[논문]종합설계 교과목의 교수-학습 결과 분석

김인숙; 김동철

doi:10.18108/jeer.2013.16.2.31

종합설계 교과목의 교수-학습 결과 분석
Analysis of Teaching and Learning Results in Capstone Design Courses 원문보기

공학교육연구 = Journal of engineering education research, v.16 no.2, 2013년, pp.31 - 36

김인숙 (서강대학교 공학교육연구센터) , 김동철 (서강대학교 기계공학과)

초록
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본 연구는 종합설계 교과목의 교수-학습 방법에 따른 수업결과를 분석하고, 시사점을 도출하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 서울 소재 A대학교 공과대학교 B프로그램 4학년 재학생 총 40명을 대상으로 동일한 교수자가 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업으로 운영하여 두개 반의 수업 후 수업결과에 대한 전수조사를 실시하였다. 연구 결과, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도 결과는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과에 기초하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzes results of current Capstone Design teaching and learning methods and makes suggestions based on its findings. To reach these conclusions, participants were 40 forth-year students in Capstone Design courses. In the results of t-test, the average of factors for the situated learning strategies were higher than those of the project based strategies. Also there were significant statistics in grades. Based on this study's findings, recommendations for effective teaching and learning strategies are made for the improvement of Capstone Design courses.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 종합설계 교과목의 교수-학습 방법에 따른 수업 결과를 분석하고, 시사점을 도출하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 서울 소재 A대학교 공과대학교 B프로그램 4학년 재학생 총 40명을 대상으로 동일한 교수자가 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업으로 운영하여 두개 반의 수업 후 수업결과에 대한 전수조사를 실시하였다.
본 연구에서는 A대학의 강의평가 설문지, 공과대학의 교과목 학습성과 달성도에 대한 평가 설문지와 담당교수가 학생에게 부여한 학점 즉, 학업성취도를 조사하였다. 수업만족도 확인을 위한 강의평가 설문지는 5점 척도 총 10문항으로 구성되었으며, 교육목표 달성도와 교과목 학습성과 달성도평가 설문지는 5점 척도로 각각 총 3문항, 12문항으로 구성되었다.
연구 결과, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도 결과는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과에 기초하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하였다.
이에 본 연구에서는 종합설계 교과목의 교수-학습 결과를 분석하고, 연구 결과에 기초하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하고자 한다.

제안 방법

본 연구는 서울 소재 A대학교 공과대학 B프로그램의 종합설계 교과목을 수강한 총 40명을 대상으로 진행하였다. 동일한 교수자가 두 학기에 걸쳐서 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 학습(사례1)과 상황학습 중심 수업(사례2) 방법으로 운영하여 두개 반의 수업이 각각 끝난 후 학기말에 전수조사를 실시하였다.
본 연구는 종합설계 교과목에서 활용되고 있는 교수-학습 방법 즉, 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업의 결과를 분석하였다. 두 가지 교수-학습 전략에 따른 수업 결과, 전체 항목에서 모두 상황학습 중심 수업의 높은 점수를 보였다.
본 연구를 위한 종합설계 수업은 두 가지 교수 전략을 적용하여 각각 16주간 실시되었다. Table 1은 프로젝트 중심 학습(사례1)과 상황학습 중심 수업(사례2)을 위한 교수 전략이다.
본 연구에서는 A대학의 강의평가 설문지, 공과대학의 교과목 학습성과 달성도에 대한 평가 설문지와 담당교수가 학생에게 부여한 학점 즉, 학업성취도를 조사하였다. 수업만족도 확인을 위한 강의평가 설문지는 5점 척도 총 10문항으로 구성되었으며, 교육목표 달성도와 교과목 학습성과 달성도평가 설문지는 5점 척도로 각각 총 3문항, 12문항으로 구성되었다.
본 연구는 종합설계 교과목의 교수-학습 방법에 따른 수업 결과를 분석하고, 시사점을 도출하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 서울 소재 A대학교 공과대학교 B프로그램 4학년 재학생 총 40명을 대상으로 동일한 교수자가 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업으로 운영하여 두개 반의 수업 후 수업결과에 대한 전수조사를 실시하였다.

대상 데이터

본 연구는 서울 소재 A대학교 공과대학 B프로그램의 종합설계 교과목을 수강한 총 40명을 대상으로 진행하였다. 동일한 교수자가 두 학기에 걸쳐서 종합설계 교과목을 프로젝트 중심 학습(사례1)과 상황학습 중심 수업(사례2) 방법으로 운영하여 두개 반의 수업이 각각 끝난 후 학기말에 전수조사를 실시하였다.

데이터처리

0 version 통계 프로그램으로 분석하였다. 통계방법은 기술통계와 함께 변인별 통계적 유의미성을 비교 분석하기 위해 독립표본-t test를 실시하였다.

성능/효과

본 연구는 종합설계 교과목에서 활용되고 있는 교수-학습 방법 즉, 프로젝트 중심 수업과 상황학습 중심 수업의 결과를 분석하였다. 두 가지 교수-학습 전략에 따른 수업 결과, 전체 항목에서 모두 상황학습 중심 수업의 높은 점수를 보였다. 즉, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도 결과에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다.
분석결과, 상황학습 중심 수업(사례2)은 프로젝트 중심 수업(사례1)에 비해 학업성취도가 높게 나타났다. 또한, 두 수업간의 학업성취도 차이는 한 가지 평가 요소를 제외하고 전체에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다.
수업만족도 분석 결과는 다음의 Table 2와 같다. 분석결과, 상황학습 중심 수업(사례2)은 프로젝트 중심 수업(사례1)에 비해 전 문항에 걸쳐 만족도가 높게 나타났으며, 두 가지 수업에 대한 만족도는 전 문항에서 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다.
교과목 학습성과 달성도 분석 결과는 다음의 Table 3과 같다. 분석결과, 상황학습 중심 수업(사례2)은 프로젝트 중심 수업(사례1)에 비해 학습성과 달성도에 대한 자가평가 결과가 전체 항목에서 높게 나타났으며, 이러한 두 가지 수업간의 교과목 학습성과 달성도 차이는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다.
교수자가 부여하는 학점 즉, 학업성취도 분석 결과는 다음의 Table 4와 같다. 분석결과, 상황학습 중심 수업(사례2)은 프로젝트 중심 수업(사례1)에 비해 학업성취도가 높게 나타났다. 또한, 두 수업간의 학업성취도 차이는 한 가지 평가 요소를 제외하고 전체에서 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다.
연구 결과, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도 결과는 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과에 기초하여 실제 종합설계 수업에서 실행 가능한 효과적인 교수-학습 전략을 제안하였다.
두 가지 교수-학습 전략에 따른 수업 결과, 전체 항목에서 모두 상황학습 중심 수업의 높은 점수를 보였다. 즉, 상황학습 중심 수업은 프로젝트 중심 수업에 비해 수업만족도, 교과목 학습성과 달성도, 학업성취도 결과에서 높은 점수를 나타냈으며, 학업성취도는 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다. 이와 같은 차이에 근거하면 상황학습 중심 수업의 주요 교수-학습 전략은 수업결과에 긍정적 영향을 미쳤음을 확인할 수 있다.
이상과 같은 수업에 대한 노력은 교수자와 지원 인력에게는 어려움이 있었으나 이로 인해 학습자의 만족도와 학업성취도에는 긍정적인 영향을 미쳤음을 확인할 수 있다. 즉, 실제 상황 맥락에 근거한 설계 주제를 선정함으로써 수업에 대한 흥미와 동기가 높일 수 있었으며, 상황성과 적용성이 포함된 맥락 기반의 실제적 문제상황을 통해 실무에서 활용 가능한 실제적 지식과 스킬을 습득할 수 있었고, 정량평가의 요소를 구체화함으로써 평가의 신뢰도를 높일 수 있었다.

후속연구

셋째, 교수자가 학습자의 문제해결을 위한 다양한 매체로 구성된 수업자료를 제공함으로써 학습자의 흥미와 동기를 유발할 필요가 있다.
이상과 같이 제안된 종합설계 교과목의 교수-학습 전략을 기초로 종합설계 수업 목표 달성을 위한 다양한 교수-학습 전략의 적용을 통해 효과적인 수업 전략 대한 연구가 후속적으로 이루어질 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	공학설계 교과목의 교육방법은?	ABET(ABET, 2012)에 따르면 전공 영역에서 설계는 목표하는 기능과 성능을 포함한 제반 요구조건을 만족하는 시스템이나 시스템의 일부를 고안하는 전 과정을 포함하므로 이 과정은 수학, 기초과학, 전공 영역의 이론을 기초로 하여 설정된 목표를 달성하기 위하여 사용 가능한 자원을 최적으로 활용될 수 있게 하는 반복적인 의사결정 과정이다(한국공학교육인증원, 2012). 이에 따라 공학설계 교과목은 설계를 계획하고 추진하는 체계적인 방법을 교육해야 한다. 이를 위해 교수자는 저학년에서는 창의력을 기르기 위한 기초설계 교과목을 포함하고 설계에 대한 기초적이고 전반적인 내용을 다루어야 하며, 실제 학생이 참여하여 학생 스스로 문제를 해결해 나가는 과정으로 구성해야 한다.
	전공 영역에서 설계란?	ABET(ABET, 2012)에 따르면 전공 영역에서 설계는 목표하는 기능과 성능을 포함한 제반 요구조건을 만족하는 시스템이나 시스템의 일부를 고안하는 전 과정을 포함하므로 이 과정은 수학, 기초과학, 전공 영역의 이론을 기초로 하여 설정된 목표를 달성하기 위하여 사용 가능한 자원을 최적으로 활용될 수 있게 하는 반복적인 의사결정 과정이다(한국공학교육인증원, 2012). 이에 따라 공학설계 교과목은 설계를 계획하고 추진하는 체계적인 방법을 교육해야 한다.
	종합설계 교과목의 교수-학습 절차 4단계는?	1과 같이 크게 4단계로 진행된다. 1단계는 팀 구성 및 후보 주제 소개, 주제 선택, 문제분석 및 구체화, 문제 정의 및 설계요구사항 확립, 설계 제한요소 분석 및 설계제안서 발표로 진행된다. 2단계는 구체설계, 생산설계, 개념설계 및 발표로 진행되며, 3단계는 프로토타입 제작, 시험 및 평가, 개선사항 반영 및 최종 프로토타입 완성으로 진행되며, 4단계는 최종발표, 개인디자인노트 및 최종보고서 작성 순으로 진행된다.

참고문헌 (11)

김인숙, 강태욱, 최정우(2011). 공학 기초설계 교과목에서 교수-학습 방법에 따른 수업 결과 분석. 공학교육연구, 14(5): 3-9.

원문보기 상세보기
이동명(2012). 공학설계를 위한 전공연구 교수법 사례연구. 공학교육연구, 15(3): 72-77.

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이상원(2010). 다학제 융합 종합설계 교육. 대한기계학회 춘추 학술대회, 2010(11): 4524-4527.
이태식, 전영준, 이동욱, 장병철(2009). 공과대학 캡스톤 디자인 교육과정 운영실태 및 학습 만족도 조사. 공학교육연구, 12 (2): 36-50.

원문보기 상세보기
한국공학교육인증원(2012). KEC 2005 인증기준. 서울: 한국 공학교육인증원.
Anders Berglund(2012). Do we facilitate an innovative learning environment? Student dfficacy in two engineering design projects. Global Journal of Engineering Education, 14(1): 27-32.
ABET Engineering Accreditation Commision(2008). 2009- 2010 Criteria for Accrediting Engineering Programs. [On-line] Available: http://www.abet.org/forms.shtml.
Douglas V. Gallagher, Roland A. L. Rorrer(2011). Incorporation of Manufacturing Process Design into the Senior Capstone Design Course. Proceedings of the ASME 2011 International Mechanical Engineering Congress & Exposition IMECE 2011, 1-7.
Gregory Watkins(2010). Integrating a Manufacturing Technology Program into Engineering Capstone Design. Capstone 2010 Design Conference, 1-4.
Jay R. Goldberg(2009). Senior Design Preparing Students for Capstone Design. Engineering in Medicine and Biology Magazine(IEEE), 28(6): 98-100.

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Marie C. Paretti(2008). Teaching Communication in Capstone Design: The Role of the Instructor in Situated Learning. Journal of Engineering Education, 97(5): 491-503.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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