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최근 전력용 반도체 기술이 눈부신 발전으로 인해 자율주행자동차, 조명, 신재생에너지 등의 산업 분야에서 전력전자 기술자에 대한 수요가 증가하고 있지만, 전력전자 분야는 소프트웨어, 컴퓨터, 통신, 생명 및 나노 공학 기술과 같은 새로운 학문과 비교하여 학생들이 관심의 대상에서 멀어지고 있다. 그로 인해 국내뿐 아니라 많은 국가의 산업계에서는 관련 엔지니어의 부족으로 프로그램을 활성화하고 투자를 갱신하기 위한 노력이 진행 중이다. 또한 대부분의 학부 과정의 전력전자공학 과목은 자체적으로 운영하는 실험실을 보유하고 있지만 이러한 실험실에 의한 학습 방법은 효율적이지 않았고 학생들은 이것이 동기가 없는 학문적 경험이라고 인식하고 있다. 이로 인해 산업현장에 적용할 수 있는 실무능력을 제대로 배양하지 못하고 있다.
본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 기존의 ...

최근 전력용 반도체 기술이 눈부신 발전으로 인해 자율주행자동차, 조명, 신재생에너지 등의 산업 분야에서 전력전자 기술자에 대한 수요가 증가하고 있지만, 전력전자 분야는 소프트웨어, 컴퓨터, 통신, 생명 및 나노 공학 기술과 같은 새로운 학문과 비교하여 학생들이 관심의 대상에서 멀어지고 있다. 그로 인해 국내뿐 아니라 많은 국가의 산업계에서는 관련 엔지니어의 부족으로 프로그램을 활성화하고 투자를 갱신하기 위한 노력이 진행 중이다. 또한 대부분의 학부 과정의 전력전자공학 과목은 자체적으로 운영하는 실험실을 보유하고 있지만 이러한 실험실에 의한 학습 방법은 효율적이지 않았고 학생들은 이것이 동기가 없는 학문적 경험이라고 인식하고 있다. 이로 인해 산업현장에 적용할 수 있는 실무능력을 제대로 배양하지 못하고 있다.
본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 기존의 이러닝과 마이크로러닝 콘텐츠의 장점을 활용하여 시뮬레이션 기반 마이크로러닝 콘텐츠를 설계하고 구현하는 것을 목적으로 하였다. 특히 전력전자공학과 같은 분야에서 다루는 이론은 복잡하고, 실험․실습을 병행해야 하므로 효과적인 콘텐츠를 설계하기 위해서는 기존의 이러닝 콘텐츠 개발방법론과 자동차의 계기판과 같이 필요한 프로세스로 바로 이동이 가능한 카라 토거슨(Carla Torgerson)의 마일 모델(MILE, The MIcroLEarning Design Model)을 결합한 eMILE(eLearning-MILE) 모델을 제안하였다.
실증적 전력전자공학 학습을 위한 마이크로러닝 콘텐츠를 개발하기 위하여 선행연구 자료를 조사하고 기존의 정규 이러닝 콘텐츠의 문제점이 무엇이며 개선사항에 대해 분석하였다. 이렇게 연구하고 분석한 자료를 바탕으로‘실증적 전력전자 회로설계 및 해석’ 학습을 위한 마이크로러닝 콘텐츠를 제작하였고,‘전자회로 설계 및 해석’과정을 개설하여 2021년 4월 21일부터 5월 28일까지 총 35명(오프라인 24명, 온라인 11명)을 대상으로 3일간(1일 7시간, 21차시) 강의를 진행하였다. 강의 시작 전 사전 설문 조사를 통해 학습자의 전자회로 설계 및 해석에 대한 수준과 훈련과정에서 얻고자 하는 목표에 대해 질의하였고, 강의 종료 후 마이크로러닝 콘텐츠가 실증적 전력전자 공학학습에 도움이 되었는지 그리고 이러한 교수학습 방법이 실증적 전력전자 공학학습에 지속적으로 기여할 수 있는지에 대한 설문지 데이터를 수집하여 가설에서 설정한 연구모형에 대한 타당성을 검증하였다.
시뮬레이션 기반에 의한 공학교육은 학습자의 인지부하를 줄이고, 실행결과를 통해서 시각적으로 파형을 분석할 수 있으므로 귀납적 사고력 향상에 도움이 된다는 긍정적인 의견을 주었다. 하지만 비전공자 또는 초보자는 귀납적 사고력 향상에 도움이 된다는 데 전적으로 동의하지 않았다. 이는 학습자가 시뮬레이션 결과 파형을 시각적으로 볼 수는 있지만, 이들 파형이 내포하고 있는 본질적인 내용을 이론적인 개념과 연결하는 데 있어서 다소 어려움이 수반되기 때문이다. 또한 마이크로러닝 콘텐츠는 전통적으로 사용되고 있는 서책형 공학교육 활동의 일부를 대체할 수 있을 것인가? 라는 가설에 대해서는 긍정적인 답변을 주었다. 다만, 공학교육은 이론적인 원리 및 개념이 중요하므로 콘텐츠 내용을 간략화하면서 이론적 원리 및 개념은 웹 링크를 통해 학습자에게 정보를 제공할 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구에서 추구하고자 했던 궁극적인 목표는 시뮬레이션 툴과 마이크로러닝 콘텐츠를 활용한다면 온라인 학습환경에도 학습자의 인지부하를 줄이면서 실증적인 전력전자 회로를 학습할 수 있을 것이라는 가정이었다. 이는 연구내용을 통해 확인할 수 있었던 것처럼 실현 가능성은 매우 긍정적이라는 사실을 얻을 수 있었다.

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