을 제고할 수 있도록 편성 운영할 것을 요구하고 있으며, 공학교육인증을 운영하는 학과의 전공 교과목은 프로그램 학습성과와 연계되어야 한다. 또한, 능력중심사회가 강조되면서 대두된 NCS(National Competency Standards)를 교육내용으로 구성하여 전공 교과목을 능력단위에 기반하여 개발 운영하기도 한다. 다양한 형태의 역량 기반 전공 교과목은 관련된 역량이 향상될 수 있도록 교육하고, 수행의 과정과 결과를 모두 고려하여 학생들이 어느 정도의 성취 수준을 보이는지 확인할 수 있는 역량 평가 방식을 선정하여 교육성과를 측정해야 한다. 이에, 본 논문에서는 역량과 연계된 전공 교과목에서 교육성과를 측정하기 위해 사용되고 있는 역량평가 유형을 살펴보고, 교과목 단위에서 다양한 형태의 역량을 종합하여 측정하는 평가방법을 제안하고 이를 전공 교과목에 적용한 사례를 제시한다.
상이한 특성을 가진 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인에 대한 전체적인 동작을 통합적으로 교육하는 것은 용이하지 않다. 현재 블록체인의 개념과 동작을 위한 교육은 대부분 비트코인, 이더리움과 같은 퍼블릭 블록체인을 대상으로 하고 있다. 그러나 실제 기업환경에서는 사용자에 대한 인증을 통하여 기업 데이터에 접근통제를 하기 때문에 하이퍼레저패블릭(HLF)과 같은 프라이빗 블록체인이 활용되고 있다. HLF 기반으로 교육하는 경우에는 피어, 오더러, 채널 등 퍼블릭 블록체인에 없는 다양한 구성요소에 대한 이해가 필요하다. 본 논문에서는 이와 같은 구성요소의 기능과 동작에 대한 효율적이고 체계적인 이해를 위하여 실습프레임워크를 설계하였다. 설계된 프레임워크은 HLF 네트워크제어 체인코드제어 탈중앙화소프트웨어(Decentralized Application, dApp) 제어기능으로 구성되어 있다. 프레임워크을 통하여 네트워크을 구성하고 체인코드의 배포 및 활성화 후 dApp 실행과정을 단계적으로 확인하였고 블록체인 서비스를 위한 전체 흐름을 이해하는 것이 매우 용이하였다. 또한 향후 네트워크의 확장 등에도 전체 흐름에 대한 체계적인 이해가 가능할 것으로 기대한다.
사용자의 계정 정보를 관리하고 NFC(Near Field Communication)와 OTP(One Time Password)를 이용한 이중 보안 시스템을 제안 하고, NFC의 1m 미만의 범위 내에서 인식하는 특징과 NFC 자체의 높은 보안성을 이용하여, 사용자 인증 단계를 강화한 결과물은 4년제 학부체계의 전자공학 전공에서 2인 1조로 1년 6개월 동안 진행한 졸업작품 설계과정에서 이루어졌다. 본 학회의 학술대회를 포함하여 국내 전문학회 학술발표대회 및 논문경진 대회에 3회 참가하여, 중간 결과들을 발표하였고, 지도교수가 포함된 6인의 전공교수들에 의한 3차 심사단계를 거쳐 졸업 작품으로 합격하였다. 합격된 사항은 발표논문 체계로 구성하여 합격한 다른 인원들과 함께 졸업 논문집을 발간하였다. 이러한 단계를 거쳐 얻어진 설계 및 제작의 경험을 통해, 자신감을 얻고 취업 기회를 적극적으로 모색하는 성장의 단계를 갖는 계기가 되었으며, 취업을 통해 공학교육을 실천하는 하나의 방법론을 제시하였다.
본 연구는 디자인씽킹을 활용한 수업에서의 창의적 문제해결 경험을 살펴보기 위해 서울의 A대학에서 2018년 2학기 정규수업으로 개설된 공학제품 설계 수업에 등록한 1학년 학생 37명(남 27명, 여 10명)을 대상으로 실시되었다. 본 연구에서 창의적 문제해결력은 창의적 성향과 문제해결력으로 나누어 살펴보았으며, Hotelling's T-square test와 t-test를 통해 사전-사후의 창의적 문제해결력 차이를 살펴본 결과, 창의적 성향 중 인내와 열정, 유머, 호기심, 진취적 성향이, 문제해결력 중 문제해결 행동이 유의미하게 증가된 것으로 나타났다. 이어, 성찰일지를 통해 창의적 문제해결의 과정을 살펴본 결과, 디자인씽킹의 공감하기와 프로토타입 및 테스트 단계에서는 문제해결을 위한 활동이 보다 많이 나타나고, 정의하기/발상하기와 아이디어 내기 단계에서는 창의적 활동이 보다 많이 나타나는 것을 확인해 볼 수 있었다. 본 연구의 결과는 디자인씽킹을 통해 창의적 문제해결력이 항상될 수 있음을 나타내주며, 효과적인 디자인씽킹 활용 수업을 위한 교수적 지원이 뒷받침되어야 함을 시사해 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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