IC-PBL 교과목 개발 및 운영 계획서 제출

 

 

IC-PBL 교과목 개발 및 운영 계획서 

 

Industry-Coupled Problem-Based Learning의 약자로써, 산업체(Industry), 지역사회(Society), 학교의 상호 연계를 통해 학습자가 현장에서 발생하는 실제적인 문제를 해결하는 창의 융합형 인재육성 교육 모델이다. IC-PBL 세부 수업 유형(MECA)을 정해야 하고, IC-PBL 개발 및 운영절차를 준수하는데 자율적으로 따르면 된다. 수업사례를 공유하고 성과를 평가하는 과정을 거친다.

 

1학기와 2학기 어벤디 수업을 모두 IC-PBL 수업으로 진행하기로 했다. 물론 반드시 IC-PBL 교과목으로 해야 할 이유는 없지만 교과목의 특성과 학생들의 역할을 파악하면 PBL 수업으로 진행하는 게 장점이 훨씬 많다. 벌써 몇 학기가 진행되면서 수업 방식이나 부품 구매, 팀 활동에 대해 아이들은 잘 알고 있다. 말하자면 빠져나갈 방법, 자기 사리사욕(?)을 채우는 방법, 팀을 잘 만나는 일 등에 대해 많은 지식을 확보한다. 어쨌든 좋은 일이다.   

 

일단 어벤디 1 수업이 IC-BPL 과정으로 전환하였고, 실행 방법과 내용 구성을 소개하는 운영 계획서를 작성한다. 모든 일은 체계적으로 진행하고, 언제나 그렇듯 시스템이 되어야 한다. 하나만, 한 개만, 한 가지만 제대로 완벽하게 실행하는 것을 목표로 잡는다. 그러면 수 만개, 수 만 마리, 수 만 가지 일은 식은 죽 먹기다. 우리가 그 한 가지 일, 사랑하는 일, 잘 먹는 일, 꾸준히 운동하는 일을 못해서 이 모양 아닌가? ^^ 

 

 

참고할 사이트는 한양대학교 IC-PBL 교수 학습센터 자료를 보면 좋다.

 

교과유형

기초필수

전공기초

전공핵심(필수)

전공핵심

전공심화

수강학년

1학년

2학년

3학년

4학년

수강규모

10명~20명

21명~30명

30명 초과( 60 명)

교강사 수

단독운영

옴니버스 ( 명)

팀티칭 ( 5 명)

분반여부

예 ( 개 분반)

아니오

개설학과(부) (전공)

로봇공학과

특수수업 (해당과목만 체크)

SMART-F

SMART-L

영어전용

제2외국어전용

교과목명

(국문)어드벤쳐디자인2

학점

-

강의

-

실습

(영문)Adventure Design 2

2

-

1

-

2

교과목 개요

4차 산업혁명에 대응하여 1, 2학년 학생 스스로 교육과정 중에 배운 기술적 지식을 활용하여 창의적으로 문제 해결 프로젝트를 팀별로 수행하는 정규 교과목이다. 자기주도형 프로젝트를 문제 해결 학습도구 기반으로 학생의 창의 융합 문제 해결 능력, 협업능력, 실무 수행능력을 종합적으로 키워나갈 수 있는 학습목표로 설정한다. 사회 문제(비대면, 기후변화, 양극화)와 시대 키워드(로봇, 4차 산업혁명, IoT, AI) 등 실생활과 밀접한 문제 해결을 위해 창의, 융합 기반 작품을 제작함으로 실무 능력을 향상하고 팀워크를 통해 리더쉽, 융합, 소통에 기반한 관계 향상을 기대할 수 있다. 본 교과목에서는 오픈소스, 개방형 임베디드 시스템, 제품 개발과정을 실습하며, IC-PBL 과정을 통해 적절한 구현 과정을 적용함으로써 실생활의 다양한 문제를 해결하는 방법을 습득하는 것을 목표로 한다. 특히, 문제 상황 시나리오를 바탕으로 학습 및 실습을 수행함으로써, 동기부여 및 향후 4차 산업혁명에 적합한 현장실무능력을 제고할 수 있을 것이다.

예상수업결과물 (복수 선택 가능)

연구보고서 제안서 캠페인 프로토타입 소프트웨어 영상물 기타( ) - 옴니버스형은 2명 이상의 교수자가 함께 수업을 운영하는 형태로 각 주차별 수업을 분담하여 진행함. - 팀티칭형은 2명 이상의 교수자가 함께 수업을 운영하는 형태로 모든 주차의 수업을 함께 진행함.

 

세부 운영 계획서: 적정 수업 크기, 튜터 활용 여부, 학습자 특성, 교실환경, 교재, 현장 연계 계획 등 IC-PBL 수업의 기본정보들을 기술한다.

 

기본정보

 

1)	적정 수업 크기	산업경영공학, 로봇공학, 소프트웨어학과 학생으로 구성된 50명 이상의 학생으로 5명 이하의 10~13개 팀 구성
2)	튜터 활용 여부와 활용 계획	활용하지 않음
3)	학습자 특성	기초 전공과목을 이수하고 핵심 전공을 이수하는 과정에 있는 학생으로 디지털 회로, 파이선과 C언어 소프트웨어 기초, 마이크로 컨트롤러와 임베디드 시스템에 대한 기본적인 이해도가 있는 학생
4)	교실환경(H/W, S/W)	인터넷 사용 및 동영상 시청이 가능한 IC-PBL 전용 강의실, 팀별 실습도구, 노트북 준비
5)	교재 및 수업자료활용 계획	지정 교과서 없음 실습 임베디드 툴에 대한 실습 자료집 활용 교수 강의노트 및 현장 전문가 특강 자료 활용
6)	현장 연계 계획	문제 해결이 필요한 과제 발굴을 위한 기업 미팅 사회적 문제 해결이 필요한 분야를 위한 NGO, 사회 단체 미팅 기획, 디자인, 개발, 제작을 위한 다양한 학내 시설물 사용법 교육 참여 CNC, 레이저 커팅기, 3D 프린터, PCB 제작 등 제품화 과정 실습

 

평가 계획: 평가 세부 항목, 팀 평가와 개인 평가 비율, 평가 시행 시기 및 방법, 평가 기준, 평가 주체 등을 자유롭게 기술하시면 됩니다. 평가 양식이나 루브릭 평가 기준표 등을 함께 계획하실 것을 권장합니다. 

 

* 프로젝트 종합 평가 : 100% (동료평가 50% + 심사위원 평가 50%) * 평가기준 기준 : 문제 해결을 위한 작품 아이디어 , 최종 작품 완성도, 작품의 확장성, 작품 발표(ppt, 동영상, Demo) 평가 

 

 

IC-PBL 문제 (시나리오): IC-PBL 모듈 개수만큼 작성, 예를 들어 IC-PBL 모듈이 2개일 경우 2개의 IC-PBL문제 개발) 

 

구분	내용
학습 내용	임베디드 시스템, IoT, AI 융합기술에 대한 이해를 통해 프로젝트를 기획하고 문제 해결, 개선하기 위한 작품을 개발 구현하는 과정을 실습함.
핵심 학습 목표	1. 오픈소스 SW, 하드웨어, 메이커 활동을 이해한다. 2. Arduino Nano 33/라즈베리파이 실습 툴 개발 환경, 사용법을 이해한다. 3. Arduino Nnao 33/라즈베리파이 개발 환경에서 코딩 원리와 센서 데이터 수집, 처리방법을 이해한다.(클라우드, 통신 개념) 4. 창의 융합 문제해결을 위한 프로젝트를 수립하고 기획, 개발, 구현과정을 실습한다.
문제 상황 시나리오	시나리오 제목:	문제 해결, 제품 개선, 가치 창출을 주제로 오픈 소스와 임베디드 마이크로 컨트롤러를 활용한 작품 제작 활동
	문제 상황 속 학습자(주인공) 역할:		우리 팀은 구성원이 각각 디자인, 제품 설계, 하드웨어 엔지니어, 프로그램 개발, 마케팅 분야에 탁월한 실력이 있는 전문가로 여러 기업 현장에서 일을 하고 있습니다. 우리는 기후변화 비대면 등 사회적 이슈가 되는 문제와 기존 제품의 개선점, 기업에서 요청하는 기술 문제 해결, 새로운 가치를 창출하는 제품 등에 대한 창의적 아이디어를 내고 이미 습득한 지식과 여러 기술 분야를 융합하여 문제해결의 방안을 수립하여 제품을 직접 설계 제작하려고 합니다.
	문제 해결, 개선, 가치 창출을 위한 분야를 프로젝트 선정 과정에서 선택합니다. -분야: 사회문제, 비대면, IoT, AI, 장애, 오락, 교육, 재미, 제품 개선, NGO, 기후변화, 가치 창출, 제품화, 기업문제 해결 등 중복이 가능한 중점 해당 분야를 선정함.   Keyword 선정: 5개의 키워드 선정   오픈소스, 임베디드 시스템 실습 프로세스   아직 해결해야 할 과제가 정해지지는 않았습니다. 기업의 문제 제기도 없습니다. 주변을 둘러보아도 특별히 불편한 점을 찾을 수 없는 상태입니다. 우리는 Open Source와 임베디드 시스템(Embedded System)에 대한 기술적 지식을 쌓을 수 있는 기회라고 생각합니다. 임베디드 실습 프로세스를 모든 구성원이 참여하여 실습 과정을 밟기로 합니다. 아래 표를 참고합니다. 본 과정의 성과로는 실습과제를 수행하고 실습보고서와 탐구보고서를 작성하여 제출해야 합니다. 플랫폼을 선택하고 구매하여 참여 학생 전원에게 배포합니다.   오픈소스 임베디드 시스템 실습 프로세스   우리는 ONE TEAM, 팀을 구성한다.   팀 워크 능력은 “한 그룹의 사람들이 각 개인의 관심과 의견을 팀의 화합과 효율성을 위하여 양보하고 팀의 목적을 달성하기 위해 상호작용하는 공동 활동”입니다. 팀 구성원은 자유롭고, 협력학습이 가능해야 하고, 수준을 맞춘 형태로 구성합니다. 팀원은 약 5명으로 하며, 팀 이름을 정하고, 팀을 대표하고 조율하는 팀장을 뽑고, 팀 이름을 정합니다. 팀 정보와 명단을 제출합니다.   '최고의 팀'을 만들기 위한 9가지 활동 예시   프로젝트 선정   다양한 브레인 스토밍 기법을 활용하여 프로젝트를 선정합니다. 학생이 속해 있는 팀에서 해결하고자 하는 문제를 새로운 관점으로 해석하여 혁신 방안을 포함한 해결 방안을 수립하여 프로젝트를 선정합니다. 여기에는 기존 제품과 방법에서 발생하는 불편함, 개선점, 혁신적인 해결방법 등을 팀 회의를 통해 정해야 합니다. 공개된 공공 데이터를 활용하고, 각종 통계를 검색하고, 실제 인터뷰와 기업 미팅을 통해 해결하고자 하는 프로젝트를 명확히 정의합니다. 프로젝트 선정을 위한 자료 조사, 통계 조사, 관련 분야에 대한 정보를 수집합니다.     해결방안(존재하는 제품, 특허, 개선안) 제시   사회에서 널리 사용하는 방식과 존재하지 않는 제품에 대한 통찰을 바탕으로 새로운 문제 해결 방식을 수립한다. 해결 방안은 즉시 나올 수도 있지만 긴 시간을 들여야 할 수도 있습니다. 몇 번의 팀별 미팅과 긴 토론을 거쳐야 합니다.   과제 수행계획서와 재료 구매 요청서를 제출합니다.   팀은 과제(문제)를 해결하기 위해 간략하게 정리한 과제 수행계획서를 제출합니다. 재료 구매 요청서를 제출합니다.   작품 디자인   사전적 의미로 의장, 도안, 계획, 설계를 의미하는 디자인이란 팀에서 전달하고자 하는 메시지를 사용자가 이해하기 쉽게 하도록 다리를 놓아주는 일입니다. 즉, 미적인 것과 실용적인 것을 통합하여 만질 수 있고, 볼 수 있도록 표현하는 일입니다. 물론 유려하고, 심플하고, 편리한 디자인이 즉시 나오기를 기대할 수 없지만 반복적인 개선을 통해 다가가는 일이 중요합니다. 아래 샘플은 컬러 인식 장치의 외형 디자인을 보여줍니다.     하드웨어 설계   실제 만들 제품 하드웨어를 설계합니다. 여기서 최소기능제품(MVP, Minimum Viable Product) 원칙을 적용합니다. MVP란 고객에게 가치를 제공할 수 있는 최소한의 기능을 구현한 제품으로 최소기능제품의 목표는 근본적인 해결 방안 가설을 빠른 시간 내에 제작, 적용하여 테스트하는 방법입니다. 아래 그림처럼 처음부터 전체 페이지와 기능을 모두 포함시켜 완전한 제품을 만드는 것이 아닌, 사용자들에게 검증받아야 하는 핵심 기능만을 구현해서 만든 후, 피드백을 통해 점점 발전시켜 나갈 수 있기 때문입니다.       소프트웨어 개발   작품 제작에 소프트웨어 개발 언어는 C, C++과 파이선을 비롯한 어떤 언어를 사용할 수 있습니다. 웹과 연동하거나 스마트 폰 앱과 연동하는 작품도 가능합니다. 데이터베이스가 필요할 수도 있고, AI 도구를 적용할 수 있습니다. 리눅스 기반에서 돌아갈 수도 있고, 작은 실시간 임베디드 OS가 필요할 수도 있습니다. 가장 기본적인 기능을 구현하고 좀 더 안전하게 동작하고, 버그가 없는 소프트웨어를 만들어야 합니다.   개발 완료 보고서 제출   작품 제작 활동을 마치면 팀은 개발 완료 보고서를 표준 문서 형식으로 작성하여 제출합니다. 문서 샘플은 제공합니다.   콘테스트 참가   마지막으로 작품 콘테스트를 개최합니다. 4차 산업혁명 시대의 혁신을 선도하기 위한 Adventure Design-2 교과목의 성과물 발표 및 공유를 통해, 창의·융합 능력을 함양하는 협동로봇 분야 실용인재 양성의 결과물을 발표합니다. 발표에서는 과제 발표 자료와 데모 동영상 시연, 팀 별 작품 전시 등의 활동을 합니다. 심사위원의 평가와 팀 별 평가가 이루어집니다. 물론 작품의 완성도와 데모가 중요한 평가요소가 되지만 여러분들이 팀 활동을 하면서 얻은 내적 성과물도 아주 훌륭한 결과입니다. 여기까지 모두가 도착한 것만으로도 대단한 일입니다. 간략한 콘테스트 행사 예시를 아래 표를 참고합니다.     각 팀은 개발 작품 완료 보고서와 발표자료, 데모 동영상을 제출합니다. 심사위원 평가표와 평가 기준, 상대팀 평가표를 제공합니다. 콘테스트 결과에 따라 금상, 은상, 동상, 장려상 시상이 있습니다.
IC-PBL MECA 유형	M(Merge, 현장통합형)			E(Evaluate, 현장평가형)
	C(Create, 문제해결형)			A(Anchor, 현장문제형)
산업체 참여정보 (현장 연계 시)	소속 기관: ( ) 현장전문가 직급 및 업무분야: ( )
	[참여 역할] 멘토 평가/심사 수업/특강 기타( )

 

세부 수업 진행 계획 

 

주차	수업 내용	IC-PBL 단계	학습자 활동 내용	학습과제
1	강의 소개 - 강의계획 안내	IC-PBL 소개 및 팀 빌딩	자기소개, 팀 구성, 팀 이름, 역할 결정	자기소개서 및 팀 소개서 제출
2	오픈소스 이해 – 오픈소스와 메이커 환경의 이해		Global Best Company 탐구
3	임베디드 시스템 실습 프로세스 도입과 실습 1 실습 툴 선정, 구매 후 배포, 목표 공유		실습 프로세스 예시, 탐구	탐구 보고서 제출
4	임베디드 시스템 실습 2 센서 입력부, 구동 출력부, 제어에 대한 소프트웨어 실습	시대키워드 문제 탐구	실습 툴과 개발환경 숙지
5	임베디드 시스템 실습 3 문제 난이도, 개발 난이도, 프로젝트 개발 난이도에 따른 필수 기술 습득	문제도입 기업면담		실습 보고서 제출
6	임베디드 시스템 실습 4과 팀별 해결 과제 도출	해결과제 정의	시스템 설계 방안 수립	문제 정의 보고서 제출
7	프로젝트 수립과 디자인 문제를 정확히 분류, 관점을 바꿔, 해결 방안 수립하고 디자인	해결과제 분석	과제 수행 계획 문제해결을 위한 자료수집	과제 수행계획서 제출 재료구매 요청서 제출
8	문제 이해 - 시나리오 문제와 문제배경의 이해	해결과제 분석	문제해결을 위한 자료수집	팀별 업체탐방 보고서 제출
9	문제해결 프로세스 설계	문제정의	생각(가정들), 사실, 학습과제, 실천계획 작성
10	문제해결을 위한 작품제작 수행	문제해결활동	문제해결을 위한 자료수집 – 원인분석, 가설검증, 문헌 연구, 벤치마킹, 관련 고객 인터뷰, 전문가 인터뷰 및 자문	자료 수집 보고서 제출
11	문제해결을 위한 작품제작 수행		기술적 해결 사항 미팅
12	문제해결을 위한 작품제작 수행		기술적 해결 사항 미팅	중간 개발 보고서 제출
13	문제해결을 위한 작품제작 수행		기술적 해결 사항 미팅
14	문제해결을 위한 작품제작 수행		수정, 보완 및 최종 작품에 대한 자료 제출	최종보고서 작성
15	평가 – 콘테스트 진행, 교수, 동료 평가	평가	최종 발표	개발 완료보고서 제출 Demo 동영상 제출 콘테스트 발표자료 제출
16	성찰 - 미흡한 점, 잘한 점 등		성찰 자료 공유	성찰 일지 제출

 

 

Industry-Coupled Problem-Based Learning의 약자로써, 산업체(Industry), 지역사회(Society), 학교의 상호연계 를 통해 학습자가 현장에서 발생하는 실제적인 문제를 해결하는 창의 융합형 인재육성교육 모델입니다.