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문제 정의
- 따라서, 본 연구의 목적은 캡스톤 디자인 교육에 대한 현재 공과대학의 교육과정 운영 실태를 점검하고 학습 만족도를 조사․분석하여, 향후 효과적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발 및 관련 연구 활성화를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
- 또한, 본 연구에서는 설문응답자를 대상으로 캡스톤 디자인 수행방식에 대한 만족도 조사를 과 같은 질문항목을 통해 실시하였다.
- 본 연구에서는 각 대학 공학교육혁신센터의 도움을 통해 2007년 이후 국내 공과대학에서 캡스톤 디자인 수업을 이수하였던 졸업생과 이수 중인 재학생을 대상으로 현 캡스톤 디자인 교육의 실태를 분석하고 이를 개선하기 위해 캡스톤 디자인 교육과정운영 실태 및 과목․학습성과 설문조사를 실시하여 본 연구의 기본자료로 활용하였다.
- 이와 더불어, 본 연구에서는 국내 캡스톤 디자인 교육에 대한 수업목표와, 수업방식, 학습평가방법 분석을 위해 전국 10개 대학의 캡스톤 디자인 강의계획서를 분석하였다. 그 결과 10개 학교 모두 ‘통합설계프로젝트’, ‘창의적공학설계’, ‘캡스톤 디자인’ 등의 다양한 명칭으로 교과목을 개설하였으나 모두 캡스톤 디자인을 전공필수수업으로 지정하여 모든 학생들이 이수하도록 하고 있으며, 주당 강의시간의 경우 4개 학교가 주당 4시간(3학점), 5개 학교가 주당 3시간(3학점), 1개 학교가 주당 4시간(2학점)으로 수업을 진행하고 있는 것으로 조사되었다.
- 지금까지 본 연구에서는 대다수의 국내 공과대학에서 학부교육으로 시행되고 있는 캡스톤 디자인 교육에 대한 현재 공과대학의 교육과정 운영 실태를 점검하고 학습 만족도를 조사․분석하여, 향후 효과적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발 및 관련 연구 활성화를 위한 기초자료로 활용하기 위해 공학설계 및 캡스톤 디자인의 개념과 정의를 살펴보았다. 또한, 캡스톤 디자인 교육의 도입배경 및 필요성을 분석․제시하였으며, 이러한 일련의 과정을 종합하여 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정에 대한 운영실태 및 학습 만족도 조사를 위한 기초 설문지를 인터뷰를 통해 구성하여 최근 캡스톤 디자인을 이수하였거나, 이수중인 공과대학 학부 학생을 대상으로 설문을 실시하여 캡스톤 디자인 교육과정 실태분석을 실시하였다.
제안 방법
- 이에 따라 본 연구에서는 캡스톤 디자인을 최초로 도입하고 체계화되어 있는 국립대학인 서울산업대학교의 사례와 더불어 사립대학인 한양대학교 사례를 분석하였다. 또한 전국 10개 대학의 캡스톤 디자인 수업 강의계획서 분석을 통해 수업목표와 수업방식, 학습평가방법 등을 분석하였다.
- 지금까지 본 연구에서는 대다수의 국내 공과대학에서 학부교육으로 시행되고 있는 캡스톤 디자인 교육에 대한 현재 공과대학의 교육과정 운영 실태를 점검하고 학습 만족도를 조사․분석하여, 향후 효과적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발 및 관련 연구 활성화를 위한 기초자료로 활용하기 위해 공학설계 및 캡스톤 디자인의 개념과 정의를 살펴보았다. 또한, 캡스톤 디자인 교육의 도입배경 및 필요성을 분석․제시하였으며, 이러한 일련의 과정을 종합하여 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정에 대한 운영실태 및 학습 만족도 조사를 위한 기초 설문지를 인터뷰를 통해 구성하여 최근 캡스톤 디자인을 이수하였거나, 이수중인 공과대학 학부 학생을 대상으로 설문을 실시하여 캡스톤 디자인 교육과정 실태분석을 실시하였다.
- 본 연구의 주요 연구 수행 내용 및 그에 따른 방법은 [그림 1]과 같이 정리할 수 있다. 먼저, 캡스톤 디자인 교과목에 대한 판단을 위해 공학설계 및 캡스톤 디자인의 개념과 정의를 살펴보았으며, 캡스톤 디자인 교육의 필요성 및 도입배경을 분석․제시하였다. 이와 더불어 국내 및 해외 캡스톤 디자인 교육 현황을 조사․분석하였으며, 이러한 일련의 과정을 종합하여 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정에 대한 운영실태 및 학습 만족도 조사를 위한 기초 설문지를 구성하고 인터뷰를 통해 설문을 확정하였다.
- 본 연구에서는 설문 분석에 앞서 설문의 캡스톤 디자인 운영실태 부분을 제외한 나머지 학습 만족도 조사에 대해 측정하는 요인들이 내적 일관성을 가지고 있는지를 나타내는 신뢰도를 검증하기 위해 문항간의 내적 일치도를 보는 Cronbach's α계수를 산출하였다.
- 본 연구에서는 캡스톤 디자인 수행과정에 대한 만족도 조사를 위해 9가지 항목을 통해 설문자에게 Likert 5점 척도(매우그렇다 =5, 그렇다=4, 보통이다=3, 그렇지 않다=2, 매우 그렇지 않다=1)를 통한 질의를 수행하였으며, 이에 따른 결과를 와 같이 정리하였다.
- 이러한 설문지 구성에 있어 운영 실태 및 학습 만족도 조사를 위해, 운영 실태의 경우 실제 캡스톤 디자인 수업에 참여하고 있는 교수와 학생의 인터뷰를 통한 조사항목을 도출하였으며, 학습만족도 조사의 경우 기존 연구를 참조하여 본 연구의 목적에 맞게 수정·보완하였다.
- 이와 더불어 국내 및 해외 캡스톤 디자인 교육 현황을 조사․분석하였으며, 이러한 일련의 과정을 종합하여 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정에 대한 운영실태 및 학습 만족도 조사를 위한 기초 설문지를 구성하고 인터뷰를 통해 설문을 확정하였다. 이를 기초로 최근 캡스톤 디자인을 이수하였거나, 이수중인 공과대학 학생을 대상으로 설문을 실시하여 캡스톤 디자인 교육과정 실태분석 및 향후 개선방안을 도출하였다.
- 이에 따라 캡스톤 디자인 학습 성과에 대한 만족도 조사 질문 항목의 경우 KEC2005 ‘프로그램 학습 성과 및 평가’ 중 학습 성과 9, 11을 제외한 나머지 학습 성과 항목을 기초로 13가지 질문 항목을 과 같이 구성하였다.
- 이에 따른 캡스톤 디자인 학습 성과에 대한 질문 항목 구성은 캡스톤 디자인 수업이 학부 4년 동안 배운 공학적 지식을 종합하는 과목임을 고려하였을 때, 공학인증 프로그램 전체에 대한 학습 성과 평가가 가능하다고 판단되어 한국공학교육인증원(ABEEK)의 KEC2005 인증기준 중 12가지 ‘프로그램 학습 성과 및 평가’를 기초로 하여 질문항목을 작성하였다.
- 먼저, 캡스톤 디자인 교과목에 대한 판단을 위해 공학설계 및 캡스톤 디자인의 개념과 정의를 살펴보았으며, 캡스톤 디자인 교육의 필요성 및 도입배경을 분석․제시하였다. 이와 더불어 국내 및 해외 캡스톤 디자인 교육 현황을 조사․분석하였으며, 이러한 일련의 과정을 종합하여 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정에 대한 운영실태 및 학습 만족도 조사를 위한 기초 설문지를 구성하고 인터뷰를 통해 설문을 확정하였다. 이를 기초로 최근 캡스톤 디자인을 이수하였거나, 이수중인 공과대학 학생을 대상으로 설문을 실시하여 캡스톤 디자인 교육과정 실태분석 및 향후 개선방안을 도출하였다.
- 지금까지 본 연구는 캡스톤 디자인 교육과정 운영실태 및 학습 만족도를 조사하여 이에 따른 문제점을 도출하였으며, 개선방안 역시 제안하였다. 그러나 본 연구는 7개 대학의 캡스톤 디자인 수강생을 대상으로 조사․분석하였기 때문에 일반화시키기에는 한계점 역시 내포하고 있다.
- 캡스톤 디자인 수강 운영실태 분석을 위해 먼저 설문대상자들의 캡스톤 디자인 수강 형태에 대한 분석을 과 같이 분석하였다.
- 현행 캡스톤 디자인 학습 성과에 대한 만족도 조사를 위해 설문응답자를 대상으로 13개 항목의 학습성과 만족도 조사를 실시하였다.
대상 데이터
- 1) 실제 응답부수는 283부(응답율 21.3%) 였으나, 불성실한 응답자는 설문분석에서 배제하였다.
- 앞서 언급한 바와 같이 우리나라 캡스톤 디자인 교육은 1994년 서울산업대학교에서 처음으로 실용 교육 강화를 위한 정규과목으로 개설되었으며, 2001년 한국산업기술재단의 지원을 통해 본격적으로 확산되었다. 이에 따라 본 연구에서는 캡스톤 디자인을 최초로 도입하고 체계화되어 있는 국립대학인 서울산업대학교의 사례와 더불어 사립대학인 한양대학교 사례를 분석하였다. 또한 전국 10개 대학의 캡스톤 디자인 수업 강의계획서 분석을 통해 수업목표와 수업방식, 학습평가방법 등을 분석하였다.
데이터처리
- 또한, 설문조사에 의해 수집된 자료 처리는 SPSSWIN 12.0을 사용하였으며, 빈도분석과 백분율, 교차분석 및 신뢰도 측정을 적용하였다.
성능/효과
- 그 결과 10개 학교 모두 ‘통합설계프로젝트’, ‘창의적공학설계’, ‘캡스톤 디자인’ 등의 다양한 명칭으로 교과목을 개설하였으나 모두 캡스톤 디자인을 전공필수수업으로 지정하여 모든 학생들이 이수하도록 하고 있으며, 주당 강의시간의 경우 4개 학교가 주당 4시간(3학점), 5개 학교가 주당 3시간(3학점), 1개 학교가 주당 4시간(2학점)으로 수업을 진행하고 있는 것으로 조사되었다.
- 캡스톤 디자인 수강 운영실태 분석을 위해 먼저 설문대상자들의 캡스톤 디자인 수강 형태에 대한 분석을 <표 5>과 같이 분석하였다. 그 결과 대다수의(85.1%) 학생들이 연구소 및 기업과의 공동 프로젝트가 아닌 학교 내 자체 프로젝트를 통해 캡스톤 디자인 과제를 진행하고 있는 것으로 조사되었으며, 그 중 학과간의 통합 캡스톤 디자인 프로젝트 운영(다학제간 캡스톤 디자인)이 아닌 단일 학과 캡스톤 디자인 형태가 절반이 넘는 것(65.7%)으로 조사되어 캡스톤 디자인 교육의 취지에 부합하지 못하는 것으로 판단된다.
- 그 결과, 전반적인 캡스톤 디자인 학습 성과에 대한 설문응답자의 만족도 결과는 3.42로 대체로 만족하고 있는 것으로 조사되었다.
- 그 결과, 캡스톤 디자인 교육 수행방식에 따른 설문응답자의 만족도는 전체적으로 3.73으로 학생들이 느끼기에 현행 캡스톤 디자인 교육 방식이 기존 이론식 수업에 비해 졸업 후의 진로결정 및 우수 공학자 양성, 학업성취, 전공에 대한 흥미 등에 있어 만족스러운 것으로 판단된다.
- 그러나 ‘수학, 기초과학, 공학적인 측면에서 문제를 파악하는 능력’(2.65), ‘수학, 기초과학, 공학적인 이론을 문제에 적용시키는 능력’(3.02), ‘공학 문제들을 인식하여, 이를 해결할 수 있는 능력’(2.90), ‘사회적인 이슈들을 공학적인 측면으로의 판단 능력’(2.72)의 항목 들에서 전반적으로 타 학습 성과 평가 결과에 비해 낮은 만족도를 보이는 것으로 조사되었다.
- 그러나 조사 대상인 10개 중 4개 학교만이 창의적 공학설계를 위한 강의와 조별 과제를 병행하여 진행하고 있는 것으로 조사되었고, 나머지 6개 학교의 경우 캡스톤 디자인 수업뿐만 아니라 다른 교과과정 역시 창의적 사고 방법, 문제해결 방법, 의사소통 및 대안 도출 방법 등에 대한 별도의 강의 없이 캡스톤 디자인 교과를 진행하고 있는 것으로 조사되어 학생들이 문제해결 과정의 습득을 통한 창의적 결과 도출에 있어 많은 제약을 안고 있는 것으로 판단된다.
- 그러나, 기존의 졸업논문 수업 형태와 캡스톤 디자인 수업간의 비교 항목과 기존의 이론식 수업(일반강좌)과의 비교에 대한 질문 중 ‘그렇지 않다’와 ‘매우 그렇지 않다’를 선택한 10%의 설문응답자를 대상으로 그 이유에 대한 추가 설문을 실시한 결과 대다수의 응답자가 기존의 방식에 비해 수업에 대한 높은 부담감을 이유로 제시하고 있는 것으로 조사되었다.
- 넷째, 캡스톤 디자인 교육은 팀을 기반으로 학습을 수행하도록 함으로써 팀워크 역량을 증대시킨다.
- 70 이상이면 신뢰도가 있다고 보며 전체 항목을 하나의 척도로 종합하여 분석할 수 있다. 따라서 본 연구에서 사용한 척도들의 신뢰도는 캡스톤 디자인 학습 만족도를 분석하는데 문제가 없는 것으로 판단된다. 학습만족도의 각 하위 구성요소 신뢰도를 비교하면 다음과 같다.
- 또한, 캡스톤 디자인 주제선정 방식의 경우 캡스톤 디자인 교육의 목표와 일치하는 팀원 간의 토의 및 자료 수집을 통한 결정(53.9%)과 산업체의 요구사항 분석을 통한 결정(5.0%)이 전체 58.9%를 차지하고 있어 긍정적으로 판단되나, 지도교수 및 조교의 추천에 의한 결정 역시 37.3%를 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 이와 더불어 3학기(9학점)에 걸친 캡스톤 디자인 교육이 이루어지고 있는 3개 학교 설문대상자를 대상으로 실제 캡스톤 프로젝트 참여기간에 대한 질문의 경우 전체 수강학기(3학기)에 걸친 프로젝트의 운영 및 참여가 12.
- 그러나, 캡스톤 디자인 교육 시 프로젝트 진행을 위한 지도교수와의 정기적 면담 주기에 대한 질문의 경우 <표 7>과 같이 대다수의 학생들이 주기적으로 지도교수와의 면담을 통한 과제 진행을 수행하는 것으로 조사되어 긍정적인 것으로 조사되었다. 또한, 캡스톤 디자인 프로젝트 진행에 대한 세부 조언을 해줄 수 있는 조교 배정 역시 전체의 70.2%로 조사되었으며, 조교와의 정기적 미팅 횟수 역시 2주에 1번 이상을 택한 응답이 전체의 61.2%로 조사되어 학생들이 프로젝트 진행에 필요한 조언을 지도교수 또는 조교로부터 정기적인 면담을 통해 얻는 것으로 조사되었다.
- 먼저, 캡스톤 디자인 보고서 작성여부의 경우 전체의 89.5%가 캡스톤 디자인 보고서를 작성하는 것으로 조사되었으며, 캡스톤 디자인 프로젝트 진행 관련 발표(진도 및 중간보고, 최종발표 등) 횟수의 경우 전체의 98.8%가 발표 경험이 있는 것으로 조사되어 캡스톤 디자인 평가의 경우 체계적으로 진행되고 있다고 판단된다.
- 먼저, 캡스톤 디자인 수행과정에 대한 만족도의 전체 질문에 대한 평균은 3.90으로 전반적으로 캡스톤 디자인 수행과정에 대한 만족도는 높은 것으로 조사 되었다 이를 통해 학생들이 기존의 이론식 수업과는 다른 형태의 수업 진행인 캡스톤 디자인 교육진행과정에 보다 흥미를 느끼고 있다고 판단되며, 조별 활동을 통한 결과물 제작에 있어 체계적인 진행이 이루어지고 있다고 판단된다.
- 셋째, 산학협력을 통한 기업과 대학 모두의 Win-Win 전략을 강구해야 한다. 본 연구를 통해 분석된 현행 캡스톤 디자인 교육 운영실태 조사에서 나타난 현재 산학협력 캡스톤 디자인과 그 외 형태의 캡스톤 디자인의 약 1100%라는 비이상적인 평균 예산의 격차는 학교에 의존한 캡스톤 디자인의 예산 확보의 어려움을 간접적으로 보여주고 있다. 이는 산학협력을 통한 예산의 분담이 예산 부족에 따른 캡스톤 디자인 교육의 미비함을 해결할 수 있는 가장 최적의 대안임을 알 수 있으며, 학생들의 실무적 능력 배양의 측면에서 역시 긍정적인 효과를 가져 올 수 있음을 알 수 있다.
- 셋째, 산학협력을 통한 기업과 대학 모두의 Win-Win 전략을 강구해야 한다. 본 연구를 통해 분석된 현행 캡스톤 디자인 교육 운영실태 조사에서 나타난 현재 산학협력 캡스톤 디자인과 그 외 형태의 캡스톤 디자인의 약 1100%라는 비이상적인 평균 예산의 격차는 학교에 의존한 캡스톤 디자인의 예산 확보의 어려움을 간접적으로 보여주고 있다.
- 셋째, 캡스톤 디자인 교육은 공학적 지식 배양뿐만 아니라, 창의성, 효율성, 경제성 등에 대한 통합적 해결능력을 배양하여 산업체가 요구하는 실무역량을 향상시킨다.
- 첫째, 캡스톤 디자인 교육은 기존 학부 졸업논문의 목적을 확장하여, 학생들이 학부과정에서 배운 지식을 종합하여 실제 현업에서 일어날 수 있는 사항을 체험하는 직업적 훈련과정이다.
후속연구
- 지금까지 본 연구는 캡스톤 디자인 교육과정 운영실태 및 학습 만족도를 조사하여 이에 따른 문제점을 도출하였으며, 개선방안 역시 제안하였다. 그러나 본 연구는 7개 대학의 캡스톤 디자인 수강생을 대상으로 조사․분석하였기 때문에 일반화시키기에는 한계점 역시 내포하고 있다. 또한, 교육과정에 대한 문제점 도출을 단시간에 평가할 수 없는 것을 고려할 때, 앞으로 캡스톤 디자인 교육에 대한 다양한 연구가 진행되어 실제 수업 현장에 적용되어야 할 것이다.
- 나아가 각 대학에 설치되어 있는 공학교육혁신센터 및 공학대학 교수진을 중심으로 캡스톤 디자인 교육 이전 공학적 지식 외의 창의성, 효율성, 경제성, 의사결정 방법, 팀웍(Team Work) 극대화 방법 등에 대한 다양한 기초적 지식을 전달할 수 있는 가이드북(Guide Book)의 제정·보급이 전 공학대학 학부생을 대상으로 한 체계적 교육의 한 방안으로 적절할 것이다.
- 이에 따라 정부는 기획재정부 혹은 교육과학기술부가 주관이 되어 캡스톤 디자인 교육을 계속사업으로 지정·시행하여 지속적인 지원을 하여야 한다. 단, 기존 캡스톤 디자인 교육의 확대에 초점이 맞춰진 사업의 방향을 캡스톤 디자인 교육의 안정적인 정착이 가능하도록 수정되어야 할 것이다.
- 또한, 3개 학교의 경우 수업 평가에 있어 출석, 과제, 발표, 수업참여도 이외에 지필고사를 치르는 것으로 조사되어 캡스톤 디자인의 취지를 고려하지 않은 교육이 진행되는 것을 알 수 있으며 이에 대한 개선이 시급하다고 판단된다.
- 그러나 본 연구는 7개 대학의 캡스톤 디자인 수강생을 대상으로 조사․분석하였기 때문에 일반화시키기에는 한계점 역시 내포하고 있다. 또한, 교육과정에 대한 문제점 도출을 단시간에 평가할 수 없는 것을 고려할 때, 앞으로 캡스톤 디자인 교육에 대한 다양한 연구가 진행되어 실제 수업 현장에 적용되어야 할 것이다.
- 또한, 실제 현업의 경우 다양한 전공 지식을 가진 인력의 협업을 통해 결과물을 도출하는 것이 일반적이기에 복합학제적 환경에서의 팀웍(Team Work)에 대한 직업적 훈련을 위해서는 다학제간 캡스톤 디자인 형태로의 운영을 통한 실제 현장에서 일어날 수 있는 사항에 대한 대처능력과 팀워크 역량을 증대시키는 데 주안점을 두어야 할 것이다.
- 이 외에도 현재 각종 관련 기관에서 별도로 시행하고 있는 캡스톤 디자인 경진대회의 통합 및 체계화를 통해 상금과 훈격 등을 상향 조정하고, 국제 경진대회를 개최하여 해외 선진 출품작과의 비교를 통한 양적·질적 향상 역시 꾀하여야 할 것이다.
- 이에 따라 일본과 미국의 사례처럼 적절한 캡스톤 디자인 수업 담당 교수의 확보와 설명회를 통한 기업의 수요조사, 다학제간 팀의 구성을 통한 기업의 실익에 관련된 부분을 개발해 주는 체계 등의 방안을 구축하고, 핀란드의 사례와 같이 캡스톤 디자인 수업의 예산과 기자재 및 부지의 분담 등 산학 간 실질적인 교류 체계를 구성해야 할 것이다.
- 이에 따라 향후 캡스톤 디자인 교육은 산업체가 요구하는 산업현장 적응역량과 실무역량을 갖춘 창의적 맞춤형 인력양성 교육을 위해 기존 이론식 수업에서 교육하지 않았던 다양한 문제해결 방법과 의사결정 및 의사전달 방법을 교육함으로서 본 제약에서 자유로워져야 할 것이다. 나아가 각 대학에 설치되어 있는 공학교육혁신센터 및 공학대학 교수진을 중심으로 캡스톤 디자인 교육 이전 공학적 지식 외의 창의성, 효율성, 경제성, 의사결정 방법, 팀웍(Team Work) 극대화 방법 등에 대한 다양한 기초적 지식을 전달할 수 있는 가이드북(Guide Book)의 제정·보급이 전 공학대학 학부생을 대상으로 한 체계적 교육의 한 방안으로 적절할 것이다.
- 이와 같이 한국형 산학협력 캡스톤 디자인 교육방법의 개발 및 도입을 통해 기업의 입장에선 기업의 요구기술을 보다 저렴한 금액을 통해 개발할 수 있을 것이고, 학생의 경우 현업에 초점을 맞춘 직업적 훈련과정을 통해 자연스러운 역량개발이 가능할 것이며, 취업 역시 보다 수월하게 이루어질 수 있을 것이다.
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