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재료공학 실험실습 교육과정 개발
Curriculum Development of Instructional Laboratories in Materials Science and Engineering 원문보기

공학교육연구 = Journal of engineering education research, v.10 no.4, 2007년, pp.43 - 57  

김은경 (연세대학교 교육연구소) ,  정운룡 (연세대학교 금속시스템공학과) ,  박철민 (연세대학교 금속시스템공학과) ,  배동현 (연세대학교 금속시스템공학과) ,  민동준 (연세대학교 금속시스템공학과) ,  이우영 (연세대학교 금속시스템공학과)

초록

공학교육의 패러다임은 학습내용, 학습결과 중심의 패러다임에서 학습자, 학습과정 중심의 패러다임으로 변화하고 있고, 이러한 패러다임의 전환에서 실험 교과목은 학습자 중심의 교육을 실현하기에 가장 적합한 교과목이다. 본 연구에서는 학부 2, 3, 4학년 전 과정에 걸친 실험 교과목의 교육과정 개발의 맥락 속에서 2학년 실험 교과목을 전공기초 지식 습득 및 기초실험 능력 배양을 목표로 학습자 중심 교과목으로 교육과정을 개발하고 적용하고자 하였다. 교육과정 개발을 위하여 국내외 우수대학 재료공학과의 실험 교과목을 비교 분석하였고 학생 설문 조사를 실시하여 학생들의 요구를 반영하였다. 개편된 기초실험을 위한 교육과정은 학생들의 요구를 반영한 교육내용으로 학생들의 참여를 독려함으로써 학생들로부터 비교적 긍정적인 피드백을 받고 있는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The paradigm of engineering education has evolved from subject-centered learning to student -centered learning. In particular, instructional laboratories can be an essential part of studentcentered learning. The curriculum of instructional laboratories in the departments of materials science and eng...

주제어

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문제 정의

  • 교육과정 개선은 일회적인 것이 아니며, 지속적으로 점검하고 개선해나가는 과정이므로, 개선된 교육과정에 대한 학생들의 피드백을 바탕으로 향후 수정해 나아가야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 개선된 교육과정을 한 학기 시행한 후 강좌평가를 시행하였고, 이를 지속적인 개선을 위한 학생 피드백 자료로서 활용하고자 한다.
  • 본 연구에서는 실험 교과목을 평가할 수 있는 강좌 평가지를 개발하여 사용하였다. 강좌평가에 대한 선행연구와 다른 대학의 강좌평가지에 기초하여 실험 교과목과 관련한 잠정적 평가영역과 문항을 설정하였고, 탐색적 요인분석(Exploratory Factor Analysis: EFA), 고유값(Eigen Value)과 스크리 도표(Scree Plot), 상관행렬, 신뢰도 분석 등의 도구개발 절차를 통하여 전반적 평가, 실험 교과목 내용과 조직, 실험교과목 진행방법, 학생평가방법, 학생자신에 대한 평가, 실험 환경의 6가지 영역, 23개 문항의 최종 설문지를 확정하였다.
  • 본 연구에서는 현재 교육과정의 실태와 문제점을 파악하고 학습자의 요구를 파악하기 위하여 학생들을 대상으로 설문조사를 실시하여 새로운 교육과정 개발 방향을 도출하고자 하였다.
  • 본 프로그램을 이수하기 위해서는 기본소양(교양) 필수 22학점과 전공기반 33학점, 전공필수 15학점과 전공선택 39학점을 취득하여야 한다. 연세대학교 공과대학 금속시스템공학과는 2004년도에 ABEEK 인증 프로그램을 실시하면서 전공과목의 개편뿐 아니라 실험 교과목의 체계를 개편하여 실험 교육과정은 설계를 위한 체계적인 훈련과정과 종합적인 설계경험을 제공하고자 하였다. <표 2>에서 제시되는 것과 같이 금속시스템공학과의 실험 교과목은 재료 설계 및 평가 1,2,3,4, 재료시스템 설계, 졸업논문의 6개의 실험 교과목이 전공 선택 교과목으로 개설되어 있다.
  • 이와 같은 실험 교과목의 중요성에도 불구하고 지금까지 공학교육에서의 교육적 관심은 전공교과목의 교육과정과 교수방법에 치중하여 왔고 실험 교과목은 학습자 중심의 교육 패러다임을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 재료공학 전공의 창의적 고급 산업인력 양성을 위해 설계 및 실험 실습 교육과정을 개발하고 적용하는 것을 목적으로 한다. 연세대학교 금속시스템공학과에서는 3년에 걸쳐 2, 3, 4학년의 실험 교과목을 체계적으로 개선하고 있으며, 본 연구는 1차 년도 연구를 통하여 2학년 기초 실험 교과목인 “재료 설계 및 평가 1,2”의 교육 과정을 학습자 중심의 교과목으로 개발하고 적용한 것이다.
  • 그러나, 교육과정이 바람직한 방향으로 개선되고 있다는 학생들의 의견을 살펴볼 수 있는데, 첫째, 학생자신에 대한 평가에 해당하는 3가지 항목에서 강좌평가 점수가 높아졌다. 재료 설계 및 평가 1,2 실험 교과목은 학습자 중심의 교육을 구현하고자 의도하였고, 학생들의 실험에 대한 학습 동기 유발과 학생들 간의 상호작용을 촉진하고자 하였다. <표 10>에서 제시한 개선 전과 개선 후의 평균 변화가 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았으나, 학생 자신에 대한 평가에서 학생들의 수업참여도, 과제 수행, 학생들과의 의견 교환이 개선전보다 활발해졌다는 것은 보다 적극적인 참여를 독려했다는 점에서 바람직한 방향으로 교육과정이 개선되고 있음을 시사하고 있다고 볼 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
1950년대 전까지 공학교육은 어떻게 시행되었나? 1950년대 전까지 공학교육은 지식과 기술을 습득하고, 구조화된 방법으로 이를 구현하도록 하는 것으로 충분하였다. 따라서 교수방법은 교수자 중심으로 지식을 전수하는데 초점을 두었고, 학생들은 이를 개별적으로 암기하고 적용하면서 학습하였다. 평가는 학습 과정보다는 결과에 중점을 두어 얼마나 많은 지식과 기술을 습득하였는가의 여부를 평가하였다. 그러나 1990년대 이후 과학기술이 복잡해지고, 빠른 속도로 변화하면서 공학교육의 교육목표는 지식과 정보를 습득하고 새롭게 창출하는 능력을 배양하는 것으로 변화되었다.
한국 공학교육 인증원의 목적은? 우리나라에서는 근래에 한국 공학교육 인증원(ABEEK: Accreditation for Engineering Education in Korea)이 설립되었다. ABEEK이란 미국의 공학교육 인증 기준을 근거로 하여 공학 교육 과정의 전반적인 내용을 평가하여 그것이 일정 기준에 도달하면, 대학의 공학 교육 프로그램을 인증하여 공학교육의 질을 한 단계 상승시키고 외국 공과대학과의 학위 및 교과 과정을 상호 인정해 주기 위한 목적을 가지고 있다. 본 학과는 2004년에 4년간의 ABEEK 인증을 받았으며 현재 학부 2, 3학년 대부분은 ABEEK 인증 프로그램에 속해 있다.
볼로냐 선언을 통해 어떤 것을 수행하였는가? 우리나라보다 앞선 선진국의 경우에 공학교육의 질을 높이기 위한 지속적인 개선 노력이 이루어지고 있는데, 선진국에서는 이러한 패러다임의 변화를 반영하여 1990년대 후반부터 교육과정 개발에 주력해 왔으며, European Higher Education Area(EHEA)에서는 1999년에 볼로냐 선언을 통해 2010년까지 Bologna Process라는 대규모 프로젝트를 통해 유럽의 45개 나라가 협력하여 유럽의 공학교육 기준을 단일화하고 발전시키고자 새로운 교육과정을 개발하고 있다(Heitmann, 2005). 또한 미국에서는 공학교육의 인증을 통해 공학교육의 질을 높이고자 노력해 왔다.
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참고문헌 (8)

  1. Bidanda, B., & Billo, R.(1995). On the use of students for developing engineering laboratoroes, Journal of Engineering Education, 84(2), 205-213 

  2. Bisantz, A. M., & Paquet, V. L.(2002). Implementation and evaluation of a multi-course case study for framing laboratory experiments, Journal of Engineering Education, 91(3), 299-307 

  3. Carlson, B., Schoch, P., Kalsher, K., & Racicot, B.(1997). A motivational first-year electronics lab course, Journal of Engineering Education, 86(4), 357-362 

  4. Dale, E. (1997). Audio-Visual Methods in Teaching, 3rd Edition. Holt, Richart and Wiston 

  5. Heitmann, G.(2005). Challenges of engineering education and curriculum development in the context of the Bologna process. European Journal of Engineering Education, 30(4), 447-458 

  6. Johnson, S. H., Luyben, W. L., & Talheim, D. L.(1995). Undergraduate interdisciplinary controls laboratory, Journal of Engineering Education, 84(2), 133-136 

  7. Rompelman(2000). Assessment of student learning: evolution of objectives in engineering education and the consequences for assessment. European Journal of Engineering Education, 25(4), 339-350 

  8. Slavin, R. E., N. L. Karweit, & N. A. Madden (1989). Effective programs for students at risk, Allyn and Bacon, Boston 

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