본 논문에서는 공학설계입문 교과목에서 공학설계에 대한 흥미를 높이면서 교과목 학습 성과를 높일 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 기존의 교재 내용 중심 강의에서 벗어나 본 교과목의 학습성과인 PO3에 해당하는 설계능력과 PO6의 팀웍, PO7의 의사소통 능력을 높일 수 있도록 학습성과 중심으로 주별 강의 내용을 재설계하였다. 그리고 학습성과별 평가도구를 개발하였고, 평가도구별 측정기준(Rubrics)를 정의하였다. 또한 교과목 학습성과의 달성목표를 정하고 결과를 분석하였다. 교과목 학습성과의 향상과 더불어 설계입문 교과목에 대한 흥미와 만족감을 유발하기 위해서 보봇(Boe-Bot)로봇을 이용한 설계 프로젝트를 진행하였다. 학습성과 평가및 강의 평가를 통하여 이전 강의에 비해 학습성과 향상과 더불어 설계에 흥미가 높아졌음을 확인하였다.
본 연구에서는 충남대학교 환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다. 1. PBL 학습법을 적용한 창의설계입문 교과목은 학습 성과분석 결과, 학생 스스로 문제해결 과정에서 팀워크의 중요성과 팀원으로서의 책임감을 깨닫는 계기가 되었다는 것이 가장 높게 나타났다. 또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다. 아울러 학생들이 스스로 사고하는 능력과 창의성의 중요성, 팀 협동 능력이 향상되었다. 2. PBL 활용 창의설계입문의 교과목 수강을 통해 학생들이 대체로 매우 만족하고 우수하다는 평가가 나타났으며, 특히 교수와 조교의 충분한 의사소통, 역할에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 3. PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다. 4. 그러나 향후 PBL 활용창의설계입문 교과목 교육 시 PBL문제 제시의 수, 충분한 예산 확보 방안, 팀원 간 갈등 예방 등에 대한 체계적인 준비와 개선이 필요하다. 이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.
대학은 교육개선을 통하여 교육 수요자인 학생에게 질 좋은 교육을 제공함으로서 교육 만족도를 높일 수 있으며, 대학 경쟁력을 강화시킬 수 있다. 본 논문에서는 교육개선의 일환으로 2010년부터 시행중인 전문대학교 공학기술교육인증(ETAC) 컴퓨터공학기술 분야에서 필수 이수 교과목인 종합설계의 대학별 운영 사례 비교 분석을 통하여 졸업생역량(PO)의 산학연계형 평가 방안을 제시하였다. 연구 결과, 종합설계 교과목 운영시 담당교수 이외에 산업체 인사가 참여하는 다면평가 방법과 더 나아가 종합설계 교과목 수업 운영으로 현장 실무자가 포함된 팀티칭 방법을 제안한다.
공학교육인증을 실시하면서 설계교육의 중요성을 인지하고 있다. 특히 종합설계의 경우 설계의 기능적 요소와 제한 요소를 반영하도록 하고 있다. 그런데 이전에는 설계교육을 체계적으로 하지 않아서 대학마다 설계교육과 평가방법에 대한 어려움을 가지고 있다. 본 논문에서는 종합설계 교과목 수행절차와 방법을 제시하고 이에 맞는 평가요소와 평가방법을 제시하고자 한다. 설계 수행절차에서는 설계의 기능적 요소와 제한 요소를 반영하여 설계를 진행하는 과정과 이 때 산출되는 결과물을 제시하여 설계 요소가 반영될 수 있도록 한다. 종합설계 교과목에 대한 평가는 팀별 평가와 개별 평가로 나누고 실제로 수행했던 평가 방법을 제안한다.
본 연구는 공학 기초설계 교과목의 교수-학습 방법에 따른 수업 결과를 분석하고, 시사점을 도출하여 실제 기초 설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 서울 소재 A대학교 공과대학 B프로그램 2학년 재학생 총 112명을 대상으로 동일한 교수자가 기초설계 교과목을 프로젝트 중심 수업과 문제 중심 수업으로 운영하여 두개 반의 수업 후 수업결과에 대한 전수조사를 실시하였다. 연구 결과, 문제 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도에서 높은 점수를 나타냈으며, 이러한 결과는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 본 연구 결과에 기초하여 실제 기초설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하였다.
본 연구에서는 동양미래대학 컴퓨터정보공학과의 캡스톤디자인 관련 교과목을 소개하고, 2015년 1년 동안의 운영 사례를 통하여 컴퓨터공학 분야의 캡스톤디자인 모델을 제안한다. 2015학년도 1학기와 2학기에 각각 운영된 '시스템분석설계'와 '졸업작품(종합설계)'에 대한 운영 사례에서 수업 일정과 내용 등을 제시하고, 컴퓨터공학 분야에서 창의적 문제해결 능력을 갖춘 현장실무형 인재양성을 위한 캡스톤디자인의 성공적인 운영을 위해 캡스톤디자인 모델의 수행 단계를 교과목계획, 프로젝트계획, 개발 구현, 결과보고, 학생 및 교과목평가, 교과목환류의 6단계로 제안하며, 각 단계에서의 주요 사항을 제시한다. 본 연구의 캡스톤디자인 모델의 특징은 거시적인 관점에서 '교과목계획'과 '교과목환류'와 같은 사전 사후 단계의 필요성과 중요성을 제시하며, 소프트웨어공학 요소인 프로토타입과 형상관리 등을 활용한다는 점이다.
본 연구에서는 체계적인 공학 설계 교육을 위한 입문 과정으로 개발된 '입문공학설계' 교과목의 내용과 운영 방식을 논의하였다. 이 교과목의 목적은 후속 설계 과목 학습에 필요한 기본 설계 소양을 갖추게 하고 공학에 대한 긍정적인 호기심을 자극하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 수업은 학생들의 능동적인 참여로 이루어지는 수업을 기본 교수 방법으로 하여 창의적 사고 능력과 팀웍기술, 의사소통기술 배양을 위한 각종 설계 및 실습 과제를 개발하였다.
본 논문에서는 워싱턴어코드를 따르는 IT관련 프로그램에서 비용의 문제 또는 교과목 특성상의 문제로 만져볼 수 있는 형태의 설계 프로젝트가 용이하지 않은 교과목에서 설계 프로젝트를 개발하고 2년 동안 실시한 결과에 관하여 논의 하였다. 정보통신공학심화 프로그램의 네트워크설계 교과목을 위하여 실제 장비와 똑같이 동작환경을 설정하고 시험할 수 있는 네트워크 시뮬레이터를 활용하여 2 ~ 3인이 한조가 되어 협업할 수 있는 설계 프로젝트를 개발하였다. 프로젝트는 설계 구성요소와 제한요소가 있는 개방형 문제로 출제하였고 5주 이상 진행하였으며 교과목 성적에 30%를 반영하였다. 결과물의 팀단위 발표평가 및 팀원상호평가, 전 후반기 설문조사, 중간고사와 기말고사에서의 직접평가를 통하여 설계능력을 측정한 결과 학기초에 비하여 크게 향상되었으며 학생들의 만족도가 높음을 확인하였다. 또한 전년도 실시결과 나타난 문제점을 다음해에 반영하여 CQI를 완성하였다.
본 연구는 종합설계 교과목의 교수-학습 방법에 따른 수업결과를 분석하고, 시사점을 도출하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 서울 소재 A대학교 공과대학교 B프로그램 4학년 재학생 총 40명을 대상으로 동일한 교수자가 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업으로 운영하여 두개 반의 수업 후 수업결과에 대한 전수조사를 실시하였다. 연구 결과, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도 결과는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과에 기초하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하였다.
공학교육인증을 실시하고 있는 대학들은 설계 교육의 중요성을 강조하고 있다. 특히 공학 분야의 종합설계 교과목은 설계의 기능적 요소과 제한요소를 반영하여 결과물을 제작하도록 하고 있다. 체계적인 설계 교육도 중요 하지만 종합설계 교과목이 창의적 교육프로그램이라는 측면에서 다학제적 융합 교육 적용의 필요성이 매우 높다. 본 연구는 연구자가 강의한 2019년 공학 계열 종합설계 교과목을 중심으로 교육과정과 공학과 디자인의 융합 적용사례를 기술하였다. 공학과 디자인의 협업을 위해 학생들의 아이디어를 발전시키고 실제 결과물에 적용하기까지의 과정을 기획 및 주제 선정, 콘텐츠 설계, 소프트웨어 설계, 발표 및 평가의 절차로 제시하였다. 결과적으로 학생들에게 작품을 제작하는 데 있어 사용자를 고려한 디자인을 적용하게 함으로써 공학계열의 종합설계 교과목에서 기술에만 치중하지 않고 공학과 디자인의 융합 프로세스의 방법을 제시하였다는데 그 의의가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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