• 공학교육연구
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• 제9권2호
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• pp.34-51
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• 2006

21세기 지식기반사회의 공학기술자들에게는 전공분야 지식은 물론이고 창의적 사고, 협업능력, 의사 소통능력, 리더쉽 등의 공학기초능력이 요구되고 있다. 공학분야 인재 육성을 책임지고 있는 공과대학도 시대적 요구를 반영한 공학기초능력이 포함된 교육과정 개발에 대해서 고민하고 있다. 이번 연구에서는 공학교육의 질적 제고를 위해 적용되고 있는 국내외 엔지니어증 프로그램 관련 자료를 비롯해서 영국엔지니어링위원회의 UK-SPEC, 호주엔지니어링협회의 EA 기준/핸드북, 미국의 직업정보망 O*NET의 자료를 활용해서 바람직한 공학기술자에게 필요한 공학기초능력을 규명하기 위하여 공학기초능력을 구성하는 핵심요소들을 도출하였다. 추출된 핵심요소들은 인문사회학적 공학소양능력(HSS), 창의공학설계능력(CED), 엔지니어의 자기계발능력(ECD)과 같이 3개 대영역으로 범주화하고, 각각의 범주와 핵심요소들에 대한 산업현장 엔지니어의 델파이조사로 공과대학에서 육성해야 할 공학기초능력을 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.610-616
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• 2018

세계적으로 다양한 창의융합교육 연구가 이루어지고 있으나, 문제중심학습 바탕으로 한 창의융합교육의 연구는 미미한 실정이다. 공학적 인재양성을 위한 STEAM 교육 개발연구에서도 윤리의식 및 배려심, 협동심, 리더십, 소통 능력 등 인성적 요소를 중요하게 인식하고 있다. 본 연구는 현대 사회에서 요구하는 창의 융합형 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 마케팅과 상업영어 교과간 융합 수업 모형을 개발하였다. 융합 수업의 과정에 대한 모형을 개발하여 수업과정 관련 교과 선정, 주제 선정, 수업설계, 수업 지도안 작성 및 문제 개발, 융합 수업 전 과정에 대한 논의, 수업 실행, 수업 평가의 단계를 설계하여 수업이 진행된 후 평가를 하였다. 마케팅과 상업영어 교과간 융합 수업을 위한 문제를 개발하여 몽골 대학에서 적합한 교육 환경을 도입하고자 한다. 빠르게 변화하고 있는 지식기방 사회에 요구하는 인재를 양성시키길 필요성에 따라 과학 기술의 융합을 통해 창의적 융합인재를 양성한다는 전략이 몽골대학에서도 계속 이루어져야 한다. 현재 상황에서 무엇보다 "창의력"이 강조되고 있기 때문이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.217-228
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• 2018

본 연구는 초등학교 수학-과학 교과 내용을 중심으로 인문과 예술, 공학, 기술, 디자인의 교육 자료를 다양한 주제로 융합하여 영재교육을 위한 STEAM 프로그램을 개발하였다. 2015개정 교육과정에 적합한 초등학교 수학-과학 교과의 성취기준과 교과 내용을 분석하여 4단계 STEAM 교수-학습 모형을 적용하여 3시간 블록타임의 16차시 융합교육 교수-학습 프로그램을 구안했다. 개발 프로그램의 타당성을 검증하고, 현장 적용을 위해 개발과 시범 적용 과정에서 4명의 교육 전문가 패널이 참가하여 평가하였고, 그 결과를 반영하여 융합교육 프로그램을 완성했다. 수학-과학 교과를 중심으로 여러 교과를 통합하여 디자인과 메이킹, 감성 기반의 16차시 영재교육 프로그램을 초등학생들에게 시범 적용한 결과 창의적인 설계와 디자인, 적극적인 참여와 협동학습, 재미있는 수업활동(게임, 만들기 등)으로 융합교육의 목적과 가치를 달성할 수 있었다. 개발된 융합교육 영재 프로그램은 초등학교 정규 수업 시간과 창의적 체험활동, 영재학급 수업 등에서 적용한다면 학생들의 과학적 창의성, 예술적 감수성, 디자인 감각 등을 함양할 수 있는 실질적인 융합교육 콘텐츠가 될 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권1호
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• pp.53-64
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• 2015

이 연구는 고등학교 과학 교과수업에서 이루어졌으며, 스크래치를 활용하여 과학 수업이 실행되었고, 이에 대한 학생의 인식을 조사하였다. 연구대상은 고등학교 2학년의 자연계열을 희망하는 남학생이며, 4학급이다. 학생들이 수업과 과제를 진행하는 동안 얻어진 경험을 바탕으로 생각과 느낌을 표현한 수업저널을 작성하였고, 이 수업저널을 분석하여 스크래치를 활용한 과학수업에 대한 인식과 실제로 이루어진 학습과정, 스크래치 프로그램 활용에 대한 인식을 찾고 그에 대한 시사점을 얻었다. 수업은 2단계로 진행되어졌다. 첫 단계는 과학적 문제를 스크래치로 해결해 보는 경험의 단계로, 과학적 문제를 해결하기 위해 학생들은 비주얼 프로그래밍인 스크래치라는 도구를 활용하는 경험을 하게 된다. 두 번째 단계는 학생들이 자신의 프로젝트를 선정하고 스크래치를 활용하여 주어진 문제를 해결하고 자신의 산출물을 생성하게 된다. 연구 결과는, 첫째 스크래치를 활용한 과학수업은 학생들의 흥미가 높았다. 학생들은 높아진 흥미로 수업에 참여하고, 자기 주도적으로 자신의 산출물을 얻는 과정에서 뿌듯함을 느꼈다. 둘째 이 수업에서 실제 학생들은 3단계를 거치며 학습하고 있었다. 이 3단계는 문제 인식, 문제 해결, 산출물 생성이었으며, 특히 문제 해결과정은 반복적이었으며 학생들에게 이 과정은 복잡하고 어려운 단계이다. 이 문제해결과정은 스크래치 측면(설계, 적용)과 과학 측면(자료 수집, 자료 해석)으로 구성되어지며, 설계, 자료 수집, 자료 해석, 적용의 단계가 순서적이면서 반복적으로 이루어진다. 이 반복적인 과정에서 설계에 따라 과학적 지식을 조사하고 이해하여 프로그래밍에 적용하고, 그 결과에 따라 재설계하는 과정을 통해 과학적 지식에 대한 이해도가 높아진다. 또한 이 과정을 통해 학생들은 과학적 지식을 더 오랫동안 기억하게 되었다고 하였다. 셋째 학생들은 스크래치라는 프로그래밍 사용의 어려움을 나타내기도 했다. 그러나 처음 사용해보는 것이라 익숙하지 않았기 때문이라 해석되어지며, 이것은 학생들이 스크래치를 활용한 과학수업을 초등학교 또는 중학교에서 시작해 보는 것을 제안한다. 또한 학생들은 이 경험을 통해 자신의 미래의 직업과 관련지었고, 컴퓨터공학 관련 직업을 갖지 않더라도 다양한 직업분야에서 활용 가능할 것으로 기대했다. 결론적으로 스크래치를 활용한 과학수업은 새로운 교수학습방법으로 제안되어질 수 있고, 학생들의 과학에 대한 흥미와 창의적 문제해결력, 융합적 소양, 정보적 소양이 신장될 것이다. 스크래치와 같은 프로그래밍은 미래 사회를 살아갈 학생들이 갖추어야 할 역량으로 해석해 볼 수 있고, 이러한 역량을 바탕으로 학생들은 자신의 문제들을 해결해 나갈 수 있을 것으로 기대된다. 이 수업은 학습자 중심의 디지털 교육을 바탕으로 하는 것이며, 기술과 공학적 설계를 포함한 융합인재교육(STEAM)을 실행하는 방법이 될 수 있을 것이며, 창의적이고 자기주도적인 학습능력을 갖춘 인재를 키울 수 있을 것이다.

• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2018

전공단위로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 활동을 통해 졸업기준을 만족하기 위한 과정 이수와 그 과정에 만들어진 결과물인 다양한 이동환경 적용이 가능한 Drone의 구상 및 제작 과정에 대해 제안한다. Ring Propeller의 형태를 이용하여 Propeller로서의 양력 발생 역할과 테두리의 면을 통하여 지면에 접촉하는 바퀴로의 역할을 모두 가능하도록 제작한다. 또한 Servo Motor를 이용하여 명령에 따라 정확한 각도를 맞추어 모터의 구동축을 변환한다. 그리고 구상한 아이디어를 3D 프린팅으로 구현하고, 추진체 구동 회로를 설계하고 제작한다. 그 결과 추진체의 무게 증가로 공중 운항과 운항중 목적한 추진체계의 실시간 변환은 성공하지 못하였고, 그 원인으로 추력 발생을 위한 크기와 링 프로펠러의 내성 한계의 오차임을 확인하였다. 그리고 이러한 과정을 통해 공학적 접근 방법과 종합설계를 통한 창의적 사고방식 및 협동심의 경험을 인정받았고, 그 결과물을 공학 논문으로 작성하고 심사를 통해 졸업기준이 만족됨을 확인받았다.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권2호
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• pp.124-133
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• 2002

컴퓨터 및 초고속 정보통신망의 발전함에 따라 사회는 지식 정보화 사회로 거듭나고 있다. 이러한 상황에서 국가의 경쟁력 확보를 위해 창의적이고, 논리적인 사고력을 갖춘 인재양성이 필수적이다. 그리고 이와 같은 목표를 달성하기 위해서는 정보통신 기술을 활용하여 다양한 학습방식을 도입한 열린 교육환경을 구축해 한다. 또한 정보 통신망을 통한 언제, 어디서, 누구나 새로운 지식과 기술을 습득할 수 있는 평생학습 체계 구축이 필요하다. 본 논문에서는 가상교육 시스템의 시스템 아키텍처 및 XML 3-tier 모델의 연구하여 가상교육 시스템을 설계하고, 구현한다. 또한 가상교육 시스템의 성능 및 장애요인을 평가하고, 이를 해결하여 학생, 교수 및 관리자로 하여금 원활한 가상교육이 이루어지도록 한다.

• 실천공학교육논문지
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• 제8권2호
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• pp.111-120
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• 2016

여러 가지 센서를 이용한 IOT(Internet Of Thing) 시스템의 FPGA 설계용 교육장비를 소개한다. 센서들은 다양한 출력 방식을 가지고 있어서 출력 방식에 따른 센서 인터페이스 컨트롤러를 FPGA 상에서 설계가 필요하다. 본 장비는 아날로그 출력인 경우에 FPGA(Field Programmable Gate Array)내에 있는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 방식과 디지털 출력인 경우에 $I^2C$(Inter-Integrated Circuit), SPI(Serial Peripheral Interface Bus) 통신방식 및 GPIO(General-Purpose Input/Output)를 통해 사용한 방식에 따른 여러 가지 센서 인터페이스 컨트롤러의 설계가 가능하다. 이미지 센서를 이용해서 영상 처리 하드웨어 설계가 가능하고 더불어 영상 및 영상처리 결과를 모니터에 출력하는 VGA(Video Graphics Array) 컨트롤러 설계도 가능하다. 본 장비는 유,무선 네트워크에 통신이 가능한 IOT 시스템을 위해서 한 칩에 디지털 하드웨어와 Linux System을 결합한SOC(System on Chip) 설계가 가능하다. 이 장비를 이용해서 "이미지센서 기반의 하드웨어 설계와 가속도센서 기반의 하드웨어 설계"의 사례를 소개하고 그 설계를 기반으로 "FPGA를 이용한 디지털시스템 설계" 교과목의 교육 가능한 사례를 소개한다. 학생들에 의해서 새롭게 설계한 하드웨어를 본 FPGA를 이용해서 하드웨어 장비에 적용시키는 능력을 배양할 수 있고, 또한 개념설계, 부분설계, 상세설계를 통해서 FPGA 기반 하드웨어의 창의적 종합설계 능력을 키울 수 있다.

• 대한공업교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.136-155
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• 2013

이 연구의 목적은 초 중등교육에서의 공학교육에 대한 공학전문가들의 인식 분석을 통해 초 중등교육에서 공학교육 적용을 위한 기초자료로 제공하고자 한다. 이를 위하여 3개영역 총 20문항으로 구성된 설문지를 개발하였다. 이를 임의표집된 1,200명의 공학전문가들에게 우편조사와 인터넷 조사를 실시하였으며, 회수된 139부의 설문지 중 117부를 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공학전문가들은 공학이 국가 경제 발전 및 경쟁력에 미치는 영향이 매우 크다고 인식하고 있다. 공학전문가들은 공학에 대한 어느 정도의 일관된 인식을 갖고 있었으며, 공학교육을 실시하기 위한 공학이 가지고 있는 '설계와 문제해결, 창조성과 혁신, 최적화와 경제성'을 중시하는 고유의 특성을 발견할 수 있었다. 둘째, 공학전문가들은 현재의 초 중등교육에서 공학교육이 거의 이루어지지 않고 있고, 공학에 대한 정보를 제공하지 못한다고 인식하고 있었다. 셋째, 공학전문가들은 초 중등학교에서 공학교육이 필요하며, 이를 통해 학생들은 창의적 설계 및 문제해결 과정 이해할 수 있을 것으로 인식하였다. 또한 공학전문가들은 공학교육이 시작되어야 하는 학교급 수준, 학교급별에 따른 수준별 교육 목적, 효과적인 적용 방법 등의 다양한 교육요구를 갖고 있었다.

• 정보교육학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.149-157
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• 2019

제4차 산업혁명시대는 테크놀로지에 대한 기초소양을 바탕으로 창의적으로 문제를 해결할 수 있는 역량을 요구하고 있다. 이러한 역량은 SW교육 STEM융합교육과 연계된 메이커교육을 통해 신장시킬 수 있다. 한편 메이커교육에 앞서 선결되어져야 할 과제로는 테크놀로지 중심 접근보다는 교육방법적 접근이 필요하고 참여자의 흥미와 동기를 유발할 수 방안을 고려해야 한다는 것이다. 이러한 취지에서 본 연구는 예비교사를 대상으로 단순히 메이커 활동을 안내하기보다 흥미와 공감을 갖고 스스로 능동적인 메이커 활동에 참여할 수 있도록 공학중심 Reading & Maker 교육프로그램을 개발 및 적용하였다. 연구결과 프로그램 적용 후 메이커 인식조사 결과는 사전검사보다 통계상 유의미한 향상이 나타났다(p<.000).

• 공학교육연구
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• 제22권1호
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• pp.22-28
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• 2019

The purpose of this study is to develop instructional design model of flipped learning suitable for engineering education field and to draw out effects and improvements by applying it to actual lessons for engineering college students. Literature review and case studies were conducted to achieve the purpose of the study. For a case study, flipped learning was applied to 'creative problem solving methodology' which is a liberal arts course of engineering college at D university in Gyeonggi-do. As a result of the literature review, the PARTNER model was applied and weekly instructional guide was presented by each stage. In addition, the results of analysis on the reflection journal showed that the students were more able to achieve the deepening learning stage through active participation in class than the existing class, and found that they had a more challenging plan after the class.