공학설계교육 개선을 위한 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 개발 = Development of a capstone design teaching activity support model to improve the quality of engineering design curriculum

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to develop a capstone design teaching activity support model, a kind of performance support system, for the improvement of the effective capstone design course management in university settings. To do that, this study, first of all, analyzed core values, optimal learning activity process, and its supporting components, which would be embedded in the desired model aimed at this research, through need analysis and mainly literature review on the theories and cases regarding the concept of capstone design, creative problem solving, learning by doing instructional design model, for example, action learning, problem based learning and project based learning.
Secondly, the study synthesized the relevant components from the previous research activities, and finally came up with the first version of the model prototype. As results, this study identified the three core values as creative problem solving, effective communication, and teamwork. As core learning activity process, nine sub-processes encompassing building team, finding task, analyzing task, clarifying task, finding solutions for the task, prioritizing solutions, design solution, and presenting result, and reflecting whole process. Also, as supporting components, the study utilized basically three kinds; tools, just-in-time guideline and learning resources.
And then, for the assurance of the validity of the model prototype, this study utilized focus group interview. In particular, three kinds of experts including two subject matter experts regarding engineering department, two expert at the capstone design, and the others regarding instructional design experts.
The formative evaluation resulted in two aspects: strong point and problematic point. As strong point, most of the experts participated in the FGI agreed the model is valid in terms of core values, core nine learning activity processes, supporting mechanism would be useful in practical sense because current capstone design course do not have specific instructional guideline. In terms of problematic points, few comments were suggested, for example, correct language terminology, more detailed guideline for each sub-activity process. Overall this study implies that the model in the research would have validity in terms of goal, process, structure, and practical usability. As further research areas, it might be useful to develop capstone design program based upon the model designed from this study. Also, research like verification of the model based upon implementation of the program case might be necessary.

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 대학에서 캡스톤 디자인 과목의 교수활동을 효과적으로 강화하기 위해 수행지원시스템의 한 종류로서 캡스톤 디자인 활동의 지원 모형을 개발하는 것이었다.
이러한 연구목적을 달성하기 위해 본 연구에서는 먼저, 캡스톤 디자인과 관련한 핵심 가치를 분석하고 핵심학습활동 프로세스와 지원요소를 도출하여 모형의 초안을 구안하였다. 이를 위해 요구분석, 캡스톤 디자인과 관련한 문헌분석과 사례분석을 캡스톤 디자인, 창의적 문제해결, 액션러닝, 문제중심학습, 프로젝트 학습 등과 같이 실행에 바탕을 둔 교수모형을 대상으로 실시하였다.
연구의 결과 캡스톤 디자인의 핵심 가치로 창의적 문제해결력, 효과적인 의사소통력, 팀워크 역량으로 정의할 수 있었다. 또한 핵심 학습활동 프로세스는 9단계의 하위 프로세스로 구분이 되는데 팀 빌딩하기, 과제 발굴하기, 과제 분석하기, 과제 명료화하기, 과제해결 방안 찾기, 해결방안 우선순위 도출하기, 해결방안 설계/제작하기, 결과물 전시/발표하기, 종합성찰하기였다. 또한, 지원 요소는 관련정보, 안내지침, 도구의 측면으로 나누어 제시하였다.
두 번째로 구안된 모델을 중심으로 교수설계전문가, 캡스톤 디자인 관련 내용전문가, 현장전문가를 대상으로 전문가 형성평가를 실시하여 모형의 최종안을 마련하게 되었다.
형성평가의 결과를 두 가지 관점으로 정리하였다. 먼저, 모형의 강점이다. 본 모형은 현재 시행되고 있는 캡스톤 디자인을 체계적으로 정리하여 시행할 수 있도록 핵심가치, 핵심학습활동 프로세스, 지원요소가 구안되었다는 점이다. 본 모형을 문제점은 용어를 공학적 용어로 통일, 더 자세한 가이드라인 제시 등이 있었다. 이러한 형성평가 결과를 토대로 본 모형의 최종안을 구안하였다.
본 연구는 선행 캡스톤 디자인의 비체계적인 면을 정리하여 현장에서 사용 가능하도록 제안했다는데 그 의의가 있으며 캡스톤 디자인 관련 프로그램 개발이 요구되는 후속 연구의 제언을 가지고 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구과제 6
• Ⅱ. 이론적 배경 7
• 1. 공학교육과 공학설계교육 7
• 2. 캡스톤 디자인 개념과 필요성 18
• 3. 캡스톤 디자인 운영사례 24
• 4. 교수설계 모형과 수행 지원 44
• Ⅲ. 연구방법 70
• 1. 연구절차 71
• 2. 사례분석 74
• 3. 요구분석 77
• 4. 전문가 형성평가 83
• 5. 연구의 타당성 확보 89
• Ⅳ. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 초안 90
• 1. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 핵심 가치 90
• 2. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 핵심학습활동 프로세스 103
• 3. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형의 지원요소 도출 112
• 4. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 초안 개발 116
• Ⅴ. 캡스톤 디자인 교수활동 지원 모형 130
• 1. 전문가 형성평가 130
• 2. 모형완성 및 논의 144
• Ⅵ. 요약 및 결론 180
• 1. 요약 180
• 2. 논의 182
• 3. 결론 184
• 4. 제언 186
• 참고문헌 188
• 부 록 198
• Abstract 220