[논문]창의적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발

윤석범; 장은영

doi:10.15207/jkcs.2014.5.4.015

창의적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발
A Development of Creative Capstone Design Education 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.5 no.4, 2014년, pp.15 - 20

윤석범 (공주대학교 광공학과) , 장은영 (공주대학교 전기전자제어공학부)

초록
AI-Helper

본 논문은 공주대학교에서 실시된 창의적 캡스톤 디자인 교육에 대해 알아보고 새로운 방법을 개발한다. 결과물은 수행 프로젝트의 진행 방법과 과정과 과정을 기반으로 자체평가와 수행평가로 평가하였다. 구성된 팀들은 각 전공 분야의 지식을 갖고 있는 2~3명 이내로 하였다. 프로젝트에 참여한 모든 팀은 자체 평가 기준을 만족시켰으며 전반적인 만족도는 항목별로 5점 만점에 3.88~4.44로 긍정적으로 평가되었다. 기존의 비 산업체 참여와는 다르게 캡스톤 디자인 및 개발 진행에 산업체의 참여가 있었다. 향후에는 캡스톤 디자인 프로젝트를 진행하면서 디자인, 제작 및 시제품 테스트 등에 기업체 지원을 받아 진행하여야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper discusses the creative capstone design education in Kongju National University and introduce a new operational capstone design education method. The result products are evaluated by self-evaluation and performance assessment that is based on the operational method and procedure of the project. The capstone design teams are comprised of 2~3 students with a individual major accomplishments. All teams are satisfied the criteria of evaluation. And their's self-satisfaction and questionaries are totally 3.88~4.44 point out of 5. Compared with the conduct of previous capstone design project that was not the industry affiliate, it provides students with industrial experience in design and development of industrial solution. And industrial partner must provide funds for student team to design, fabrication and test in next time.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 공주대학교 학생들에게 다학제간 캡스톤 디자인 교과목을 운영하면서, 여러 전공 학생들이 팀을 이루어 진행할 때 산업체와의 협력으로 지도를 받으며 이루어진 산업체 결합형 캡스톤 디자인 수행 및 그에 따른 학생들의 평가에 대해 기술하고자 한다. 또한 이를 통하여 공주대학교의 산업체 참여형 캡스톤 디자인 모델의 개선 부분을 알아본다.
본 논문에서는 공주대학교 학생들에게 다학제간 캡스톤 디자인 교과목을 운영하면서, 여러 전공 학생들이 팀을 이루어 진행할 때 산업체와의 협력으로 지도를 받으며 이루어진 산업체 결합형 캡스톤 디자인 수행 및 그에 따른 학생들의 평가에 대해 기술하고자 한다. 또한 이를 통하여 공주대학교의 산업체 참여형 캡스톤 디자인 모델의 개선 부분을 알아본다.
본 연구는 공주대학교에서 실시된 산업체 참여형 캡스톤 디자인 교육에 대해 자체 만족도 평가 등을 활용하여 그 결과를 알아보았다. 결과는 수행 프로젝트의 진행 방법과 과정과 과정을 기반으로 자체평가와 수행평가로 평가하였다.

제안 방법

키넥트 센서를 이용하여 물체의 영상에 대한 깊이를 인식하여 인체인식 및 depth 영상 추출한 다.2.45GHz의 ISM (Industrial Scientic and Medical) 대역을 이용한 블루투스 통신을 활용하여 무선으로 영상의 제스처를 인식하여 인체의 모션에 따른 시스템 제어를 구현하였다.
본 연구는 공주대학교에서 실시된 산업체 참여형 캡스톤 디자인 교육에 대해 자체 만족도 평가 등을 활용하여 그 결과를 알아보았다. 결과는 수행 프로젝트의 진행 방법과 과정과 과정을 기반으로 자체평가와 수행평가로 평가하였다. 구성된 팀들은 각 전공 분야의 지식을 갖고 있는 2 ~ 3명 이내로 하였으며 전반적인 만족도는 항목별로 5점 만점에 3.
서울과학기술대학교 기계시스템 디자인공학과 에서는 캡스톤 디자인 교과목 운영을 2008년부터 진행하였다. 교과 내용을 6가지 설계구성요소인 목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가를 바탕으로 원가, 안정성, 신뢰성, 미학, 윤리성, 사회적 영향 등의 조건 등을 고려하여 정기특강 및 지도교수와의 정규미팅을 통해 캡스톤 디자인을 1년간 진행하였다. 이러한 성과로 2008년 특허출원 4건 및 연구논문 6편 2011년 특허 출원 4건, 각종대회수상 14건을 수행하였으며 매년 산업체와 연계하여 10개 팀이 프로젝트에 참여하였다.
위의 사례 결과 와 같이 산업체 융합형 캡스톤 디자인의 성취도 평가는 독창성, 발표, 완성도로 평가하였으며 과제 진행 시작부터 최종 작품 발표까지 매일 진행 상황을 다음시간에 PPT 형식으로 발표하였다. 또한 출석 체크를 통해 성실성을 평가하였다. 평가에 따른 학점 부여는 S/U 제를 따랐다.
시각적 사고(visual thinking) 기능 및 추론능력을 위해 Lego Block을 이용한 스케치 연습 및 원근법 스케치 연습을 수행한다. 설계방법론으로는 Brainstorming 및 Brain writing 방법 등의 교육내용을 개발하여 진행하였고 최종 3-4명의 팀 과제 수행 및 5-6명의 개념설계 프로젝트를 수행하였다[1]. 2010년에는 화학공학, 신소재공학 및 사회친환경시스템공학의 4학년 학생을 대상으로 다학제간 융합설계 교육을 목적으로 소비자 및 사용자에 초점을 맞추어 스스로 문제를 도출하고 해결하는 Touch Screen 기반 인터페이스를 장착한 단말기로 정보를 제공 받는 프로젝트를 수행하였다.
이러한 캡스톤 디자인 교육을 지원하기 위해서는 학과 또는 전공과 연계한 우수한 산업체 Pool이 체계적으로 구축되어 지원되어야한다. 세 번째는 다학제간 융합형 캡스톤 디자인으로서 서로 다른 전공 학생들이 팀을 이루어 하나의 과제를 진행한다. 공주대학교에서는 다학제간 융합형 캡스톤 디자인에 범용 마이크로프로세서를 활용하여 실행하였다[5].
성균관대학교 기계공학부에서는 창의적 공학설계 교과목을 운영하기 위해 학부 1, 2학년 과정에서 기본소양 교육을 효과적으로 교육시키는 교육과정을 개발하였다. 시각적 사고(visual thinking) 기능 및 추론능력을 위해 Lego Block을 이용한 스케치 연습 및 원근법 스케치 연습을 수행한다. 설계방법론으로는 Brainstorming 및 Brain writing 방법 등의 교육내용을 개발하여 진행하였고 최종 3-4명의 팀 과제 수행 및 5-6명의 개념설계 프로젝트를 수행하였다[1].
또한 이들 캡스톤 디자인 작품 중에는 사업화가 가능한 스마트 자동차 콘트롤을 포함하여 3과제 이다. 위의 과제중 한 과제는 다학제간 융합형에 사용하는 마이크로 프로세서 툴을 기반으로 한 아두이노 우노 보드를 활용하여 산업체 융합형에 적용 시켰다. 키넥트 센서를 이용하여 물체의 영상에 대한 깊이를 인식하여 인체인식 및 depth 영상 추출한 다.
학생 창작형 과제는 각 전공 또는 학과 내의 전공 교과목의 일환으로 교과목 지도교수의 지도아래 한학기 동안 진행되며 제작에 필요한 재료비는 학교에서 지원해 주었다. 이들 과제는 전공 학생들이 팀을 이루어 디자인 도출, 설계 및 제작을 하였으며 프로젝트 평가는 팀평가와 개인 평가를 병행하였다. 학생 창작형 캡스톤 디자인 교육은 매년 많은 학과와 학생들의 참여가 이루어지고 있다.
국내 대학의 초창기 공학설계 관련 교과목 또는 작품 제작은 학과별 또는 전공별 졸업작품전을 개최하는 형태로 진행되며 운영·발전 하였다. 학생들이 팀을 이루고 설계 및 발표 주제를 정한 후, 지도 교수의 지도를 받으며 학과 또는 개인 학생들이 재료 구입을 통해 캡스톤 디자인 관련 작품 제작을 수행하였다.

대상 데이터

교과 내용을 6가지 설계구성요소인 목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가를 바탕으로 원가, 안정성, 신뢰성, 미학, 윤리성, 사회적 영향 등의 조건 등을 고려하여 정기특강 및 지도교수와의 정규미팅을 통해 캡스톤 디자인을 1년간 진행하였다. 이러한 성과로 2008년 특허출원 4건 및 연구논문 6편 2011년 특허 출원 4건, 각종대회수상 14건을 수행하였으며 매년 산업체와 연계하여 10개 팀이 프로젝트에 참여하였다.

이론/모형

또한 출석 체크를 통해 성실성을 평가하였다. 평가에 따른 학점 부여는 S/U 제를 따랐다. 중간고사, 기말고사, 발표, 출석 등을 종합 평가하여 총점이 60점 이상일 경우 3학점의 S 학점을 부여하였다.

성능/효과

결과는 수행 프로젝트의 진행 방법과 과정과 과정을 기반으로 자체평가와 수행평가로 평가하였다. 구성된 팀들은 각 전공 분야의 지식을 갖고 있는 2 ~ 3명 이내로 하였으며 전반적인 만족도는 항목별로 5점 만점에 3.56~4.44로 긍정적으로 평가되었다. 과제 수행시 팀원내의 구성원 만족도는 4.
위의 사례 결과 와 같이 산업체 융합형 캡스톤 디자인의 성취도 평가는 독창성, 발표, 완성도로 평가하였으며 과제 진행 시작부터 최종 작품 발표까지 매일 진행 상황을 다음시간에 PPT 형식으로 발표하였다. 또한 출석 체크를 통해 성실성을 평가하였다.
그림 6은 팀원 상호간의 평가에 따른 결과이다. 전체 적으로 4.2 이상의 높은 만족도를 나타내며 캡스톤 디자인 설계 및 제작을 위한 매일의 발표 준비 및 발표에 대한 기여도를 가장 크게 평가 하였으며 팀의 조원간의 분담된 업무 실행정도, 작품 제작 완성을 위한 조원간의 주도적 참여 상태 그리고 조원들의 솔선수범 순서로 상호 평가의 만족도를 나타내었다. 이러한 평가는 학생 창작형 과제에서는 볼 수 없는 높은 만족도로서 멘토 참여에 따른 지도 및 제작에 따른 재정적 지원이 일정부분 기여 했음을 알 수 있다.
44를 보인다. 전체적으로는 4.2 이상의 결과를 나타내며 이는 이전에 진행된 학생 창작 과제에 비하여 상당히 우수한 결과를 보여준다. 다만 작품지도 내용에 대한 만족도가 3.

후속연구

이미 외국의 사례에서 본바와 같이 캡스톤디자인의 교육의 70% 이상이 산업체와 연관되어 재정적, 인적 지원을 받고 있음은 시사하는 바가 크다. 또한 이를 더욱 발전시켜 해외 산업체와의 장기간에 걸친 캡스톤 디자인 협력도 향후 진행되어야 할 과제이다.
현재 국내 대학들이 수행하는 캡스톤 디자인은 주로 팀별 개별 주제에 의한 교육과정 운영이 다수를 이루고 있으며, 아직까지는 산업체의 재정지원은 미약하며 산업체 인사가 프로젝트에 참여하는 부분도 아직 걸음마 단계에 있다. 또한 팀별 과제 수행 시에 사용되는 재료들의 비용부담 및 지원 등이 대학 및 산업체의 지속적인 지원 하여 이루어진다면 양질의 교육 프로그램으로 발전할 수 있을 것이다. 이미 외국의 사례에서 본바와 같이 캡스톤디자인의 교육의 70% 이상이 산업체와 연관되어 재정적, 인적 지원을 받고 있음은 시사하는 바가 크다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	창의적 공학설계 교과목에서 학생들이 수행하는 것에는 어떤것들이 있는가?	성균관대학교 기계공학부에서는 창의적 공학설계 교과목을 운영하기 위해 학부 1, 2학년 과정에서 기본소양 교육을 효과적으로 교육시키는 교육과정을 개발하였다. 시각적 사고(visual thinking) 기능 및 추론능력을 위해 Lego Block을 이용한 스케치 연습 및 원근법 스케치 연습을 수행한다. 설계방법론으로는 Brainstorming 및 Brain writing 방법 등의 교육내용을 개발하여 진행하였고 최종 3-4명의 팀 과제 수행 및 5-6명의 개념설계 프로젝트를 수행하였다[1]. 2010년에는 화학공학, 신소재공학 및 사회친환경시스템공학의 4학년 학생을 대상으로 다학제간 융합설계 교육을 목적으로 소비자 및 사용자에 초점을 맞추어 스스로 문제를 도출하고 해결하는 Touch Screen 기반 인터페이스를 장착한 단말기로 정보를 제공 받는 프로젝트를 수행하였다. 이러한 교육을 통해 공학 설계 뿐만 아니라 소비자, 사회심리 및 경영 등의 다양한 관점을 융합하는 능력을 배양시켰다[2].
	성균관대학교 기계공학부에서 창의적 공학설계 교과목을 운영하기 위해 개발한 교육과정은?	성균관대학교 기계공학부에서는 창의적 공학설계 교과목을 운영하기 위해 학부 1, 2학년 과정에서 기본소양 교육을 효과적으로 교육시키는 교육과정을 개발하였다. 시각적 사고(visual thinking) 기능 및 추론능력을 위해 Lego Block을 이용한 스케치 연습 및 원근법 스케치 연습을 수행한다.
	서울과학기술대학교 기계시스템 디자인공학과의 캡스톤 디자인과목에서 교과 내용을 구성하고 있는 설계구성요소는?	서울과학기술대학교 기계시스템 디자인공학과 에서는 캡스톤 디자인 교과목 운영을 2008년부터 진행하였다. 교과 내용을 6가지 설계구성요소인 목표설정, 합성, 분석, 제작, 시험, 평가를 바탕으로 원가, 안정성, 신뢰성, 미학, 윤리성, 사회적 영향 등의 조건 등을 고려하여 정기특강 및 지도교수와의 정규미팅을 통해 캡스톤 디자인을 1년간 진행하였다. 이러한 성과로 2008년 특허출원 4건 및 연구논문 6편 2011년 특허 출원 4건, 각종대회수상 14건을 수행하였으며 매년 산업체와 연계하여 10개 팀이 프로젝트에 참여하였다.

참고문헌 (11)

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원문보기 상세보기
Su-Ho Jang, Jun-Young Lee, Seung-Ryul Mareng, Eun-Young Jang, Seok-Beom Yoon, "Gesture Recognition Based on the Microprocessor Using Kinect", Proceeding of the KIPEE Conference 2014, No. 1, pp. 130-131, 2014.
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J. Goldberg, V. Cariapa, G. Corliss, and K. Kaiser, "The Benefits of Industry Involvement in the Multidisciplinary Capstone Design Course at Marquette University", 2012 Capstone Design Conference, 2012.
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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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