시스템공학 기반의 토목공학 입문설계 교과목 사례 = Case Study for a Systems Engineering based Introductory Design Course in Civil Engineering

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 토목공학 분야의 입문설계가 갖추어야 할 요건을 도출한 후, 이를 충족하기 위해 교과목 목표, 학습성과, 주별 교육과정, 평가도구의 위계를 갖는 교과목 개발 체계하에 개발된 시스템공학 기반 입문설계 교과목 사례를 소개한 다. 본 교과목에서는 프로젝트 기반 학습을 진행하고, 개방형 문제 해결 능력과 팀워크와 의사소통 능력을 키우기 위해 팀 단위의 나무교량 프로젝트를 수행하며, 문제 해결을 위해 시스템공학 프로세스를 도입함으로써 요구사항 정의, 개념설계, 상세설계, 설계 검토, 시공, 그리고 성능평가로 구성된 프로젝트 수행 절차를 더욱 체계적으로 진행한다. 또한, 공학적 도구 및 기술의 획득을 위한 컴퓨터 지원 설계 및 해석 소프트웨어, 경제성 및 가치 분석을 위한 가치공학 기법, 프로토타이핑을 위한 3D 프린팅 기법을 도입하여 입문설계가 요구하는 학습성과를 충족하고자 했다. 학습성과 성취도 평가 분석 결과, 학생들의 엔지니어링 역량과 토목공학에 대한 흥미와 관심도가 충분히 달성되었으며, 강의 전후 설문조사를 통한 학습성과 향상도 평가 분석 결과, 본 수업의 수강을 통해 학생들의 학습성과 성취도에 의미 있는 향상이 있었음을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents a case study of a systems engineering based introductory design course, developed under a structured framework that aligns course objectives, learning outcomes, weekly curricula, and assessment tools to meet the essential requirements of introductory design in civil engineering. The course employs project based learning, where students undertake a team-based wood bridge project to enhance their open-ended problem solving, teamwork, and communication skills. By adopting the systems engineering process, the project execution procedure is systematically organized into several key phases: requirements definition, conceptual design, detailed design, design review, construction, and performance evaluation. To ensure the achievement of the intended learning outcomes, the course integrates technical engineering tools such as computer aided design and structural analysis software, value engineering techniques for economic and value analysis, and 3D printing for prototyping. Analysis of learning outcomes indicates that students sufficiently achieved both engineering competencies and a heightened interest in civil engineering. Pre- and post-course surveys further confirm a significant improvement in learning outcome achievement.