최근 학습자 중심의 창의설계교육에 대한 관심과 요구가 급속히 높아지고 있으나 대부분의 대학에서는 아직 이를 위한 교과과정 및 창의설계실 등을 충실히 갖추고 있지 못하다. 본 논문에서는 공학교육에서 큰 관심을 모으고 있는 창의설계교육을 위한 설계중심의 교과과정 및 이를 수행하기 위한 종합설계실 구축 방안을 제시한다. 전자공학전공을 중심으로 기존 교과과정을 분석하고 이를 바탕으로 입문설계와 요소설계를 거쳐 종합설계로 이어지는 설계중심의 공학교육을 효과적으로 수행할 수 있는 새로운 교과과정 구성과 이 교과과정을 바탕으로 실무능력을 배양하기에 적합한 종합설계실의 구축 방안을 제시한다.
The practice named "Creative Design and Production" has been given to train the students'ability to find and solve problems. Students are expected to design and fabricate creative artifacts in the practice. The practices focusing on perfection and creativity of the products have been executed for the past few years. We have reviewed the relationships between these abilities and the qualities of products of the students in the practices. It seems that the products lacks of originality and creativity when focused on the perfection. And on the contrary, the perfection of the products is low when focused on the creativity. We have employed the new three trials in order to solve these problems in the practice. Among trials, the cooperation with veterans has been the most useful for students through "Creative Design and Production".
전공과목과 더불어 학습자들에게 창의적인 문제 해결 능력을 교육하기 위한 창의적 사고 기법의 중요성이 대두되고 있다. 실무 현장에서도 전공 능력과 창의력의 동시 함양을 강조하고 있다. 창의적 문제 해결 능력이 중요시되고 있는 상황에서 창의적 문제 해결 기법인 CPS는 빠르고 명확한 문제 해결의 가능성이 높은 기법이라고 할 수 있다. 본 연구에서 활용한 CPS는 문제의 원인을 체계적으로 정의하고 단계별 분석을 통해 명확한 아이디어를 도출할 수 있도록 하는 5단계 가이드를 제시한다. 또한, 적용범위가 넓어 실무 현장의 다양한 문제를 분석하고 명확히 평가할 수 있다. 본 연구에서는 CPS 5단계를 활용하여 창의적 문제 해결 능력 배양을 위한 실습교육을 학습자들에게 제공한 결과를 바탕으로 창의적 문제 해결 능력 실습에 필요한 과정을 제안하였다.
이 연구의 목적은 고등학교 기술 가정 교과 담당 교사를 대상으로 기술 가정 교과'창의 공학 설계' 단원 수업에 대한 교수 학습 운영 실태 분석 및 개선 방안 연구를 통해 교수 학습 능력과 수업의 질 향상을 위한 기초 자료를 제공하고자 하는데 있다. 이 연구를 위하여 현재 고등학교 기술 가정을 지도하고 있는 교사 63명을 대상으로 온라인 설문지, e-mail 등을 통한 설문조사를 통하여 자료를 수집하였다. 연구에 사용된 설문 조사 도구는 문헌 연구를 통하여 연구자 2인이 공동으로 개발하여 전문가 4인의 검토를 받아 수정하여 활용하였다. 수집한 자료에 대하여 통계 프로그램(SPSS, Ver. 20)을 활용하여 분석한 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 수업 내용으로 '창의 사고 기법' 교육을 가장 중요하게 여기고 있으며, 주요 학습 활동 내용으로 '아이디어 구상'에 촛점을 두고 있었다. 둘째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 수업 운영을 위해서 '실습 공구 및 재료비 확보' 및 '수업 공간 확보'를 가장 우선적으로 고려하며, 단원의 특성에 맞는 '교수 학습 전략의 수립'이 중요하다고 응답하였다. 셋째, 기술 가정과 교사들이 기대하는 학생 작품 수준은 '교과서 이외의 아이디어 작품'과 '생활 속 불편함 개선을 위한 작품'으로 인식하고 있었다. 넷째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 단원의 수업 시 '실습 : 이론 수업 시간 비율'을 3:7(36.5%), 4:6(25.4%), 2:8(23.8%)이 적절하다고 하였으며, 평가 방안으로 '작품+포트폴리오+발표'의 형태를 가장 선호하고 있었다. 다섯째, '창의 공학 설계' 단원의 교수 학습에 영향을 줄 수 있는 변인인 실습실 여부, 교사의 성별, 표시 과목에 따라 교사의 흥미와 만족도는 유의미한 차이를 보였다. 이상의 연구의 결과를 바탕으로 '창의 공학 설계' 단원의 수업에 대한 흥미와 만족도를 높이려면 학생들이 실습할 수 있는 공간과 재료비의 확보가 필요하고, 교사들은 창의 공학 설계 수업에 대한 역량을 신장시키기 위한 연수와 세미나 프로그램의 개발이 필요할 것으로 사료된다.
The CanSat was designed as an educational satellite simulation program that implements the overall system of the satellite such as the command processing unit, the communication unit, and the power unit in a structure of the size of a can. In particular, the training effect is very excellent because the trainee can learn a process similar to the actual satellite development process by designing, manufacturing, testing, and launching. Republic of Korea Air Force Academy has been using the CanSat production kit used by the domestic can satellite contest experience department for education, but since it was produced based on PCB, it was impossible to show creativity and operation was restricted even with small mistakes. In this paper, we analyze the existing CanSat kit and propose a new educational CanSat kit that can be used in creative engineering design and practice subjects that will be reorganized into a regular course from 2021, and a lesson plan. In conclusion, by using the proposed CanSat kit for lectures, it is possible to achieve educational purposes and effects, improve lecture satisfaction, and provide stable instruction.
본 연구의 목적은 2009 개정 고등학교 기술 가정 교과에'창의공학설계' 단원이 신설됨에 따라 창의공학설계 관련 수업을 먼저 경험한 기술교육과 교수 (professor)의 인식을 분석하여 고등학교 학생들의 '창의공학설계' 수업 방향과 대학 과정의 예비 기술 교사를 대상으로 한 창의공학설계 수업 방향에 대한 정보를 제공하고자 하는 것이다. 설문지는 34개의 문항으로 구성하였고, 16명의 기술교육과 교수에게 수집되었다. 데이터는 SPSS 프로그램으로 분석하였고, 결론은 다음과 같다. 첫째, 창의공학설계의 교육 목표에서 문제 해결 능력 응답 평균이 가장 높고 (M=4,44), 공학체험 기회, 창의력 향상 순으로 낮아졌다. 창의공학설계 교육 내 용에 대한 응답에서는 창의 사고기법 교육 평균(M)이 3.94로 가장 높고, 그 다음으로 발표를 위한 자료 작성 교육이 중요하다고 하였다. 둘째, 창의공학설계 교육 범위 응답에서는 아이디어 구상에서 설계, 제작을 선호하고 있고, 교수 학습 방법에서는 설계중심학습법 평균이 가장 높고, 문제중 심법과 문제해결법도 선호하였다. 셋째, 수업 운영에서는 실습 공간 및 실습 재료비 확보, 진행 상황 점검이 필요하며, 평가에서는 작품, 포트폴리오, 발표 등 다양하고 종합된 방법을 선호하였다. 넷째, 대학 과정의 예비 기술 교사 수업에서 작품 수준은 생활 속의 불편한 것을 개선하는 작품을 선호하였고, 작품 제작에서 어려운 점은 전공 지식의 부 족과 제품 구상이었다.
최근 공학교육에서 창의성과 문제해결능력의 중요성이 강조되고 있다. 특히 많은 창의적 문제해결방법 중에 실무와 교육에 있어서 실용성이나 적용가능성을 고려한 학습 모델에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 트리즈 모순분석을 활용하여 창의적 사고 강화와 문제해결능력 배양을 위한 교수학습 모델을 개발하고 그 효과를 확인하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 공과 대학 1학년 대상의 창의공학설계 교과목을 통해 창의적 공학설계의 기초지식을 학습하고, 트리즈의 모순분석을 활용하여 아이디어 창출과 해결방법을 도출할 수 있도록 유도하였다. 제안한 교수학습모델의 교육에 대한 실효성을 검증하기 위하여 설문조사를 분석한 결과, 평균 89점의 긍정적인 응답을 얻음으로써 본 교육에 대한 효과성을 확인하였다. 향후 제안된 학습 모델을 다양한 교과에 적용할 수 있도록 개선된 응용 모델에 대한 연구가 요구된다.
The purpose of this study is to develop Raspberry Pi-based CanSat instruction materials for liberal arts classes to be used in university space education. The educational satellite simulation program is developed by applying the ADDIE program consisting of analysis, design, development, execution, and evaluation of 15 lessons per semester. The usefulness of the instruction materials is evaluated by a validity test of a total of 6 experts. The proposed materials are applied to 100 college students from various majors. To analyze the impact on creative problem-solving ability, a questionnaire is conducted before and after class, and as a result, it is confirmed that there is a significant improvement in all areas after class. The class satisfaction survey is conducted for a total of 10 questions, and the average score is 4.41 out of 5, which is high. In conclusion, the proposed instruction materials make it possible to achieve successful space education using Raspberry Pi and improve creative problem-solving ability in universities.
A capstone design is regarded as one of cap courses in undergraduate engineering education because it requires most prerequisites and makes students experience real engineering design processes. There have been case studies to show how this subject should be organized, practiced, and optimized. This study shows one of the case studies by focusing offshore wind power, one of newly recognized renewable energy resources, especially targeting for the design of wind turbine foundation and submarine power cable protectors mainly because of current energy and global warming crisis. To pinpoint engineering design, the students'activities during the project and design procedures are monitored, evaluated, and recommended; hence, core factors are addressed to develop successful aim, theory, practice, and other necessities. These factors include creative problem solving abilities; recognition of engineering curriculum; selection of project theme based on significance, ripple effect, and education purpose; team organization by the full brain model; systematization of project process; realization of engineering design; and synthesis of evaluation. In the end, the aftermath and future works are discussed.
지식정보화 시대에 있어서 전공교육과 더불어 창의적 인재를 양성하기 위한 창의적 사고 기법 향상에 관한 교육수요가 증가하고 있다. 학생들은 전공과목에 대한 중요성은 인식하고 있지만, 창의성은 선천적으로 타고나야 한다는 선입견이 크게 작용하여 창의성 계발에 별다른 노력을 기울이지 않고 있다. 반면, 기업의 경우 창의력과 응용력을 겸비한 인재를 더욱 중시하고 있다. 이러한 상황에서 러시아에서 개발된 창의적 문제해결기법인 TRIZ는 실무적 적용 가능성이 높은 기법이라고 할 수 있다. 본 연구에서 활용한 TRIZ는 실무문제를 명확히 정의하고 체계적인 분석을 통해 창의적 아이디어를 도출할 수 있는 가이드라인을 제시한다. 창의적 문제 해결 이론에서는 이론적인 내용의 숙지도 중요하지만, 실습을 통한 실무능력의 배양이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 TRIZ기반 상용 소프트웨어인 CREAX를 활용하여 창의적 문제해결 실습교육을 수행한 결과를 바탕으로 학습자들의 창의적 문제 해결 능력 실습에 필요한 과정을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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