[논문]캡스톤디자인 교과목의 학습성과 평가체계 개발

김상균

doi:10.5762/kais.2011.12.8.3452

초록
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본 논문은 공학교육과정에서 사용되는 캡스톤디자인 교과목에 대한 평가체계의 개발 사례를 소개한다. 캡스톤디자인은 대학 과정에서 배운 전문지식을 종합적으로 활용하여, 산업현장의 문제를 분석하고 해결책을 설계하는 교과목이다. 본 논문에서는 캡스톤디자인 교과목과 관련된 기존의 평가 요소, 평가 방법 및 절차를 설명한다. 이를 기반으로 개발된 캡스톤디자인 평가체계를 소개한다. 본 논문에서 제시한 캡스톤디자인 교과목의 학습성과 평가체계는 타대학의 캡스톤디자인 교과목 운영 시 일부 참고될 수 있으며, 산학이 연계된 교육 및 인턴 프로그램 개발 시 평가체계 설계를 위해서도 사용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper introduces a case study on the development of the evaluation system for capstone design course which is usually provided at engineering education program. A capstone design is an engineering education course which aims to improve the students' ability on analysis and design of practical i...

This paper introduces a case study on the development of the evaluation system for capstone design course which is usually provided at engineering education program. A capstone design is an engineering education course which aims to improve the students' ability on analysis and design of practical industrial problems by use of overall engineering knowledge which has been learned in undergraduate program. Firstly, this paper provides a literature review on evaluation indices and methods related with a capstone design course. Secondly, the evaluation system for learning outcomes of capstone design course is described. The evaluation system for learning outcomes of capstone design course provided in this paper could be referred by other universities opening a capstone design course, and used to design an evaluation system for internship program or education course which is provided as an industry-academic connection program.

주제어

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문제 정의

본 논문에서는 공학교육과정에서 널리 활용되고 있는 캡스톤디자인 교과목에 대한 평가체계 개발 사례를 제시하였다. 본 논문에서 제시한 캡스톤디자인 교과목의 학습 성과 평가체계는 타 대학의 캡스톤디자인 교과목 운영 시 일부 참고될 수 있으며, 산학이 연계된 교육 및 인턴 프로그램 개발 시 평가체계 설계를 위해서도 사용될 수 있다.
본 논문에서는 평가 요소, 평가 방법 및 절차에 대한 기존연구를 분석하여, 심화프로그램 캡스톤디자인 교과목의 학습성과 평가를 위해 개발하여 운영 중인 평가체계를 소개한다.

제안 방법

[8-10]에 근거하여 캡스톤디자인에 대해 다면평가를 실시한다. 다면평가에 참여하는 평가자는 캡스톤디자인 지도교수, 캡스톤디자인 비지도교수, 산업체 관계자, 동료로 구성된다.
평가 체계에 대한 검증방법으로는 평가 항목에 대한 통계적 신뢰성 검증 및 [12]의 연구에서와 같은 기능성과사용성에 대한 정성적 전문가 고찰이 있는데, 본 연구에서는 [12]에서의 방법을 사용한다. 기능성에 대해서는 산 학자문 위원회 소속의 산업체 전문가를 대상으로 평가체계 없이 주관적인 경험에 의한 판단으로 설계 산출물들에 대한 우열을 가려보도록 유도하여, 이를 본 평가체계를 통해 산출된 평가결과와 비교해보았다. 총 다섯 개의 산출물이 샘플로 사용되었으며, 본 평가 체계를 통한 우열의 순위와 산업체 전문가들의 주관적 판단에 따른 순위가 동일하여, 본 평가 체계가 산업체 전문가의 평가 기능을 대신할 수 있음을 의미한다.
또한 [4]에서는 캡스톤디자인에서 다루는 주제가 산업현장에서 요구하는 최신 주제일 것을 권고하고 있다. 즉 캡스톤디자인 교과목을 통해 학습자는 공과대학 교육과정에서 배운 전문지식을 종합적으로 활용하여, 산업현장에서 발생 가능한 문제들을 분석하고 해결책을 설계하는 방법을 학습하게 된다.
표 2에서 제시한 내용을 평가 요소로 삼아서 개별 평가자가 평가해야할 항목들을 설계하였다. 평가자별 평가표는 가중치가산방식으로 설계되었다.
표 2는 이들 간의 상관관계를 설명한다. 표 2에서 제시한 내용을 평가 요소로 삼아서 개별 평가자가 평가해야할 항목들을 설계하였다. 평가자별 평가표는 가중치가산방식으로 설계되었다.

대상 데이터

[8-10]에 근거하여 캡스톤디자인에 대해 다면평가를 실시한다. 다면평가에 참여하는 평가자는 캡스톤디자인 지도교수, 캡스톤디자인 비지도교수, 산업체 관계자, 동료로 구성된다. 캡스톤디자인 지도교수는 각 설계팀별로 배정되어, 설계팀을 책임지고 지도하는 교수를 의미한다.

이론/모형

평가 체계에 대한 검증방법으로는 평가 항목에 대한 통계적 신뢰성 검증 및 [12]의 연구에서와 같은 기능성과사용성에 대한 정성적 전문가 고찰이 있는데, 본 연구에서는 [12]에서의 방법을 사용한다. 기능성에 대해서는 산 학자문 위원회 소속의 산업체 전문가를 대상으로 평가체계 없이 주관적인 경험에 의한 판단으로 설계 산출물들에 대한 우열을 가려보도록 유도하여, 이를 본 평가체계를 통해 산출된 평가결과와 비교해보았다.
캡스톤디자인 지도교수의 평가 항목은 표 3과 같다. 평가 항목의 설계에는 [11]과 인디애나대학교, 퍼듀대학교의 캡스톤 디자인 평가 항목들이 참조되었다. 실제 평가표의 설문 항목에는 “안전, 환경, 윤리적 요인 및 사회적 요인들을 종합적으로 고려하고 있는가? 경제성과 미학을 종합적으로 고려하고 있는가? 설계 산출물에 대한 발표에서 공학적 전문성이 잘 드러나고 있는가?”와 같은 문항들이 존재하며, 예로 제시한 문항들은 각각 순서대로 1:1:2의 비율로 합산 시 반영된다.
평가단계 및 평가자별 가중치는 AHP(Analytic Hierarchy Process)기법으로 산출하였다. 중간평가와 최종평가는 각각 0.

성능/효과

그러나 본 논문에서 제시한 평가 체계는 다음과 같은 한계성이 있다. 첫째, 본 평가 체계를 통해 평가된 항목별 점수를 통해 학습성과 요소별, 보편적 요구사항 요소별, 산업체 인재관 요소별 달성수준 또는 만족도를 평가할 수 있으나, 다면 평가를 통해 산출되고 종합된 점수와 실질적인 달성수준 또는 만족도와의 편차를 가늠할 수 없다. 즉, 본 평가 체계를 통해 산업체 인재관 요소에서 높은 점수를 획득한 학습자가 실제 산업 현장에서 우수한 인재의 역할을 해낼 수 있는가에 대해서는 장담하기 어렵다.
기능성에 대해서는 산 학자문 위원회 소속의 산업체 전문가를 대상으로 평가체계 없이 주관적인 경험에 의한 판단으로 설계 산출물들에 대한 우열을 가려보도록 유도하여, 이를 본 평가체계를 통해 산출된 평가결과와 비교해보았다. 총 다섯 개의 산출물이 샘플로 사용되었으며, 본 평가 체계를 통한 우열의 순위와 산업체 전문가들의 주관적 판단에 따른 순위가 동일하여, 본 평가 체계가 산업체 전문가의 평가 기능을 대신할 수 있음을 의미한다. 사용성 측면에서는 본 평가 체계의 평가 절차와 평가 항목이 검토되었다.
사용성 측면에서는 본 평가 체계의 평가 절차와 평가 항목이 검토되었다. 평가 절차는 소요되는 시간과 투입되는 인력의 규모를 볼 때 전반적으로 효율적인 것으로 평가되었다. 다만 팀간 평가 및 팀내 동료 평가 시 배정된 가중치에 비하여 평가자 수가 크게 증가하는 점은 운영 효율을 저하할 수 있는 문제점으로 지적되었다.
다만 팀간 평가 및 팀내 동료 평가 시 배정된 가중치에 비하여 평가자 수가 크게 증가하는 점은 운영 효율을 저하할 수 있는 문제점으로 지적되었다. 평가 항목은 세 가지 평가 대상인 산출물, 구두발표, 인터뷰를 통해 충분히 측정될 수 있는 것으로 평가되었다. 다만, 평가 단계별 가중치에 있어 산업체 전문가들은 중간평가가의 가중치가 높다는 의견도 있었다.

후속연구

첫째, 종단 연구 (longitudinal study)를 통해 본 평가 체계를 통해 산출된 산업체 인재관 요소별 점수가 실제 기업 현장에서 이루어지는 인재에 대한 평가와 유의미한 상관성이 존재하는 가를 분석해야 한다. 다만, 이를 위해서는 학습자가 실제 기업 현장에서 근무하면서 팀단위 과업의 팀원역할 뿐만 아니라 책임자의 역할도 수행할 수 있는 단계가 되어야 하므로, 졸업 후 최소 3년에서 5년 사이가 경과된 이후에 수행하는 과업에 대한 평가와 캡스톤디자인 과정에서 평가된 인재관의 요소가 비교되어야 할 것이다. 둘째, 평가자와 평가 대상을 보다 다면화하고, 평가 대상에 대한 평가 방법에 절대적, 경제적 가치 평가를 반영하는 방법이 연구되어야 한다.
다만, 이를 위해서는 학습자가 실제 기업 현장에서 근무하면서 팀단위 과업의 팀원역할 뿐만 아니라 책임자의 역할도 수행할 수 있는 단계가 되어야 하므로, 졸업 후 최소 3년에서 5년 사이가 경과된 이후에 수행하는 과업에 대한 평가와 캡스톤디자인 과정에서 평가된 인재관의 요소가 비교되어야 할 것이다. 둘째, 평가자와 평가 대상을 보다 다면화하고, 평가 대상에 대한 평가 방법에 절대적, 경제적 가치 평가를 반영하는 방법이 연구되어야 한다. 셋째, 평정불일치에 대한 해소를 위하여 평가자별 평가결과에 대한 일관성을 검증하여, 일관성이 낮은 평가결과를 배제하는 과정이 체계화되어 포함되어야 한다.
본 논문에서는 공학교육과정에서 널리 활용되고 있는 캡스톤디자인 교과목에 대한 평가체계 개발 사례를 제시하였다. 본 논문에서 제시한 캡스톤디자인 교과목의 학습 성과 평가체계는 타 대학의 캡스톤디자인 교과목 운영 시 일부 참고될 수 있으며, 산학이 연계된 교육 및 인턴 프로그램 개발 시 평가체계 설계를 위해서도 사용될 수 있다.
둘째, 평가자와 평가 대상을 보다 다면화하고, 평가 대상에 대한 평가 방법에 절대적, 경제적 가치 평가를 반영하는 방법이 연구되어야 한다. 셋째, 평정불일치에 대한 해소를 위하여 평가자별 평가결과에 대한 일관성을 검증하여, 일관성이 낮은 평가결과를 배제하는 과정이 체계화되어 포함되어야 한다.
향후에는 다음과 같은 연구를 통해 본 논문의 한계성을 보완하고, 그 활용성을 높일 수 있다. 첫째, 종단 연구 (longitudinal study)를 통해 본 평가 체계를 통해 산출된 산업체 인재관 요소별 점수가 실제 기업 현장에서 이루어지는 인재에 대한 평가와 유의미한 상관성이 존재하는 가를 분석해야 한다. 다만, 이를 위해서는 학습자가 실제 기업 현장에서 근무하면서 팀단위 과업의 팀원역할 뿐만 아니라 책임자의 역할도 수행할 수 있는 단계가 되어야 하므로, 졸업 후 최소 3년에서 5년 사이가 경과된 이후에 수행하는 과업에 대한 평가와 캡스톤디자인 과정에서 평가된 인재관의 요소가 비교되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기업들이 갖고 있는 인재상에는 어떠한 요소들이 포함되는가?	캡스톤디자인이 산업현장에서 발생 가능한 문제에 대한 실질적 해결능력을 배양하기 위한 것이므로 기업들이 갖고 있는 인재상에 대한 요소도 평가에 반영함이 타당하다. [7]에서 기업들은 인재에 대한 주요 기준으로 도전정신과 성취의식, 도덕성과 올바른 가치관, 협동심, 아이디어의 구체화와 현실화 능력, 커뮤니케이션 능력, 글로벌역량, 혁신 역량, 책임감 등을 뽑았다.
	평가절차는 크게 어떻게 구성되어 있는가?	평가절차는 크게 중간 평가 단계, 최종 평가 단계, 평가 완료 단계로 구성된다. 각 단계별 진행절차는 그림 1과 같다.
	기본적 설계요소로 제시되는 것들은 무엇인가?	[4]에서는 기본적 설계요소로 설계목표 설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가를 제시하고 있으며, 현실적 제한조건으로 경제, 환경, 사회, 윤리, 미학, 보건 및 안전, 생산성과 내구성, 산업표준 등을 제시하고 있다. [4]에서 제시된 설계요소는 캡스톤디자인의 진행 과정에 대한 평가 요소에 해당되며, 현실적 제한조건은 설계 결과물의 현실적 가치에 대한 평가 요소에 해당된다.

참고문헌 (12)

McKenzie, L.J., Trevisan, M.S., Davis, D.C. and Beyerlein, S.W,. "Capstone design courses and assessment: a national study", Proceedings of the 2004 American Society of Engineering Education Annual Conference & Exposition, 2004.
Hwang, P., "Capstone design: a future of engineering education", Digital Times, 2010.7.22.
ABEEK, KEC2005, ABEEK, 2010.
ABEEK, An Introduction to KEC2005, ABEEK, 2010.
Gesink, J. and Mousavinezhad, S.H., "An ECE capstone design experience", 2003 American Society for Engineering Education Conference Proceedings, 2003.
Quadrato, C. and Welch, R.W., "Grading capstone design: on time and on target", 2003 American Society for Engineering Education Conference Proceedings, 2003.
Kang, S.J. and Ko, Y.K., The Right People for the Company, Federation of Korean Industries, 2008.
Hazucha, J.F., Hezlett, S.A. and Schneider. R.J., " The impact of 360-degree feedback on management skills development", Human Resource Management, Vol.32, No.2/3, pp. 325-351, 1993.

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Walker, A. and Smither, J., "A five-year study of upward feedback: what managers do with their results matters", Personnel Psychology, Vol.52, No.2, pp. 393 -423, 1999.

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Venkataramanujam, V. and Larochelle, P., "Panther peer: a web-based tool for peer evaluation", Proceeding of 2010 Florida Conference on Recent Advances in Robotics, 2010.
Yoo, S.K., Education Objective & Evaluation of Learning Outcomes, ICEE of Ajou University, 2008.
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