이 연구는 실업계 고등학교 전자회로 교과서 내용의 효과적인 실습을 위한 과제 개발에 관한 것이다. 이 논문은 먼저 현재 실업계 고등학교에서 사용하는 제 7차 교육과정의 전자회로 교과서에서 다루는 실습내용에 대한 문제와 이의 발전방향으로 학생들에게 수업동기를 유발시킬 새로운 과제를 제시 하였다. 기존 실업계 고등학교 전자회로 교과서의 내용은 학생들에게 과목을 이해시키기 위해 다양한 주제의 단원들이 독립되어 단원별로 구분된 실습을 진행하도록 되어 있다. 따라서 학생들이 단원별로 습득한 회로지식을 연계 및 응용하는데 제한이 있으며 학생들에게 무의미한 실습의 반복으로 받아들여져 학습동기를 저해하게 된다. 이에 연구자는 이 연구를 통해 현재 교과서의 단원별 실습내용을 수정하고 추가하여 모듈로 제작하되, 교과가 종료되는 시기에 단원별 실습의 결과물인 모듈들을 조립하여 유용한 기능을 수행하는 하나의 전자기기를 완성하도록 실습과제를 제시하였다. 이러한 실습방법을 통해 학생들은 각 과제를 완성해나가며 최종 목표달성을 하였을 때 성취감을 얻을 수 있을 것이며, 그 과정에서 학습효과는 더욱 높아질 것이다. 이 논문에서 제시되는 실습과제는 회로 설계부터 시뮬레이션을 통해 회로의 정상작동을 검증하였고 이를 바탕으로 회로를 실제 제작하여 동작내용을 측정하고 확인하였다.
본 논문은 ICT 융합 기술 분야의 기초가 되는 전자회로의 이론 및 실습을 위한 방법으로 증강현실기반 전자 회로 교육 시스템을 제안 하였다. 제안된 시스템은 기본 전자 소자가 탑재된 하드웨어 모듈과 증강현실 기술을 적용한 모바일 교육 콘텐츠로 실제 회로를 실물로 동작 확인이 가능하며, 증강현실 기반에서 전류의 흐름, 입·출력값 측정값등에 대한 정보를 제공한다. 이에 각 이론 및 실습단계에서 기초 전자 소자 및 전자 회로에 대한 교육을 자기 주도 학습이 가능하도록 하였다.
본 논문에서는 실 전자회로 실습이 가지는 문제점을 바탕으로 HTML 언어로 개발된 브레드보드 시뮬레이션을 소개한다. 실전자회로 실습은 국내 교육과정의 고등학교 및 대학교 수준의 해당 학과에서 필수 교육과정으로 지시하고 있다. 하지만 실 실습에는 많은 소모성 부품이 필요하며 여러 전자기기에 대한 관리 및 유지가 필요하다. 또한 복잡한 전자 회로의 구성은 학습자의 학습 효율을 저하시키는 단점을 가진다. 때문에 소모품 및 전자기기의 구입 및 관리가 필요하지 않으며, 간편한 회로 설계를 하기 위하여 브레드 보드 실습을 시뮬레이션화 한 브레드보드 시뮬레이션 프로그램을 제안하고 그 성능을 시험하였다.
본 논문은 ICT 융합기술 분야의 기초가 되는 전자회로 교육을 위한 방법으로 증강현실 기반 전자회로 교육 시스템을 제안한다. 시스템은 실제 회로를 확인할 수 있는 하드웨어 모듈과 증강현실 기술을 적용하여 전류의 흐름, 입·출력, 측정값을 확인할 수 있는 모바일 교육 콘텐츠로 구성된다. 시스템의 안정적인 동작을 목적으로 주요 성능인 이미지 인식에 대한 실험을 진행하였고, 실험 방법은 하드웨어 모듈과 모바일 기기까지의 거리를 일정 간격으로 변경하여 인식률을 측정하였다. 실험 결과 25[Cm] 이상의 거리에서는 인식률 100%를 보였고, 25[Cm] 이하부터는 인식률이 12% 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 거리가 근접하여 촬영된 이미지 손실에서 발생하는 오류의 영향이라 할 수 있다. 향후 본 논문에서 제시하는 교육 시스템을 수업에 적용할 계획이며, 이는 수업의 효율성을 높이며 학생의 흥미유발 및 교과에 대한 이해도를 향상시킨다.
학교 교육의 질은 국가 교육발전의 핵심 요소이다. 이러한 학교 교육의 질을 결정짓는 중요한 요소는 교육을 실제로 담당하고 있는 교사의 자질이다. 그러므로 교사를 선발하기 위한 중등학교 교사 임용후보자 선정경쟁시험에서 유능한 교원을 임용하려는 노력이 필요하다. 특히, 특성화고등학교 및 산업수요 맞춤형고등학교는 NCS 기반 2015 개정 교육과정의 도입으로 기존의 전기 전자 통신 3과목이 각각 분리됨에 따라 임용시험의 출제 기준이 변화하여 새로운 평가영역 및 내용요소가 필요하다. 이에 본 연구에서는 전기, 전자, 통신의 교원 양성기관에 대한 교육과정과 NCS 기반 2015 개정 교육과정의 분석 및 2009학년도 개편 중등교사 임용후보자선정경쟁시험 표시과목 전기 전자 통신의 교사 자격 기준 과 평가영역 상세화 및 수업능력 평가연구(김성열, 2018)를 분석하였다. 분석된 결과를 기초로 전기, 전자, 통신 과목의 평가영역 및 내용요소를 추출하였다. 추출된 내용은 전문가 협의를 통해 검증한 후 다음과 같이 제시하였다. 첫째, "전기" 과목의 평가영역 및 내용요소는 "전기전자실습"의 기본이수과목에 NCS 학습 모듈을 평가영역 및 내용요소로 제시하여 NCS 기반의 2015 개정 교육과정을 평가할 수 있도록 구성하였다. 둘째, "전자" 과목의 평가영역 및 내용요소는 "전자회로"의 기본이수과목에서 NCS 기초과목인 전자회로를 활용하여 평가영역 및 내용요소를 제시하였으며 "전자파응용"과목에서 "전자기학"을 평가할 수 있도록 구성하였다. 셋째, "통신" 과목의 평가영역 및 내용요소는 기존의 "전기 전자" 기반에서 시작된 통신 관련 실습을 "통신"과목의 특성에 맞게 구성 하였으며 "전기전자실습"에서 NCS 실무과목인 네트워크 구축 실습과 통신 관련 실습 평가영역 및 내용요소에 제시하여 통신관련 실무능력을 평가할 수 있도록 구성하였다.
This paper is about a development of effective practice subject in electronic circuit textbook of industrial high school. This paper introduces generally about the practice subject in electronic circuit textbook of industrial high school of the 7th National curriculum and presents problem of current practice and makes an alternative idea that improve current practice. The contents of current electronic circuit textbook of industrial high school have variety topics and these topics are independence and separated. So students have some problems to apply of learned knowledge. Therefore, researcher improved the various electronic circuit practice in current electronic circuit text book and added new practice and manufactured a electronic circuit module based on these circuits. And researcher suggested new practice subject what useful electronic equipment that assembled module of result of electronic circuit practice of each section. When the last subjects are accomplished the students may have feel of achievement and high study effect from these practice. The practice subjects of this paper were manufactured after verification and tested it's performance by computer simulation program I hope that these new practice subjects make effective understanding and application of electronic circuit for student.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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