• 제목/요약/키워드: creative engineering design

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대학생의 우주 교육을 위한 라즈베리 파이 기반 캔위성 수업자료 개발과 적용 (Development of CanSat Instruction Materials using Raspberry Pi for Space Education in University and Its Application)

  • 유승훈;이상현;이상구;이영건
    • 공학교육연구
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    • 제26권1호
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    • pp.3-11
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    • 2023
  • The purpose of this study is to develop Raspberry Pi-based CanSat instruction materials for liberal arts classes to be used in university space education. The educational satellite simulation program is developed by applying the ADDIE program consisting of analysis, design, development, execution, and evaluation of 15 lessons per semester. The usefulness of the instruction materials is evaluated by a validity test of a total of 6 experts. The proposed materials are applied to 100 college students from various majors. To analyze the impact on creative problem-solving ability, a questionnaire is conducted before and after class, and as a result, it is confirmed that there is a significant improvement in all areas after class. The class satisfaction survey is conducted for a total of 10 questions, and the average score is 4.41 out of 5, which is high. In conclusion, the proposed instruction materials make it possible to achieve successful space education using Raspberry Pi and improve creative problem-solving ability in universities.

고등학교 기술·가정 교과 '창의 공학 설계' 단원 수업에 대한 교수·학습 운영 실태 분석 및 개선 방안 (A Study on the Teaching·Learning Management Status and Improvement Plan about 'Creative Engineering Design' Lesson of 'Technology·Home Economics Subject' for High School Teachers)

  • 김성일;임윤진
    • 대한공업교육학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.128-146
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    • 2016
  • 이 연구의 목적은 고등학교 기술 가정 교과 담당 교사를 대상으로 기술 가정 교과'창의 공학 설계' 단원 수업에 대한 교수 학습 운영 실태 분석 및 개선 방안 연구를 통해 교수 학습 능력과 수업의 질 향상을 위한 기초 자료를 제공하고자 하는데 있다. 이 연구를 위하여 현재 고등학교 기술 가정을 지도하고 있는 교사 63명을 대상으로 온라인 설문지, e-mail 등을 통한 설문조사를 통하여 자료를 수집하였다. 연구에 사용된 설문 조사 도구는 문헌 연구를 통하여 연구자 2인이 공동으로 개발하여 전문가 4인의 검토를 받아 수정하여 활용하였다. 수집한 자료에 대하여 통계 프로그램(SPSS, Ver. 20)을 활용하여 분석한 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 수업 내용으로 '창의 사고 기법' 교육을 가장 중요하게 여기고 있으며, 주요 학습 활동 내용으로 '아이디어 구상'에 촛점을 두고 있었다. 둘째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 수업 운영을 위해서 '실습 공구 및 재료비 확보' 및 '수업 공간 확보'를 가장 우선적으로 고려하며, 단원의 특성에 맞는 '교수 학습 전략의 수립'이 중요하다고 응답하였다. 셋째, 기술 가정과 교사들이 기대하는 학생 작품 수준은 '교과서 이외의 아이디어 작품'과 '생활 속 불편함 개선을 위한 작품'으로 인식하고 있었다. 넷째, 기술 가정과 교사들은 '창의 공학 설계' 단원의 수업 시 '실습 : 이론 수업 시간 비율'을 3:7(36.5%), 4:6(25.4%), 2:8(23.8%)이 적절하다고 하였으며, 평가 방안으로 '작품+포트폴리오+발표'의 형태를 가장 선호하고 있었다. 다섯째, '창의 공학 설계' 단원의 교수 학습에 영향을 줄 수 있는 변인인 실습실 여부, 교사의 성별, 표시 과목에 따라 교사의 흥미와 만족도는 유의미한 차이를 보였다. 이상의 연구의 결과를 바탕으로 '창의 공학 설계' 단원의 수업에 대한 흥미와 만족도를 높이려면 학생들이 실습할 수 있는 공간과 재료비의 확보가 필요하고, 교사들은 창의 공학 설계 수업에 대한 역량을 신장시키기 위한 연수와 세미나 프로그램의 개발이 필요할 것으로 사료된다.

트리즈(TRIZ)이론에 의한 패션디자인의 적용 - 레이 가와쿠보의 패션디자인을 중심으로 - (Applying TRIZ Theory to Fashion Design - Focused on Rei Kawakubo's Fashion Design -)

  • 김승현;김민자
    • 복식
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    • 제62권7호
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    • pp.79-96
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    • 2012
  • Creativity is a rising topic in the current society. The emphasis on creativity is valued as a key factor for success in all areas including but not limited to politics, economy, culture, arts and design. The field of Fashion design is probably one of the few areas that talk about creativity as a necessary quality to survive. The purpose of this study is to introduce TRIZ(Teoriya Reshniya Izobretatelsskikh Sadatch) as a theoretical tool to generate creativity in fashion design. TRIZ is a creative method of problem solving based on data analysis of outcomes invented by engineering. The fundamental concept of TRIZ has been researched through documentary studies, and practical case studies of product designs are used. Fashion design cases from Comme des Garcons by Rei Kawakubo are used to apply TRIZ in fashion design. Rei Kawakubo's design philosophy has been studied through fashion writings and visual sources in books, exhibition catalog, www. style. com and online shopping mall sites. This study has selected four principles among forty inventive theories of TRIZ: segmentation; asymmetry; consolidation; and preliminary action to apply to Rei Kawakubo's fashion design. As a result, TRIZ can be applicable to fashion design as a creative thinking methodology. By using the four principles of TRIZ, this study shows how Rei Kawakubo's design enhanced its efficiency and aesthetics of the products and was distinguished from existing items. It is meaningful to demonstrate a possibility of adopting engineering based creative methodology in fashion design to widen the perspective and to raise a question for the need of interdisciplinary creative methodology with traditional aesthetic approach in fashion design.

창의적 캡스톤 디자인 교육 방법 개발 (A Development of Creative Capstone Design Education)

  • 윤석범;장은영
    • 한국융합학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.15-20
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    • 2014
  • 본 논문은 공주대학교에서 실시된 창의적 캡스톤 디자인 교육에 대해 알아보고 새로운 방법을 개발한다. 결과물은 수행 프로젝트의 진행 방법과 과정과 과정을 기반으로 자체평가와 수행평가로 평가하였다. 구성된 팀들은 각 전공 분야의 지식을 갖고 있는 2~3명 이내로 하였다. 프로젝트에 참여한 모든 팀은 자체 평가 기준을 만족시켰으며 전반적인 만족도는 항목별로 5점 만점에 3.88~4.44로 긍정적으로 평가되었다. 기존의 비 산업체 참여와는 다르게 캡스톤 디자인 및 개발 진행에 산업체의 참여가 있었다. 향후에는 캡스톤 디자인 프로젝트를 진행하면서 디자인, 제작 및 시제품 테스트 등에 기업체 지원을 받아 진행하여야 한다.

융합인재교육(STEAM)을 위한 창의적 공학문제해결 성향 검사 도구 개발 (The development of an Instrument for Measuring the Creative Engineering Problems Solving Propensity for STEAM)

  • 강주원;남윤경
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.276-291
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    • 2016
  • 본 연구는 학생들의 창의적 공학문제해결 성향을 측정할 수 있는 신뢰성과 타당성이 검증된 검사도구를 개발하는 것이다. 문헌 분석 및 전문가 협의 과정을 통해 예비 검사 도구 구성 요인을 동기, 환경, 성격, 공학 설계, 공학적 사고 습관, 공학과 공학자, 소통 및 협업 능력 7요인을 추출하였고, 구성 요인과 각 문항들의 조작적 정의 사이의 관련성을 바탕으로 구성 요인별 10개 내외의 예비 문항을 제작하였다. 7요인 40문항의 예비 검사 문항에 대해 전체 문항과 요인별로 문항 신뢰도 검사 및 세 차례에 걸친 탐색적 요인 분석을 실시하여 동기 3문항, 공학 설계 6문항, 공학적 사고 습관 9문항, 공학과 공학자 4문항, 소통과 협업능력 6문항으로 구성된 5요인 총 28문항의 창의적 공학문제해결 성향검사 도구를 개발하였다. 각 요인별 신뢰도는 .733에서 .892 사이의 값을 보였고 공학적 사고습관 요인의 신뢰도(${\alpha}=.892$)가 가장 높고, 동기 요인의 신뢰도(${\alpha}=.733$)가 가장 낮았다. 전체 문항의 신뢰도는 .906으로 검사 도구의 높은 신뢰도를 보였다. 이를 통해 3차에 걸친 요인 분석 결과 각 문항들의 요인에 대한 범주화가 잘 이루어졌고 내용의 구조적 타당도가 향상되어 신뢰 할 수 있는 검사 도구가 개발된 것으로 볼 수 있다. 본 연구 결과는 학생들의 창의성과 문제해결 성향을 동시에 진단할 수 있는 검사 도구로 활용될 수 있을 것이다.

기계공학과에서 제시하는 Hands-on Experience 중심의 "엔지니어링 디자인" 교과목의 강의사례 (A Case Study of "Engineering Design" Education with Emphasize on Hands-on Experience)

  • 김홍찬;김지훈;김관주;김정수
    • 공학교육연구
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    • 제10권2호
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    • pp.44-61
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    • 2007
  • 본 논문은 공학 교육에서 강조하고 있는 창의력, 협업 능력 및 의사소통능력의 함양을 주 목적으로 홍익대학교 기계 시스템디자인공학과에서 새로이 개발한 교과목에 관하여 소개하고자 한다. '기계 시스템 디자인공학과'는 엔지니어링 디자인을 강조하는 새로운 교과목을 갖춘, 기존 홍익대학교 기계공학과의 새로운 이름이다. 급변하는 교육환경과 산업계의 요구에 부응하기위해서 기계공학과는 아날로그 기반, 산업중심의 하드한 관점에서 디지털 기반, 인간 중심의 소프트한 가치 중심으로 그 교육 접근방식을 전환하였다. 이러한 관점에서 새로이 개설된 세 가지 학과목인 기계 시스템디자인 개론, 창의적 공학 설계, 제품디자인은 공통적으로 팀 프로젝트를 통해서 손으로 직접 만들고 대화하고 표현하는(이하 Hands-on experience)경험을 중요시 하고 있다. 또한 이들 과정에서는 브레인스토밍(Brain Storming)과 스케치를 통한 시제작(Prototyping) 과정을 강조하고 있으며, 전통적으로 다루기 힘들고 무거운 금속 소재 대신에 폴리스티렌 블록이나 카드보드와 같은 가볍고 유연성 있는 소재를 사용하여 가능한 다양하고 창의적인 원형(Prototype)을 만들고, 팀원들간의 활발한 의사소통을 체험 할 수 있도록 유도하였다. Hands-on experience 중심 프로그램들은 학생들로 하여금 협업능력을 강조한 학과목들을 통해 시각적이며 구체적인 체험을 하게 하여 전통적으로 분석적이고 수학적이며 추상적인 사고에 초점을 맞춘 공학과목들을 균형적으로 보완하는 역할을 할 것으로 보이며, 졸업 후 그들이 산업현장에서 접하게 될 복잡하고 구체적인 엔지니어링 과제들을 해결하는 엔지니어링 감각과 창의력을 개발하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 예상된다.

창의적 컴퓨팅 산출물 기반 알고리즘 교육 방법 (Educational Method of Algorithm based on Creative Computing Outputs)

  • 허경
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.49-56
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    • 2018
  • 비전공 학부생을 대상으로 다양한 방식의 SW 교육이 대학별로 운영되고 있다. 그리고 대부분 컴퓨팅적 사고를 교육하는 데 초점을 맞추고 있다. 이러한 컴퓨팅 교육에 이어서 학생들마다 창의적인 컴퓨팅 산출물을 구현하고 평가하는 교육 방식이 필요하다. 본 논문에서는 창의적 컴퓨팅 산출물 기반 SW교육을 실현하는 한 가지 방안을 제안한다. 이를 위해 학생들이 디지털논리회로 장치를 창의적으로 구현하고, 이 장치의 기능을 구현하는 SW알고리즘을 디자인하는 교육방법을 제안한다. 제안한 교육 방법에서는 아두이노 보드를 사용한 간단한 LED 논리회로를 예로 들어 교육한다. 학생들은 2변수 논리회로 출력장치 두 쌍을 창의적으로 설계 및 구현하고, 구현한 장치의 패턴을 나타내는 알고리즘을 다양한 형태로 설계한다. 그리고 입력장치를 이용한 기능 확장 및 확장된 알고리즘을 설계한다. 제안한 교육방법을 적용하면, 비전공 학생들이 창의적 컴퓨팅 산출물 제작을 통해 알고리즘 설계의 개념과 필요성을 습득하는 성과를 얻을 수 있다.

캡스톤 디자인 수업에서 개인 능력을 반영하는 공정한 평가 방법 (Fair Assessment Method Reflecting Individual Ability in Capstone Design Course)

  • 김종완
    • 공학교육연구
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    • 제22권2호
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    • pp.36-45
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    • 2019
  • Capstone design is a subject taught in a setting where students gather in a team, decide on their own selected topic, and collaborate with one another to perform a project. A fair assessment is very important in a team project-based capstone design course for students. Many instructors agree that harmonizing creative evaluation and outcome assessment is hard in capstone design class. In also, it is not easy to assess students' individual efforts and achievements fairly in accordance with team-based assessment practices. To resolve this issue in this paper, we have surveyed various engineering design education methodologies, and have modelled existing evaluating elements into a modified creative process and outcome assessment framework for team project assessment. In particular, we focused on a method of fairly assigning credits by combining team based and individual-level assessments. Analyzing students' achievement and grade evaluation and verifying the validity of the proposed method was performed.

Advanced Information Data-interactive Learning System Effect for Creative Design Project

  • Park, Sangwoo;Lee, Inseop;Lee, Junseok;Sul, Sanghun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권8호
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    • pp.2831-2845
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    • 2022
  • Compared to the significant approach of project-based learning research, a data-driven design project-based learning has not reached a meaningful consensus regarding the most valid and reliable method for assessing design creativity. This article proposes an advanced information data-interactive learning system for creative design using a service design process that combines a design thinking. We propose a service framework to improve the convergence design process between students and advanced information data analysis, allowing students to participate actively in the data visualization and research using patent data. Solving a design problem by discovery and interpretation process, the Advanced information-interactive learning framework allows the students to verify the creative idea values or to ideate new factors and the associated various feasible solutions. The student can perform the patent data according to a business intelligence platform. Most of the new ideas for solving design projects are evaluated through complete patent data analysis and visualization in the beginning of the service design process. In this article, we propose to adapt advanced information data to educate the service design process, allowing the students to evaluate their own idea and define the problems iteratively until satisfaction. Quantitative evaluation results have shown that the advanced information data-driven learning system approach can improve the design project - based learning results in terms of design creativity. Our findings can contribute to data-driven project-based learning for advanced information data that play a crucial role in convergence design in related standards and other smart educational fields that are linked.