본문내용 바로가기

EEIC 공학교육정보센터

검색
공학소식 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
대학정보 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
연구정보 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
혁신센터정보 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
캡스톤디자인 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
산학협력정보 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
공학네트워크 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
정보센터 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다
마이페이지 - 공학교육정보센터는 공학교육 관련단체간의 적극적인 협력 체제를 구축하기 위한 지식허브 역할을 감당합니다

학술대회논문집

  • HOME
  • 학술연구
  • 학술대회논문집
간편검색 검색 상세검색
검색
  • 공학교육에서의 리빙랩 활용에 관한 연구

    저자박진희,김민수,이병권,정진우

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 13권 호 12~13p / 2018년 09월

    조회수50

     리빙랩은 사용자의 수요와 참여를 기반으로 혁신활동이 이루어지는 사용자 기반 혁신 플랫폼을 의미한다. 엔지니어 중심의 혁신활동이 사회의 수요나 사용자의 수용에 상응하지 못하는 경우들이 발생하고 기술사회학 연구들이 사용자들의 혁신 기여 가능성을 밝혀주면서 유럽을 중심으로 새로운 혁신 모델의 하나로 정착하기 시작했다. 이 혁신 모델에서는 사용자는 단순한 수용자가 아닌 혁신주체로서 개발자, 정책지원자와 동일한 지위를 부여

    받게 된다.

     최근 국내에서는 사회문제 해결을 위한 기술 개발에 이들 문제에 관련된 시민들이 참여하는 혁신 모델로서 정부 차원에서 지원되고 있기도 하다. 리빙랩 유형은 참여 행위자의 조직화 방식, 중심 행위자 등에 따라 구분할 수 있는데, 지역 사회 문제를 해결하기 위해 정부와 지자체가 리빙랩을 적극 조직하는 이외에 연구기관, 기업이 조직하는 경우도 있다. 시민사회가 스스로 조직하여 지역 문제를 해결하기 위해 리빙랩을 활용하는 사례도 존재한다. 시민사회 조직의 리빙랩 혹은 지역 문제 해결을 위한 정부나 지자체 주도의 리빙랩은 한편으로 참여 시민들의 시민의식 고양에

    도 기여하고 있다.

     동국대학교에서는 링크사업단의 주요 사업의 일환으로 지역문제 해결을 위한 리빙랩 사업을 적극 지원하고 있다. 최근 한국창의재단의 지원을 받아 링크사업단 소속 교수와 다르마칼리지 교수가 팀을 이루어 지역문제 해결을 위한 리빙랩 프로젝트를 시작하였다. 동국대학교 주변으로 주거와 상업지구가 혼재되어 있는 필동 서애로 인근에 안전 환경 조성을 목적으로 학생과 지역 상인 및 거주민이 참여하는 서애로 리빙랩을 시작한 것이다. 이 프로젝트에서는 지역 주민 스스로 지역 환경을 기술적으로 개선하는 과정에 참여함으로써 시민성을 고양함을 목표로 하고 있다. 지역의 환경 문제 발굴에 직접 나서고 나아가 기술 개발에도 참여함으로써 환경 시민성을 고양할 수 있는 것이다. 그런데 이 리빙랩 프로젝트는 캡스톤 강좌와 연계하여 학생들의 경험을 통한 학습 능력 배양도 동시에 추구하고자 한다. 지역 상인 및 거주민과의 간담회, 공동 시연회 등을 통해 학생들은 자신의 기술 지식이 기여할 수 있는 지역 문제를 이해할 수 있고 또한 시민과의 공동설계 과정을 경험할 수 있게 된다. 이런 협업 과정에서 학생들은 기술의 사회적 의미를 이해할 수 있게 되고 또한 시민성 개념을 내재화할 수 있게 된다.

     논문에서는 리빙랩 일반에 대한 소개 및 시민사회에서의 리빙랩의 의미를 살펴보고 리빙랩이 공학교육 일반에도 활용될 수 있는 이론적 근거를 알아본다. 유럽 등에서의 사례를 알아보고 국내사례로서 동국대학교 리빙랩 활동에 대한 소개 및 공학교육에서의 의미를 정리할 것이다. 또한 리빙랩이 공학교육과 시민성의 결합을 가능하게 할 수 있음을 보일 것이다.​

  • 현장맞춤형 이공계 인재양성 성공사례에 관한 연구

    저자강성우,유인혁,강원경,윤남식,이기현,이건주,진혜명

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 12권 호 12~12p / 2018년 09월

    조회수27

    현장의 실무를 직접 수행하는 엔지니어를 육성하기 위해서는 공학적 체계와 지식을 가르치는 이론적인 교육뿐만 아니라 현실에서 발생하는 사회적 문제를 해결할 수 있는 공학실무능력을 갖추게 하는 것 또한 대학공학교육에 있어서 중요하다. 사회적 문제에 대하여 관심을 가지며 이를 해결할 수 있는 문제해결역량을 지니는 공학인재를 양성하기 위해서는 정형화된 이론 문제를 풀어내는 공학적 인지능력과 현장에서의 문제를 직면하고 이를 해결할 수 있는 기회를 갖게 하는 것 모두 중요하다. 이에 따라, 인하대학교에서는 2017년부터 과학기술정보통신부 지원사업인 <현장맞춤형 이공계 인재양성 지원(X-Corps) 사업>에 선정되어 I-GPS(INHA Group for Problem Solving) 사업단을 운영하고 있다. I-GPS사업단은 기업의 실전문제 해결 역량을 갖춘 이공계 인재 양성을 목표로 약 40여개의 실전문제연구팀을 운영하고 있다. 본 사업을 통해 학생들은 공학적 역량뿐만 아니라 사회에 산재되어 있는 문제를 해결함으로써 사회의 구성원으로서 사회문제해결 주체로 성장할 수 있는 기회를 얻게 된다. 또한 기업의 실질적인 문제들을 해결함으로서 학문으로서의 공학교육과 사회가 원하는 공학교육을 함께 교육해 나가고 있다.

     본 연구는 I-GPS사업단의 지원을 받아 2017년부터 열악한 노동환경, 잦은 민원, 큰 적자 폭을 가진 인천 모 버스회사의 특정노선을 보다 효율적인 노선으로 바꾸는데 성공한 I-BUS팀의 프로젝트 해결과정에 관하여 알아보고자 한다. I-GPS사업단은 사업단과 연계된 버스회사를 I-BUS팀과 연결해주어 해당 기업이 가지고 있는 현장의 문제를 해결함과 동시에 학생들에게 현장 문제를 해결할수 있는 기회를 제공하였다. I-BUS팀은 문제가 되는 특정노선의 데이터와 해당 지역의 수요를 분석하여 새로운 운행 루트를 제시하고 현실상황에 적합한지 시뮬레이션을 통하여 검증을 하였다. 해당 노선은 I-BUS팀의 문제해결을 통해 근로자들의 근무환경 개선, 시민들의 편의성 향상, 기업의 수입금 증대를 이루어 냈으며, I-BUS팀은 제1회 X-Corps 페스티벌에서 최우수상, 한국교통연구원에서 주최한 ‘교통분야 빅데이터 및 마이크로 데이터를 활용한 정책논문 및 아이디어 공모전’에서 장려상을 수상하였다. 또한 프로젝트에서개발한 수요분석 기법을 특허출원하여 현재 2개의 특허가 출원되어 있다. I-BUS팀은 올해 2018년 특정노선에 국한되지 않고 인천 전체 노선의 데이터를 분석하여 모든 노선의 최적화를 연구하고 있다. 본 논문에서는 이러한 현장맞춤형 이공계 인재양성 방법을 I-BUS팀의 문제해결과정을 통하여 소개하고자 한다.​

  • 이공계 여대생의 지역사회 문제 해결형 리빙랩 프로그램 운영 방안 연구 - WISET전북지역군산대사업 ‘융복합 디자인캠 프’를 중심으로 -

    저자박성신,안민철

    학술지2018 공학교육학술대회 P.11권 호 11~11p / 2018년 09월

    조회수33

     시대적 패러다임의 전환을 주도한 4차산업혁명의 핵심개념은 융합으로, 다양한 분야 및 시스템, 기술과 감성, 이론과 실행 등 단계별 접근에 따른 실천적 융합이 강조되고 있다. 이와 함께 최근 실험실의 경계를 벗어나 지역사회 문제를 해결하는, 실제 생활 현장(Real-life Setting)에서 사용자와 생산자가 공동으로 혁신을 만들어가는 실험실이자 테스트 베드로 정의할 수 있는 리빙랩(Living Lab)이 과학기술 전반에 걸쳐 활발하게 전개되고 있다. 따라서 융합을 전제로 한 리빙랩 개념을 적용한 공학교육 모델의 제시 및 프로그램 개발이 절실한 상황이다. 

     군산대학교는 과학기술정보통신부와 한국여성과학기술인지원센터에서 지원하는 지역 이공계 여성인재 진출촉진사업의 주관 기관으로 2017년부터 사업에 참여해왔다. WISET전북지역군산대사업은 여성인재 육성을 위한 다양한 비교과 프로그램을 구성, 운영하며 이공계 여학생 교육의 새로운 모델을 제시하고 있다. 이 중 리빙랩 개념을 적용한 ‘융복합 디자인캠프’ 프로그램을 운영하고 있다. ‘융복합 디자인캠프’는 ICT분야와 이공계 다양한분야의 전공 학생이 4인 이내로 팀을 구성해 한 학기 동안 진행되는 프로그램이다. 3단계로 다음과 같이 1)기획단계: 주제 선정, 기본 코딩 및 앱 개발 교육 →2)디자인단계: 기본 구상 및 자문 → 3)성과품제작단계: 제작 및 평가, 심사 및 발표로 운영된

    다. 주제 선정 시 지역사회의 문제 해결에 초점을 맞추고 있으며, 실행 가능성을 높이고자 담당분야 교수의 매칭에 의한 팀별지도와 지역사회의 전문가 및 산업체 자문을 필수적으로 시행한다. 2017년에는 총 14팀, 55명이 참여해서 리빙랩이 진행되어,

     정보통신사와 혼밥족을 위한 배달앱, 동군산병원과 응급상황 어플, 군산장애인복지관과 시각장애인용 지폐감별기, 군산경찰서와 도난방지시스템 개발과 같은 프로젝트가 진행됐다. 리빙랩은 지역대학-기업 또는 지방자치단체-주민 또는 이용자의 참여와 다양한 주체 간 협력체계의 구축이 전제되어야 가능하며, 영역 간 경계를 초월한 협업이 중요하다. ‘융복합 디자인캠프’ 프로그램을 통한 리빙랩의 경우, 대학과 WISET전북지역군산대사업단은 리빙랩의 운영주체로서 지역사회 문제를 해결하며, 학생은 지역사회에 관심과 함께 그 가치를 발견하고, 전문가들은 후학들에게 재능 기부를 함으로써 멘토링과 지역사회 참여의 경험을 할 수 있다. 이는 궁극적으로 일상생활의 문제들을 해결하고 삶의 질을 높이는 생활 밀착형 과학기술(CST: Citizenoriented Science & Technology)의 실천을 의미하며, 더 나아가 사회문제 해결을 지향하는 혁신활동인 사회적 혁신(Societal Innovation)으로 확장 가능하다.

  • ADBL 교육을 통한 사회기여 - 강의실에서 평창 으로

    저자박 근,김재은,구본아,하연수

    학술지2018 공학교육학술대회 P.11권 호 11~11p / 2018년 09월

    조회수28

     서울과학기술대학교 21세기 다빈치형 인재양성사업단에서는 매년 로봇캠프 행사를 수행하며 중등/고등/대학생/일반인들을 대상으로 다양한 교육 및 행사를 지원하는 등 사회기여에 공헌하고 있다. 또한 전학기 설계기반 학습(All-semester Design Based Learning; ADBL)을 통한 학생들의 체계적인 설계교육을 수행하고 있으며, 그 중 2016년도 2학기에 수행된 CAD 교과목(2학년 교과목)에서 수행된 학생들의 조별 과제를 바탕으로 실제 2018 평창 동계패럴림픽에서 국가대표 선수단을 지원한 사례에 대해 소개하고자 한다.

     당시 과제 주제는 ‘개인맞춤형 동계스포츠용품의 3차원 설계’였으며, 이때 일부 학생들이 ‘바이애슬론용 맞춤형 눈가리개’를 제안하였다. 바이애슬론은 크로스컨트리와 사격을 합친 형태로 일정거리를 크로스컨트리 주행한 후 사격을 실시하며, 사격 실패시 벌칙 주행이 추가되는 만큼 정확한 사격이 기록 단축에 중요한 요소로 작용한다. 학생들은 크로스컨트리 주행을 마친 직후 호흡이 가쁜 상태에서 안정적인 사격자세를 취하기 어려운 점에 착안하여 눈가리개를 개인맞춤형으로 제작하여 안면을 고정할 수 있도록 보조해주는 설계를 제안하였고, 이를 대한체육회 바이애슬론연맹과 접촉한 결과 장애인 노르딕스키 국가대표 선수 5명을 대상으로 맞춤형 눈가리개 제작을 지원하였다.

     이를 장애인 노르딕스키 국가대표 선수 5명을 대상으로 안면형상에 대한 3D스캐닝을 실시하였다. 3D스캐닝 데이터를 사용하여 3차원 곡면을 생성하였고, 생성된 3차원 곡면에 두께를 부여하여 입체형상을 생성한 후 소총 가늠자와의 조립을 위한 특징형상을 추가하여 최종 형상을 완성하였다. 완성된 3차원 설계데이터를 사용하여 3D프린팅을 실시하였으며, 선수들이 전지훈련을 마치고 일시 귀국한 10일동안 제작을 완료하여 5명의 선수들에게 각각 맞춤형 눈가리개 시제품을 전달하였다. 이후 선수들은 2018년 평창 동계패럴림픽에 제작된 눈가리개를 착용하고 경기에 임하였고 최선을 다해 경기에 임해 많은 국민들에게 감동을 선사하였다.

    ※ 본 연구는 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재 양성사업단 및 산업통상자원부 산업기술혁신사업(장비연계형 3D프린팅 소재 기술개발사업, 과제번호: 10062348)의 지원에 의하여 수행되었음.​

  • 인간중심 로봇 주제에 따른 ADBL 성과 및 산학 협력 연계

    저자김정엽

    학술지2018 공학교육학술대회 P.10권 호 10~10p / 2018년 09월

    조회수26

     본 논문은 인간의 삶의 질을 높이기 위한 인간 중심 로봇 관련 ADBL (All-semester Design Based Learning) 교육에 대해 서술하였다. 최근 들어 노인들의 삶의 질을 높이고 몸이 불편한 환자들에게 재활 또는 치료에 도움을 주며 정상인들에게 헬스 케어를 제공하는 인간 중심 로봇의 개발은 대한민국의 심각한 저출산 고령화 그리고 고된 근로 문제에 매우 중요한 요소로 여겨지고 있다. 이러한 사회적 문제를 인지하기 위해서 대학은 교육에 이를 적절히 반영할 필요가 있으며, ADBL 교육은 본 주제를 공학 교육에 적극 도입시켜왔다. 인간 중심 로봇 주제에 관련한 ADBL 작품을 개발하는 것은 학생들로 하여금 사회적으로 매우 바람직한 동기를 심어줄 수 있으며, 더 나아가 실제 시장에 두드릴 수 있는 상품화를 위한 산학 협력이 연계된다면 국내 산업에도 긍정적인 영향을 줄 뿐만 아니라 향후 청년 창업까지 승화될 수 있다.

     본 사업단에서 인간 중심 로봇 주제의 ADBL 과제는 두 가지 형태로 진행되어왔다. 첫 번째는 저학년의 학생 아이디어 주도 형태이며, 이는 학생들이 ADBL 교육 과정을 통해 배워온 소프트 스킬을 기반으로 고정관념을 버리고 새로운 아이디어와 전략으로 퍼스트 무버가 되기 위한 형태이다. 비록 국내 산업 시장에 대한 구체적인 분석은 미미하지만 학생들로 하여금 창의력을 극대화시킬 수 있는 장점이 있고, 시장의 요구와 적절히 일치하는 부분이 있을 경우, 4학년 ADBL 캡스톤 과제에서 기업과의 산학협력 연계로 이어질 수 있다. 두 번째는 기업 주도 형태로써, 기업이 먼저 학생들에게 산학협력을 요구하는 전략이며 시장에서의 요구 되는 기능, 성능 및 제한 조건 등이 충분히 고려되는 점이 있다. 본 방식은 주로 하드스킬이 완성된 4학년들에게 적용되며 장점은 학생들로 하여금 관련

    산업의 시장 현황을 미리 체감할 수 있도록 하며, 기업 현장 실습 또는 인턴쉽으로도 추가 연계가 가능하다는 점이다. 그러나, 학생들의 창의성이 쉽게 결여될 수 있으며, 기업간의 소통이 원활하지 못하면 캡스톤 작품의 방향이 엉뚱한 곳을 향할 수 있다.

     본 ADBL 교육에서는 인간 중심 로봇 ADBL 과제를 해마다 약 30건을 수행해왔으며, 이 중 기업이 연계된 과제는 최근 3년동안 13 건이 수행되었다. 더 나아가 연구적 특성이 있는 과제는 대학원 연구 주제로 승화되어 더욱 깊은 산학 협력으로 연계되어 연구 인력 양성에도 기여를 해왔다. 본 논문에서는 이러한 인간 중심 로봇 주제의 ADBL 작품 사례들을 살펴보며 마지막으로 대한민국의 저출산 고령화 고된 근로 문제를 해결하기 위해서는 대학 교육부터 문제점 인식을 학생들에게 고취시켜야 하며, 인간 중심 로봇 주제의 ADBL 교육 사례가 여러

    대학 교육 사업에 모범이 되고 사회적 문제 해결에 기여할 수

    있기를 바란다.​ 

  • ADBL의 과정을 통한 “다축 델타로봇을 이용한 조립 시스템”Capstone 수행과 성찰

    저자남지인

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 9권 호 9~9p / 2018년 09월

    조회수30

    ADBL이란 All-semester Design Based Learning의 약자로,저학년 때부터 하나의 주제를 정하고 매 학기 프로젝트를 진행하면서 그것을 졸업 작품까지 발전시켜 나가는 것을 목적으로 하는 학생 지원 사업이다. ADBL 사업단에서는 참여 학생에게 작품 제작을 위한 재료비와 경진대회 참가 관련 비용, 장학금등을 지원하는데, 2학년 때부터 3년간 작품 활동을 하면서 많은 지원을 받을 수 있었다.

     로봇을 만들어 보고 싶은 학부 2학년 학생들이 실제로 동작하는 작품을 만들기는 쉬운 일이 아닐 것이다. 얼마 되지 않는 전공 지식으로도 단순한 기구를 설계하거나, 이미 완성되어 있는 기구를 제어하는 것은 가능하다. 그러나 가장 곤란한 부분은 기구를 직접 제작하는 것으로, 아크릴이나 프로파일 등의 주 재료부터 볼트와 너트, 다양한 소자를 조달하기란 여간 만만한 일이 아니다. 그러나 ADBL에서 이를 지원받을 수 있기 때문에 걱정할 필요 없이 완성도 높은 작품을 제작하는 일이 가능하다.

     프로젝트를 저학년 때부터 진행하면서 얻는 이점은 전공 지식과 함께하는 작품의 성장일 것이다. 전공 수업을 들을 때 자신의 작품에 적용할 수 있는 내용은 더 깊게 다가오고, 팀내에서 각자 맡은 역할에 충실하기 위해 관련 과목을 추가로 수강하는 경우도 있다. 작품이 일종의 동기 부여가 되어 목적의식을 가지고 강의를 듣게 되는 것이다. 매 학기가 끝날 때마다 새로 배운 내용을 덧대어 작품을 보완하고, 미흡했던 부분을 수정하며 지난 학기를 돌아보면 스스로의 발전을 체감할 수 있었다.

     ADBL 수행은 캡스톤 디자인에 많은 도움이 되었다. 캡스톤 작품은 그간 해왔던 프로젝트 주제를 심화시킨 것으로, 그간 누적된 경험을 살려 진행하였다. 경험이 있다고 해서 캡스톤과정이 쉽지는 않았다. 그러나 기초적인 부분이 준비되어 있었기 때문에 완성도 높은 작품을 만들 수 있었다. 작품의 완성도덕에 전시회에 참가하기도 하고 경진대회 수상도 했으니 ADBL에 참여한 3년을 아주 귀중한 시간이라 부를 수 있을 것이다.

    ※ 이 논문은 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재양성사업단 지원에 의하여 작성되었음.​

  • ADBL의 과정을 통한“Scalable SLA 3D Printer 개발”Capstone 수행과 성찰

    저자김영흠

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 9권 호 9~9p / 2018년 09월

    조회수26

    ADBL(All-semester Design Based Learning) 과정이란 학부 저학년에서 설계 주제를 정하고 이에 대한 결과물을 졸업할 때까지 학점이수과정을 통해 단계적으로 실현해가는 새로운 개념의 학습체계이다. 본인은 서울과학기술대학교 기계시스템디자인 공학과에서 2014년부터 2015년 학부 졸업까지 2년간 위 과정을 겪었으며 이후 동 대학원에 진학하여 2017년까지 직·간접적으로 영향을 받았다.

     교육 과정의 일환으로 학부 3학년 때부터 매 학기 '3D Printer 제작'이라는 일관된 주제를 가지고 다양한 프로젝트를 수행하였다. 첫 번째로 시도한 프로젝트는 '초콜릿 프린터'이다. 초콜릿 시럽을 2차원 평면상에 정해진 도면 대로 도포하는 프린터를 만들었다. 케이크 등 각종 제과 제품에 글자를 쓰는 용도이며 이를 통해 점 단위로 도포하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D 프린터 제작에 대한 이해도를 높일 수 있었다.

     이를 발전시켜 4학년 때는 3D로 초콜릿을 쌓는 프린터와 조직 공학 용도의 바이오 프린터를 개발하였다. 또한 3D 프린팅 재료에 대한 연구를 통해 광학을 이용한 급속 출력 방식인 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 프린터를 개발했으며, 여기에 광학계를 접목시켜 다양한 크기의 출력물을 단면 해상도 손실없이 고품질로 뽑아내는 방법(Scalable SLA)을 고안하였다. 이를통해 교내 Capstone Design 전시회에서 수상하였다. 대학원 진학 후에는 학부 프로젝트 팀의 멘토가 되어 다물질 SLA 3D 프린터(Multi-Material SLA)와 금속 3D 프린터의 제작에 참여하였다.

    여러 학기에 걸쳐 PBL을 실시하면서 획득한 지식은 다음 단계의 PBL의 난이도와 완성도를 높이는데 큰 도움이 되었으며, 깊이 있는 실용적인 지식을 체득할 수 있었다. 또한 이론 수업을 들을

    때 수업내용이 어디에 쓰일지를 알면서 배울 수 있어서 작업의 모티브를 갖는데도 도움이 되었다.

    ※ 이 논문은 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재양성사업단 지원에 의하여 작성되었음.​

  • ADBL 수행지원에 따른 교과목 운영의 효과에 관한 연구 - 자동화시스템 교과목 사례

    저자김동환

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 8~9권 호 8~9p / 2018년 09월

    조회수29

     기계공학에서 융합적 사고와 시스템 구축 능력은 상당히 요구되는 능력임에도 불구하고 학생들이 교과목을 수강한 후 각 과목간의 연계성 및 융합에 대한 지식을 학습하는 경우는 전무한 실정이다. 해당 학기에 과목을 충분히 이해했음에도 불구하고 실제적인 문제를 접할 기회가 없어 지극히 추상적이고 수학적인 사고에 머무르는 것이 현실이다. 특히 기계공학은 설계 및 해석분야가 핵심 교과목으로 구성되어 있어 시스템을 구성하는 능력을 키우는데는 한계가 있다. 본 학과에서는 전통적인 기계분야에 전기자 및 프로그램에 대한 교육을 동시에 제공하여 학생들에게 통합적인 지식을 가지도록 교육하고 있다. 그럼에도 불구하고 기계 및 전기전자간의 연계성 및 융합에 대한 구체적인 방안이 제공되지 않을 경우 기계 또는 전기전자로 그 자체로 분리하여 이해하는 현상이 발생할 수 밖에 없다. 학부 4학년에 열리는 Capstone design 과목이 있어 여기서 종합적인 사고 및 지식을 통하여 졸업작품을 제작하는 과정은 있으나 바로 Capstone design 교과목을 수행할 경우 하나의 작품이 완성되기 위한 경험 및 학습에 대한 방법의 부재로 Capstone design 교과목이 학생들에게는 상당한 부담을 주는 과목이 되고 결과물 역시 기대한 수준에 턱없이

    부족한 결과가 발생하게 된다.

     이를 해결하기 위하여 자동화시스템이라는 교과목을 20여년 전부터 제공하여 Capstone design의 선행교과목으로 운영하여 팀별로 자동화 관련 작품을 제작해 보게 하는 훈련을 받게 하였다. 3-4명이 한 팀이 되어 기구 및 제어에 관한 지식을 총 동원하여, 움직이는 간이자동화시스템을 실제 제작하는 과정을 학습한다. 한편 아무리 과목의 내용이 우수하고 목적에 부합하더라도 실제 제작에 필요한 재료를 제공해 주지 않으면 이론이나 개념정도

    에 머무를 수밖에 없는 것은 자명하다. 본 학과에서는 그간 ADBL 사업단의 지원에 의하여 학생들에게 보다 우수한 부품이나 재료를 제공해 줌으로써, 학생들이 보다 수준 높은 작품을 직접 제작하는 것이 가능하였으며 상당한 자신감과 실제 문제를 해결하고 새롭게 창조하는 능력이 향상됨을 확인하였다. 또한 ADBL사업단에서는 작품제작에 필요한 가공기를 학생이 직접 사용하거나, 어려운 부품에 대해서는 가공기사가 제작해 주는 지원시스템을 구축해 줌으로써 학생들은 보다 신속하고 정확하게 대응하여 우수한 작품들을 제작하여 발표할 수 있게 되었다.공학교육이 내실화되기 위해서는 체계적인 교과목 체계도 중요하지만 학생들이 배운 것을 실제 실험이나 작품 제작을 통하여

    경험할 수 있도록 하는 기반지원 시설의 지원이 절대적으로 요구된다. ADBL 사업단의 초기에는 교육지원에 대한 인프라를 계획하고 필요한 장비 및 시설을 확보하였고 재료비에 대한 일괄적인 지원이 이루어졌으며, 2차년도 이후에는 1차년도의 성과를 기반으로 차등지원방식을 도입하여 성과를 더 높이는 전략을 추진하여 상당한 효과를 보았다. 이후 3차년도 부터는 수행계획서를 기반으로 평가하여 학생들의 작품주제 및 비용을 분석하고 심사하여 차등 지원하는 제도를 구축하여 현재까지 체계적인 지원시스템을 구축해 진행해오고 있다. 이 결과 자동화시스템에서 제작한우수 작품은 미국 CES 전시회에 출품되어 호평을 받았고 차후 이어지는 Capstone design의 질적성장에 크게 기여하는 교과목으로 자리매김하였다. ADBL의 지원에 의한 자동화시스템의 실제 교육사례는 교과목에서 배운 이론을 실제문제와 연계하고 통합하는 능력을 경험할 수 있으므로 공학교육의 혁신적인 대안 및 방법을 제시하는 좋은 사례라고 판단된다.

    ※ 본 연구는 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재양성사업단의 지원에 의하여 작성되었음.​

  • 전학기디자인기반학습(ADBL)을 통한 공학자 자 질 향상에 대한 고찰

    저자박희재

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 8권 호 8~8p / 2018년 09월

    조회수28

    우수한 공학자로서의 능력은 크게 지식은 물론이고 엔지니어

    로서의 감각 그리고 창의력으로 가늠할 수 있다. 지식은 여러 이

    론 교과목과 문헌 등에서 습득되고 스스로의 학습에 의하여 깊이

    를 더하지만 공학자로서의 감각과 창의력은 지식으로만 얻어질

    수 없고 실직적인 실험, 체험, 도전, 실패를 통하여 쌓아지고 길러

    진다.

    본 연구에서는 공학교육에 있어서 공학자로서의 감각과 창의

    성을 배양하기 위하여 지난 4년간 서울과학기술대학교에서 진행

    한 ADBL 프로젝트의 영향과 성과를 분석하였다. ADBL은 학생들

    이 2, 3학년부터 하나의 공학적 달성목표를 정하고 모든 학기에

    수강하는 교과목의 텀 프로젝트들을 해당 목표를 달성하기 위한

    필요 기술을 습득하기 위한 중간 단계로서 수행함으로써 감각과

    창의력을 길러가게 하는 교육 수단으로 창안되었다. 학생들이 성

    취한 작은 성과들과 경험을 집대성하여 4학년 졸업 작품에서 최

    종 목표를 이루도록 하는 것이다. 지난 4년간의 ADBL을 적용한

    학생들의 사례들을 관찰하였다. 예를 들어 3학년에 전자 기판용

    PCB 조각기를 텀프로젝트로 완수하고 대학원생도 하기 어려운

    쌀알에 그림을 그릴 수 있는 햅틱 메뉴플레이터를 졸업작품으로

    완성하였다. 또 다른 사례로는 3학년 때 이동 로봇을 만들었고 4

    학년에는 외륜 로봇을 만들어 주변의 많은 사람들을 놀라게 한

    경우도 있었다.

    이러한 사례들을 돌아보았을 때 다음과 같은 네 가지의 결론

    을 도출할 수 있었다. 첫째, ADBL을 성공적으로 수행한 학생들은

    왜 더 많은 공부를 해야 하는 지를 자각하는 등 학습동기가 유발

    되었고 도전적이고 적극적인 학생이 되어 대부분 진학을 선택하

    였다. 반면 등등한 학점을 취득한 다른 학생들은 주로 안정적인

    취업의 길을 택하였다. 둘째, 작은 난관들을 극복하면서 짜릿한

    희열을 느껴보았기 때문에 새로운 도전에 매우 적극적이고 좌절

    을 두려워하지 않는 인재가 되었다는 것을 알 수 있었다. 셋째,

    항상 새롭고 참신한 아이디어가 절실하기 때문에 끊임없는 사고

    를 하는 훈련을 통하여 진정한 공학도로서 거듭나는 계기가 되었

    고 장래의 기업가로서의 성장도 가능하리라 판단된다. 넷째,

    ADBL 프로젝트는 팁웍을 중심으로 이루어지기 때문에 팀원 간의

    협력과 우애를 바탕으로 진행되기 때문에 그에 따른 다양한 경험

    을 하게 되어 미래의 사회에서의 협업을 미리 체험하는 장이되는

    매우 중요한 성과를 얻었다. 지난 4년간 ADBL과제는 CK-II 사업

    의 일환으로 시범 시행을 하였으나 그 성과를 좀 더 심도있게 분

    석하여 규모를 줄이더라도 효율적 교육도구로서 계속 존속시키는

    방안을 강구하고자 한다.

    ※ 이 논문은 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재

    양성사업단 지원에 의하여 작성되었음.​ 

  • ADBL 교육 프로그램의 운영성과 분석*

    저자이희원

    학술지2018 공학교육학술대회 P. 1권 호 7~7p / 2018년 09월

    조회수29

     서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과는 오늘날 Capston Design으로 불리는 졸업종합설계 교과목을 1994년도부터 개설하여 25년간 운영해 왔고, 2001년부터 5년간 ‘Capstone Design 교육 모델 구축 및 인력양성 사업’을 수행하며 우리나라 공과대학의 설계기반 교육을 선도해 왔다. 2014년 수도권특성화(CK-II) 사업의 주관학과로 선정되면서, 학생들이 저학년부터 졸업 시까지 설계 프로젝트를 단계적으로 수행하면서 전공 교육과정을 이수하도록 하는 전학기설계기반학습 (ADBL: All-semester Design Based Learning) 교육 프로그램을 개발하였고 2018년 현재까지 4년간을 운영해 오고 있다. 본 학과는 특성화사업 참여를 통해, 전임교수 2명을 추가로 충원하여 전임교수의 강의분담률을 83%(2013년)에서 98%(2017년)로 개선하였고 기존의 강의실과 실험실습실 및 지원인력 이외에 학생들의 설계 프로젝트 수행을 지원하는 스마트구현센터 등 실험실습 공간 488m2와 지원인력 17명을 추가로 투입하여 ADBL 교육을 위한 환경을 구축하였다. 또한 ‘인간중심 스마트 로봇과 기기’라는 특성화 분야에 맞추어 ‘바이오로봇공학’, ‘드론구현과응용’ 등 10여개 교과목을 신규로 개설하였고, 39개 교과목에서 PBL수업을 진행하였다. 이 밖에도 Learning lab, 학습동아리 등 비교과 활동을 통한 학습도 병행함으로써 강의실과 실험실 이외

    의 어느 공간 어느 시간대에도 학습활동이 이루어지는 ‘Learning Everywhere' 방식의 교육체계를 갖추어 프로그램을 운영하였고, 매년 280개 과제 853명의 학생이 교과 및 비교과 활동에서 학생주도형 설계 프로젝트를 수행하였다. (2017년 초 기준, 특성화 사업단 전체)

     본 연구에서는 ADBL 교육의 운영성과를 다양한 관점에서 분석해 보았다. 교육과정을 투입(input), 과정(process), 성과(outcome), 산출(output)의 단계로 구분하고 각 단계에서의 성과지표들을 선정하여 연차적 변화를 분석해 보았다. 앞에서 몇 가지 대표적 지표를 예시했지만, 투입 단계에서는 전임교수 확보율과 공간, 시설, 재정 등의 교육환경 관련 지표의 변화를 분석해 보았으며, 과정 단계에서는 교과과정 및 교과운영에 관련된 지표의 변화를 분석해 보았다. 또한, 성과 및 산출 단계에서는 교과과정을 이수한 학생들의 역량과 학생들이 성취한 실적 등을 분석

    하였다. 학생, 교수, 산업체 설문, 각종 평가 자료와 실적들을 모아서 이를 정량적 정성적으로 분석함으로써 ADBL 교육의 운영성과와 개선점들을 도출해 보았다.

    ※ 이 논문은 서울과학기술대학교 CK-Ⅱ 21세기 다빈치형 인재양성사업단 지원에 의하여 작성되었음.​