창의설계입문의 PBL(Problem-Based Learning) 적용: 충남대학교 환경공학분야 사례 Application of Problem-Based Learning (PBL) Method to Introduction to Creative Engineering Design Course: Case Study of Environmental Engineering in Chungnam National University원문보기
본 연구에서는 충남대학교환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다. 1. PBL 학습법을 적용한 창의설계입문 교과목은 학습 성과분석 결과, 학생 스스로 문제해결 과정에서 팀워크의 중요성과 팀원으로서의 책임감을 깨닫는 계기가 되었다는 것이 가장 높게 나타났다. 또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다. 아울러 학생들이 스스로 사고하는 능력과 창의성의 중요성, 팀 협동 능력이 향상되었다. 2. PBL 활용 창의설계입문의 교과목 수강을 통해 학생들이 대체로 매우 만족하고 우수하다는 평가가 나타났으며, 특히 교수와 조교의 충분한 의사소통, 역할에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 3. PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다. 4. 그러나 향후 PBL 활용창의설계입문 교과목 교육 시 PBL문제 제시의 수, 충분한 예산 확보 방안, 팀원 간 갈등 예방 등에 대한 체계적인 준비와 개선이 필요하다. 이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.
본 연구에서는 충남대학교 환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다. 1. PBL 학습법을 적용한 창의설계입문 교과목은 학습 성과분석 결과, 학생 스스로 문제해결 과정에서 팀워크의 중요성과 팀원으로서의 책임감을 깨닫는 계기가 되었다는 것이 가장 높게 나타났다. 또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다. 아울러 학생들이 스스로 사고하는 능력과 창의성의 중요성, 팀 협동 능력이 향상되었다. 2. PBL 활용 창의설계입문의 교과목 수강을 통해 학생들이 대체로 매우 만족하고 우수하다는 평가가 나타났으며, 특히 교수와 조교의 충분한 의사소통, 역할에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 3. PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다. 4. 그러나 향후 PBL 활용창의설계입문 교과목 교육 시 PBL문제 제시의 수, 충분한 예산 확보 방안, 팀원 간 갈등 예방 등에 대한 체계적인 준비와 개선이 필요하다. 이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.
An 'Introduction to Creative Engineering Design' course at College of Engineering at Chungnam National University is required for all freshmen. The objective of this course is to educate the freshmen with basic engineering design concepts and experiences in creative problem-solving approaches. It pr...
An 'Introduction to Creative Engineering Design' course at College of Engineering at Chungnam National University is required for all freshmen. The objective of this course is to educate the freshmen with basic engineering design concepts and experiences in creative problem-solving approaches. It provides the students learning opportunities in solving engineering design problems through team efforts and creative approaches. Thus, this course emphasizes creative ideas and thinking, engineering design experiences to students over the course. This study presents the syllabus, the examples of PBL (problem based learning)-related activities as a team, and the results of the course evaluation and outcomes. Based on the results of this study, we can conclude that overall this course using PBL method had significant positive effects on the course outcomes and the creativity of the engineering freshmen in the department of environmental engineering at Chungnam National University. However, there are still efforts to be needed to improve the PBL-related activities in the course, including students' workload, financial supports, and team work.
An 'Introduction to Creative Engineering Design' course at College of Engineering at Chungnam National University is required for all freshmen. The objective of this course is to educate the freshmen with basic engineering design concepts and experiences in creative problem-solving approaches. It provides the students learning opportunities in solving engineering design problems through team efforts and creative approaches. Thus, this course emphasizes creative ideas and thinking, engineering design experiences to students over the course. This study presents the syllabus, the examples of PBL (problem based learning)-related activities as a team, and the results of the course evaluation and outcomes. Based on the results of this study, we can conclude that overall this course using PBL method had significant positive effects on the course outcomes and the creativity of the engineering freshmen in the department of environmental engineering at Chungnam National University. However, there are still efforts to be needed to improve the PBL-related activities in the course, including students' workload, financial supports, and team work.
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문제 정의
본 교과목의 학습목표와 학습성과 달성을 위해 교과목의 주요 내용은 15주를 기준으로 제1주~3주는 공학 분야의 소개, 공학 설계의 개념과 추세, 친환경 설계(environmentally conscious design, Eco-design) 등에 대한 기본 내용을 소개한 뒤, PBL 문제를 팀워크를 통해 수행하고 성과를 발표하는 것으로 구성되어 있다. 대학에 입학한 1학년 학생들에게 보다 쉽고 재미있게 공학 분야의 소개와 함께 공학의 기초설계 개념을 소개하고 실생활에서 접하는 PBL 문제를 수행하여 학습의욕과 흥미를 높이고자 하였다. Table 1은 주별 강의 및 PBL 수행내용을 예시로 제시하였다.
특히 환경공학 분야 중 우리 실생활에 관련된 PBL 문제를 선정하여 학생들로 하여금 학습동기와 흥미를 갖도록 하였 으며 자기주도적인 학습능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 PBL 문제를 스스로 해결해나가는 창의적인 문제해결능력 배양, 소그룹 팀 구성을 통해 협동학습 경험, 해결방안 발표 및 제시 시 의사전달능력 배양 등의 학습성과를 유도하고자 하였다. 특히 창의설계입문 교과목에서는 학생들의 창의성이 요구되고, 기존 주제중심학습(subject oriented learning)에 따른 수동적인 학습참여가 아닌 실생활에서 부딪칠 수 있는 문제들을 학생들이 직접 경험하면서 자기주도적인 학습을 유도하고자 PBL 학습방법을 적용하였다.
본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생 설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다.
본 연구에서는 충남대학교 환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다.
또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생 설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다.
본 연구에서는 이러한 배경 하에서 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 2학기에 개설되어 있는 창의설계입문 교과목에 대해 PBL 교수법 개발 및 적용을 주로 다루었다. 또한 PBL 활용 창의설계입문 교과목을 통해 나타난 학생들의 변화를 주로 학습성과, 강의평가 만족도, 피드백 및 강의 개선 방향 등을 분석하여 요약 제시하였다.
본 연구에서는 충남대학교 환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다.
이러한 목표는 PBL 문제 해결을 통해 달성될 수 있도록 하였 으며, 이를 위해 기초 자료 제공, 문헌 정보, 실습실 제공, 실습 조교 등이 교육 기반으로 제공되었다. PBL 문제 해결은 5인 1조 소그룹을 구성하여 수행하도록 하였다.
본 교과목은 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생 대상 공학기초설계 교과목으로서 공학설계에 대한 기본 개념 소개와 함께 환경공학 관련 분야의 설계 프로젝트를 수행하도록 하고 있다. 특히 환경공학 분야 중 우리 실생활에 관련된 PBL 문제를 선정하여 학생들로 하여금 학습동기와 흥미를 갖도록 하였 으며 자기주도적인 학습능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 PBL 문제를 스스로 해결해나가는 창의적인 문제해결능력 배양, 소그룹 팀 구성을 통해 협동학습 경험, 해결방안 발표 및 제시 시 의사전달능력 배양 등의 학습성과를 유도하고자 하였다.
제안 방법
3. PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다.
본 PBL 활용 창의설계입문 교과목에서는 PBL 팀별 수행평가를 위해 PBL 수행 팀별 구두발표 평가, 회의록 평가, 보고서 평가, 팀별 포트폴리오 평가, 전시회 평가, 팀 내 동료평가, 출석 등의 다양한 평가 방법이 포함되었다. PBL 문제 수행 후 팀별로 구두발표회에서 문제해결 방안 및 설계 성과물을 제시하도록 하였다. 구두발표회의 평가항목으로는 팀별 창의적 문제해결 능력, 완성도, 지식 이해도, 의사전달 능력(목소리, 자세, 방법 등) 등이 포함되었다.
이러한 목표는 PBL 문제 해결을 통해 달성될 수 있도록 하였 으며, 이를 위해 기초 자료 제공, 문헌 정보, 실습실 제공, 실습 조교 등이 교육 기반으로 제공되었다. PBL 문제 해결은 5인 1조 소그룹을 구성하여 수행하도록 하였다.
이를 위해 학생들이 스스로 PBL 문제를 창의적으로 해결하기 위한 팀별 회의록 작성(아이디어 창출, 팀원의 학습 수행 결과 정리 및 요약), 팀 규칙 설정, 팀별 발표 자료 준비, PBL 보고서 작성 및 제출, 설계 시작품 제작 등이 포함되었다. 교수와 실습조교는 PBL 문제 제시와 학습 안내자로서 역할을 하고 학생 스스로 문제를 해결할 수 있도록 학생들에게 동기부여 질문과 다양한 학습 촉진방법, 문제 해결 시 어려움을 진단하고 중재하는 역할만을 담당하도록 하였다.
PBL 교수법 활용 창의설계입문의 학습목표는 (1) 수학, 과학, 및 공학에 대한 기초 지식을 바탕으로 학생들이 공학기초설계 개념을 익히고 주어진 PBL 문제를 창의적으로 해결하는 과정에서 자기주도적 학습의 경험을 제공하는 데 있다. 그리고 (2) 우리가 실생활에서 접하는 여러 공학적 문제 중 환경공학 관련 분야의 문제를 PBL 문제로 제시하여 학생들이 팀을 구성하고 팀워크를 통해 창의적 문제해결 능력을 배양하도록 하였다. 마지막으로 (3) PBL 문제 해결과정에서 학생들이 팀 협동학습의 중요성, 의사전달 및 소통 능력 배양, 책임감 등이 고취 될 수 있도록 하였다.
구체적인 수행 준거표는 본 교과목의 강의교재에 제시되었으며, 이를 활용하여 평가가 진행되었다(장용철, 2010). 또한 PBL 문제 해결 수행과정을 상세히 기록한 팀별 회의록과 PBL 수행 보고서를 평가하고 이를 종합화하여 제출한 팀별 포트폴리오를 평가하여 팀별 PBL 수행 능력 및 완성도를 평가하였다.
본 연구에서는 이러한 배경 하에서 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 2학기에 개설되어 있는 창의설계입문 교과목에 대해 PBL 교수법 개발 및 적용을 주로 다루었다. 또한 PBL 활용 창의설계입문 교과목을 통해 나타난 학생들의 변화를 주로 학습성과, 강의평가 만족도, 피드백 및 강의 개선 방향 등을 분석하여 요약 제시하였다.
그리고 학습평가 시 개개인의 활동에 대한 평가뿐만 아니라 소그룹 팀 활동에 대한 그룹평가도 이루어져야 한다. 본 PBL 활용 창의설계입문 교과목에서는 PBL 팀별 수행평가를 위해 PBL 수행 팀별 구두발표 평가, 회의록 평가, 보고서 평가, 팀별 포트폴리오 평가, 전시회 평가, 팀 내 동료평가, 출석 등의 다양한 평가 방법이 포함되었다. PBL 문제 수행 후 팀별로 구두발표회에서 문제해결 방안 및 설계 성과물을 제시하도록 하였다.
팀별 팀원의 기여도를 평가하기 위해 팀의 회의 참여도, 활동 참여도, 역할 완성도, 아이디어 제시 등에 대한 동료평가도 병행하여 개별적인 평가가 이루어지도록 하였다. 위의 학생에 대한 학습평가 이외에 PBL 활용 창의설계입문 교과목에 대한 강의평가와 수강 전후의 학습 성과에 대한 설문조사가 이루어졌다.
구두발표회의 평가항목으로는 팀별 창의적 문제해결 능력, 완성도, 지식 이해도, 의사전달 능력(목소리, 자세, 방법 등) 등이 포함되었다. 이러한 수행평가 (performance assessment) 채점 시 수행 준거표(performance criteria)에 의거하여 객관적인 평가가 이루어지도록 하였다. 구체적인 수행 준거표는 본 교과목의 강의교재에 제시되었으며, 이를 활용하여 평가가 진행되었다(장용철, 2010).
이러한 가치를 극대화하기 위해서는 PBL에 대한 개념 이해가 필요하고, 이를 준수하고 각 단계에서 수행해야 할 역할과 활동, 절차를 충실히 따라야 한다. 이를 위해 학생들이 스스로 PBL 문제를 창의적으로 해결하기 위한 팀별 회의록 작성(아이디어 창출, 팀원의 학습 수행 결과 정리 및 요약), 팀 규칙 설정, 팀별 발표 자료 준비, PBL 보고서 작성 및 제출, 설계 시작품 제작 등이 포함되었다. 교수와 실습조교는 PBL 문제 제시와 학습 안내자로서 역할을 하고 학생 스스로 문제를 해결할 수 있도록 학생들에게 동기부여 질문과 다양한 학습 촉진방법, 문제 해결 시 어려움을 진단하고 중재하는 역할만을 담당하도록 하였다.
기존 전공주제 설계 교과목은 전공지식을 습득한 3～4학년을 대상으로 구조화된 문제를 바탕으로 공학적 지식을 적용하고 문제를 해결해 나가는 반면, 본 PBL 기반 공학기초 설계 교과목은 공학 신입생을 대상으로 설계의 기본개념을 소개하고, 비교적 덜 구조화된 문제를 기초 과학 및 수학적 지식을 활용하여 창의적으로 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 이를 통해 공과대학 1학년 학생들이 공학도로서 창의적 공학설계의 개념을 익히고, 문제해결을 위한 학습내용 추론 및 자료조사, 문제해결 방안 토의, 과학적 지식의 적용과 검토, 문제해결방안 제시 등을 자기주도적으로 수행하여 창의성 증진, 학습흥미 유발, 그리고 문제해결능력 배양을 목표로 구성하였다.
또한 학생들이 PBL 문제를 스스로 해결해나가는 창의적인 문제해결능력 배양, 소그룹 팀 구성을 통해 협동학습 경험, 해결방안 발표 및 제시 시 의사전달능력 배양 등의 학습성과를 유도하고자 하였다. 특히 창의설계입문 교과목에서는 학생들의 창의성이 요구되고, 기존 주제중심학습(subject oriented learning)에 따른 수동적인 학습참여가 아닌 실생활에서 부딪칠 수 있는 문제들을 학생들이 직접 경험하면서 자기주도적인 학습을 유도하고자 PBL 학습방법을 적용하였다.
팀별 팀원의 기여도를 평가하기 위해 팀의 회의 참여도, 활동 참여도, 역할 완성도, 아이디어 제시 등에 대한 동료평가도 병행하여 개별적인 평가가 이루어지도록 하였다. 위의 학생에 대한 학습평가 이외에 PBL 활용 창의설계입문 교과목에 대한 강의평가와 수강 전후의 학습 성과에 대한 설문조사가 이루어졌다.
학생들의 만족도 조사 분석으로서 총 6개 항목을 갖고 사후 강의 평가에 대한 설문 조사를 실시하였다. Table 4는 총 6개 항목에 대한 질문 내용과 기술 통계에 대한 결과이다.
성능/효과
1. PBL 학습법을 적용한 창의설계입문 교과목은 학습 성과 분석 결과, 학생 스스로 문제해결 과정에서 팀워크의 중요성과 팀원으로서의 책임감을 깨닫는 계기가 되었다는 것이 가장 높게 나타났다. 또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다.
2. PBL 활용 창의설계입문의 교과목 수강을 통해 학생들이 대체로 매우 만족하고 우수하다는 평가가 나타났으며, 특히 교수와 조교의 충분한 의사소통, 역할에 대해 만족하는 것으로 나타났다.
PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다.
그 중에서 가장 높은 항목은 “PBL 학습동기 및 흥미유발”로 나타났고, 또한 “튜터로서의 교수와 조교 역할”이 상관성 측면에서 다른 항목보다 상대적으로 높다는 것을 알 수 있었다.
본 교과목 운영을 통해 학생들로부터 창의설계입문 교과목에 대한 강의/실습 개선에 대한 의견을 수렴한 결과, 첫째는 팀별로 PBL 문제 2가지를 선정하여 15주의 교육과정 기간 내 과제를 수행하고 성과물을 발표하는 것이 시간적 제약이 많다는 의견이 있었다. 둘째 PBL 실습을 위한 재료 목록 선정과 구매 후 실습 수행까지 시간이 오래 걸리고, 실습을 위한 예산이 부족하다는 의견이 많이 제시되었다. 따라서 창의설계실습 시 두 개의 PBL 문제 수행 및 해결을 통해 관련 전문 지식을 많이 습득하기에는 무리가 있다고 판단된다.
Table 4는 총 6개 항목에 대한 질문 내용과 기술 통계에 대한 결과이다. 리커트 (Likert) 5점 척도에서 평균치가 가장 높은 항목은 4번과 6번으로서 교수와 학생들 간의 충분한 의사소통 및 튜터로서의 역할이 충분히 이루어졌음을 알 수 있다.
그리고 (2) 우리가 실생활에서 접하는 여러 공학적 문제 중 환경공학 관련 분야의 문제를 PBL 문제로 제시하여 학생들이 팀을 구성하고 팀워크를 통해 창의적 문제해결 능력을 배양하도록 하였다. 마지막으로 (3) PBL 문제 해결과정에서 학생들이 팀 협동학습의 중요성, 의사전달 및 소통 능력 배양, 책임감 등이 고취 될 수 있도록 하였다.
본 교과목 운영을 통해 학생들로부터 창의설계입문 교과목에 대한 강의/실습 개선에 대한 의견을 수렴한 결과, 첫째는 팀별로 PBL 문제 2가지를 선정하여 15주의 교육과정 기간 내 과제를 수행하고 성과물을 발표하는 것이 시간적 제약이 많다는 의견이 있었다. 둘째 PBL 실습을 위한 재료 목록 선정과 구매 후 실습 수행까지 시간이 오래 걸리고, 실습을 위한 예산이 부족하다는 의견이 많이 제시되었다.
본 교과목의 학습성과로서는 기초 수학, 과학, 공학적 지식을 응용할 수 있는 능력 배양, 설계의 개념과 기초 이해 증진, 공학 문제 해결 능력 배양, 팀원으로서의 역할과 팀워크의 중요성 인식, 미래 환경분야 직업에 대해 이해 증진, 효과적인 의사전달 능력 배양, 시사 문제에 대한 이해 등이 포함되었다.
Table 5는 Table 4의 1번 항목인 교과목 만족도와 다른 항목 간의 상관분석(Pearson 상관계수 활용)을 실시한 결과이다. 상관분석표를 보면 교과목 만족도와 모든 항목이 유의한 상관 결과를 보여주고 있다. 그 중에서 가장 높은 항목은 “PBL 학습동기 및 흥미유발”로 나타났고, 또한 “튜터로서의 교수와 조교 역할”이 상관성 측면에서 다른 항목보다 상대적으로 높다는 것을 알 수 있었다.
또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다. 아울러 학생들이 스스로 사고하는 능력과 창의성의 중요성, 팀 협동 능력이 향상되었다.
이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.
후속연구
4. 그러나 향후 PBL 활용창의설계입문 교과목 교육 시 PBL 문제 제시의 수, 충분한 예산 확보 방안, 팀원 간 갈등 예방 등에 대한 체계적인 준비와 개선이 필요하다.
향후 PBL 수행 문제를 팀별두 개에서 한 개로 선정하여 집중적으로 수행하고 발표하는 것이 필요하다고 생각된다. 마지막으로 팀별 PBL 문제 수행 시 효율적 회의 진행 요령과 팀워크 문제 및 팀원 간 갈등 대처 등에 대한 적절한 조언에 대해 지속적인 개선이 필요하다고 판단된다. 또한 PBL 활용 창의설계입문의 교과 내용으로서 효율적인 회의 진행 방법과 팀 내 팀원 간 갈등 유발 시 대처 방법과 극복 등에 대한 구체적인 사례와 실질적인 내용도 반영하여 지속적인 강의 개선이 필요하다.
따라서 창의설계실습 시 두 개의 PBL 문제 수행 및 해결을 통해 관련 전문 지식을 많이 습득하기에는 무리가 있다고 판단된다. 향후 PBL 수행 문제를 팀별두 개에서 한 개로 선정하여 집중적으로 수행하고 발표하는 것이 필요하다고 생각된다. 마지막으로 팀별 PBL 문제 수행 시 효율적 회의 진행 요령과 팀워크 문제 및 팀원 간 갈등 대처 등에 대한 적절한 조언에 대해 지속적인 개선이 필요하다고 판단된다.
이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PBL 교수법의 특징은 무엇인가?
, 2008) 등에서 도입하여 대학교육에 활용하고 있다. PBL 교수법의 근본적인 특징은 강의가 교수에 의해 학습이 이루어지는것이 아니라, 학생 스스로 문제를 창의적으로 해결해야하는 학습자 중심의 수업 방식이다(Barrows, 1985). PBL 교수법에서 실제 우리가 살고 있는 현실에서 접할 수 있는 실제적인 PBL 문제를 활용한다면 학생들이 PBL 문제를 접하게 되면서 많은 학습 동기와 흥미를 가질 수 있다.
창의성에 바탕을 둔 공학설계교육은 무엇에 기여할 수 있는가?
이러한 과학기술 인재양성을 위해 창의성(creativity)을 바탕으로 한 공학설계교육이 확대되고 있다(김인숙 외, 2011). 창의성에 바탕을 둔 공학설계교육은 궁극적으로 학생 스스로 창의적이고 능동적인 참여 유도를 통해 설계 능력을 개발하고 창의성 있는 인재를 대학에서 양성하는 데 기여할 수 있다(백윤수 외, 2006). 그러나 최근까지 대학 교과과정에서 창의적 사고와 자기주도적 문제 해결 능력 관련 교과목은 부족한 실정이다.
공학인증제도 도입으로 시도되는 공학교육혁신에는 무엇이 있는가?
다행히 최근 들어 대학에서 공학인증제도(Accreditation Board for Engineering Education of Korea, ABEEK)가 도입되면서, 설계교육이 강화되고 있으며 실무적인 지식 적용을 위한 산업체와 교육 연계 프로그램, 엔지니어로서의 자질 및 능력 함량 교육 프로그램 등에 대해 관심이 고조되고 있다. 특히 기존의 이론 중심의 교육에서 벗어나 전공주제 종합설계(capstone design) (서두원, 2009; Kristen et al., 2009), 문제중심학습(problembased learning, 이하 PBL) 교수법(Barrows, 1985; Frank et al., 2003; Amador & Peter, 2006; 강소연, 2009), 체험학습 기반 교수법(이종수, 2008), 프로젝트 기반 capstone design (Dutson et al., 1997), 융합 및 다학제적 접근(multi-disciplinary approach)(이중순 ․ 곽효연, 2008; 윤린 외, 2011; 백윤수 외,2011) 등 다양한 공학교육혁신이 시도되고 있다(강소연 외 2005).
참고문헌 (27)
강소연(2009). 공학 교육을 위한 문제중심학습 (PBL) 가이드 북. 연세대학교 공학교육센터.
Amador, J. & Peter, C.(2006). The Practice for Problem Based Learning - A Guide to Implementing PBL in the College Classroom. Anker Publishing Company, Inc.
Barrows, H.(1986). A taxonomy of problem-based learning methods. Medical Education, 19(3): 481-486.
Barrows, H.(1985). How to Design a problem-based Curriculum for the Preclinical Years. Springer, NY).
Dutson, A. et al.(1997). A Review of Literature on Teaching Engineering Design Through Project-Oriented Capstone Courses, Journal of Engineering Education, 86: 17-28.
Frank, M., Lavy, I. and Elata, D.(2003). Implementing the Project-Based Learning Approach in an Academic Engineering Course, International Journal of Technology and Design Education, 13: 273-288.
Grant, C. & Dickson, B.(2006). Personal Skills in Chemical Engineering Graduates: The Development of Skills Within Degree Programmes to Meet the Needs of Employers. Education for Chemical Engineers, 1(1): 23-29.
Harris, A. & Briscoe-Andrews, S.(2008). Deveolopment of A problem-based learning elective in "green engineering", Education for Chemical Engineers, 3: e15- e21.
Kristen, G. et al.(2009). The influence of prior industry experience and multidisciplinary teamwork on student design learning in a capstone design course. Design Studies, 30(6): 721-736.
Pinar, C., Fatih, O. and Ilhan, S.(2011). The effects of problem-based learning on the students' success in physics course. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 28: 656-660.
Ribeiro, L. & Mizukami, M.(2005). "Problem-based learning: a student evaluation of an implementation in postgraduate engineering education", European Journal of Engineering Education, 30(1): 137-149.
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