공학교육학술대회 2016 11.7 ~ 11.8 COEX 다학제및다학년창의 융합형캡스톤디자인을위한연계형비교과교육프로그램구성과운영사례 경남과학기술대학교공학교육혁신센터프로그램운영사례를중심으로 김영탁 * 정선희 * 황미영 * 김창학 * * 경남과학기술대학교공학교육혁신센터 2016 년 11 월 경남과학기술대학교공학교육혁신센터
C ONTENTS 1 캡스톤디자인연계형교육프로그램구성배경및목적 2 캡스톤디자인및연계형교육프로그램개발과구축 3 캡스톤디자인연계형교육프로그램내용및운영사례 4 캡스톤디자인연계형교육프로그램효과분석 5 결론
1. 캡스톤디자인연계형교육프로그램구성배경및목적 3 개발배경및필요성 산학간교육프로그램의체계적운영을위하여개념도입 캡스톤디자인및교육프로그램의산학연계강화를위한선순환및지속성을위한체계구축 SEG 단위를통한효율적인학생지도및과제수행유도 학생자율형캡스톤디자인및문제발굴및해결능력강화프로그램구축과운영 목적및특징 Co-SEG() 목적 실무중심창의융합형인력양성및산학연계교육의파급과확산 학생주도형과제기획및문제해결을통한창의적역량강화 기획 / 계획, 실행, 문제해결, 발표등을통한현장친화형능동형실무중심교육실현 특징 운영형태별로다학제, 다학년학생참여로구분되어운영 학생스스로문제발굴및해결 ( 지도교수, 산업체전문가멘토역할 ) 과제는산업체참여를필수로함 ( 산업체문제해결또는멘토링등 )
1. 캡스톤디자인연계형교육프로그램구성배경및목적 4 프로그램문제점분석 캡스톤디자인수행학생들의일차원적인접근 과정보다는결과물완성에집중 ( 그러나완성도는낮음 ) 설계및제작과정에서현실성, 실용성, 등사용자관점배제 문제의접근방법, 기술적인접목방법에대한실무능력부족 참여학생중, 일부학생이대부분의과제수행 학생역량강화프로그램개발과개선 학생주도형다학제및다학년캡스톤디자인을통한창의적인력양성 Design & Computational 사고력배양을통한문제분석, 접근법과해결능력 체험형교육을통한자기주도형학습능력과실무적용능력 팀단위활동을통한팀워크, 의사소통능력, 발표능력, 기획력 기술과비즈니스의연관을기반으로활용가능한설계능력및현실적접근방법 실무적용가능한소프트웨어개발과정및 Programming 능력 역량 Keyword Team Sprit 문제해결능력 아이디어발산 신기술산업 사고능력
2. 캡스톤디자인및연계형교육프로그램개발과구축 5 창의적종합설계아이디어경진대회 목적 : 아이디어실현화 ( 산업체애로기술해결, 지역사회문제해결등 ) 형태 : 비교과형 구성 : 다학제 ( 비공학계열학생구성가능 ), 다학년 (1~4) 운영 : 학년도초, 공과대학공모신청안내및접수 ( 매년 20개아이디어신청 ) 선정 : 아이디어계획서및발표를통한평가 ( 창의성, 실현성, 비용등 ) 다학제연계창의 융합형 Capstone Design Program 목적 : 학생들의창의적아이디어실현화 제작지원과제수 : 매년 7개팀이내지원 형태 : 비교과형 구성 : 다학제 ( 비공학계열학생구성가능 ), 다학년 운영 : 학생주도과제진행 결과 : 결과물시연발표회를통한우수선정 활용 : 교내성과물전시회전시
2. 캡스톤디자인및연계형교육프로그램개발과구축 6 기술경영교육 산업체인사특강 맞춤형실무교육 지원안내 과제확정 역량강화교육 중간점검 결과보고 성과공유전시 과제보완 결과평가 아이디어공모 경진대회 우수과제선정
3. 캡스톤디자인및연계교육프로그램내용및운영사례 7 디자인씽킹기반창의적설계능력강화프로그램 CDP 관련교과 / 비교과수강 / 참여학생대상교육실시 아이디어개선과 Prototyping Process, 팀활동, 아이디어도출방법, 문제접근 / 해결 운영방법 교육시간 : 2일 (14시간) 교육내용 : 디자인씽킹기반문제해결 ( 팀단위활동 ) 교육내용별전문가강의, 팀멘토배정 결과공유 전문가멘토링 팀활동
3. 캡스톤디자인및연계교육프로그램내용및운영사례 8 실무능력강화를위한신기술기반체험형설계교육 Co-SEG 관련교과 / 비교과수강 / 참여학생대상교육실시 Robot 부품 3D 설계및제작, 임베디드 H/W & S/W 기초 적용및제작과정 / 방법에대한전반적인기초교육 운영방법 교육시간 : 5일 (30시간) 교육내용 : 3D 설계 Tool & Printer, Arduino 기반 Robot 동작실습 교육내용별전문가강의, 타대학교육인프라활용 시간 1 일차 2 일차 3 일차 4 일차 5 일차 09:30~12:00 (2.5h) 13:00~18:00 (5h) 3D 모델링 S/W 교육 3D 모델링 S/W 교육임베디드시스템 (H/W) 임베디드시스템응용 3D 모델링 S/W 교육 3D 모델링 S/W 교육 3D 프린팅임베디드시스템 (S/W) 3D Printing 3D Design 임베디드시스템기초
3. 캡스톤디자인및연계교육프로그램내용및운영사례 9 Embedded 활용실무교육 (IoT 기술의이해 ) Co-SEG 관련교과 / 비교과수강 / 참여학생대상교육실시 Drone 을통한 Embedded system 구성과 IoT 학습 복잡한시스템구성과동작원리, 응용방법에관한교육 과정명교육내용시간 Embedded System 개요 Embedded System Hardware Embedded System Software Embedded System Software 설계및개발기초 Embedded System 기반 Drone 기초 Drone 경진대회 - Embedded System 구성 - Embedded System 활용분야 - Embedded System 사례 - Embedded System 개발을위한환경구축 - Embedded System 이해를위한 Hardware 구성방법 - Embedded System Hardware 설계를위한회로구성기초 - Embedded System에서 Software 구조 - Embedded System Software 개발을위한방법 - RTOS의기초 (OS vs Non-OS Type Software의비교 ) - Embedded System에서 Software 개발을위한 C언어기초와활용법 - Software 개발을위한 Coding 및 Project 구성방법 - Coding에따른최적화방법 - Embedded System에서 Hardware와 Software의연동 - Embedded System을이용한 Drone의구성요소 - Drone의구동원리이해및 Drone 제작및비행 ( 문제해결 ) - 학생들이제작한 Drone 경진대회 > 제작완성도평가 > 주어진 Mission에따른수행능력평가 (0.5 시간 ) (0.5 시간 ) (0.5 시간 ) (1.0 시간 ) (2.5 시간 ) (2.0 시간 ) 운영방법 교육시간 : 1일 (8시간) 교육내용 : Embedded System H/W & S/W, Programming 동작과방법 공학교육혁신센터교육개발및운영 Embedded System 기초교육 Drone 제작및 Programming Drone 경진대회
3. 캡스톤디자인및연계교육프로그램내용및운영사례 10 Robot 으로이해하는 Computational Thinking Co-SEG 관련교과 / 비교과수강 / 참여학생대상교육실시 Embedded System, Robot 기반 Programming 방법 Programming 을위한 Process 및 Coding Skill 교육 일차과정명교육및학습내용시간 1 기초교육 Programming 을위한설계과정의이해 EPL 로배우는 Programming 과정과이해 Embedded System 구성및활용분야 Embedded System 사례, Programming 의개념과접근법 Programming 을위한 Process 수립 Programming 을위한도구의종류 Program 개발의이해, Hardware 와 Software 의연동과정 학습용 Robot 의이해 Block-based Programming Language 의이해 Programming 을통한 Program 구성과동작의이해 실습을통한 Computational Thinking, Design Thinking 및 Programming 개발과정에대한이해 0.5h 1.0h 4.0h 운영방법 교육시간 : 2일 (12시간) 교육내용 : Algorithm, Programming과 Coding, 수학문제기반 Robot 구동 공학교육혁신센터교육개발및운영 2 사례분석과실습을통한 Computational Thinking 및 Programming Skill 심화 Programming Challenge 성과공유 PBL(Problem-based Learning) 을통한문제접근법과해결과정 수학적문제에대한 Programming 방법및 Robot 을통한 Simulation Simulation 결과분석을통한 Debugging 의이해 Simulation 을통한 Programming 동작과실행원리이해 Team Building 수학적문제기반 Challenge Mission 수행을통한 Design Thinking, Com putational Thinking Skill-up Mission 결과및문제접근및해결방법발표 Robot 을활용한 Programming 결과경진대회 1.5h 4.5h 0.5h
3. 캡스톤디자인및연계교육프로그램내용및운영사례 11
4. 캡스톤디자인연계형교육프로그램효과분석 교육참가자자기평가결과기초 12
4. 캡스톤디자인연계형교육프로그램효과분석 교육참가자자기평가결과기초 13
4. 캡스톤디자인연계형교육프로그램효과분석 교육참가자자기평가결과기초 14
4. 캡스톤디자인연계형교육프로그램효과분석 교육참가자자기평가결과기초 15
5. 결론 16 교육프로그램의효과 교육을통한학생스스로의성취감은높음 캡스톤디자인수행학생의실무형교육및학습을통한결과물의질적개선 교육프로그램에서습득한기술, 정보등을설계에직간접적으로활용 (Embedded, 3D 등 ) 문제해결과정에서필요한기술에대한학습으로응용력및적용능력강화 문제를보는시각및비즈니스연계등을통한창업화마인드제고 학생 프로그램참가를통한역량강화, 이력관리 경진대회를통한성과공유및경험축적 수상을통한성취감및자신감획득 2016년공학교육학술대회
2016 공학교육학술대회 11.7 ~ 11.8 COEX