[논문 리뷰] Interactive Learning through Hands-on Practice using Electronic Mini - Lab (EML): a Case Study

Vikas J. Dongre, Ramkrishna V. Yenkar외 1명|arXiv (Cornell University)|2012. 05. 05.

Experimental Learning in Engineering참고 문헌 8인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 학생들이 독립적으로 사용할 수 있도록 기본 전자 부품, 통합 회로(IC), 와이어, 배터리 등을 통합한 저비용, 이동식 실습 도구인 전자 미니랩(Electronic Mini-Lab, EML)을 제안한다. 디지털 및 아날로그 회로 분야의 실습과 프로토타이핑을 언제 어디서나 가능하게 함으로써 EML은 학생들의 참여도, 자신감, 기술 역량을 향상시키고 기관 소속 실험실의 부담을 줄이며, 기술 교육 분야에서 뚜렷한 교육적 효과를 입증한다.

ABSTRACT

-- In this paper, a new approach to impart practical skill based technical education is presented in comprehensive manner. An Electronic Mini-Lab (EML) is devised containing basic design and test instruments with electronic components, ICs, connecting wires and battery. Using the EML, students perform various formal and informal digital and analog circuit practicals as well as design prototype of projects. This gives them a hands-on experience, sense of belonging and sense of cooperation. The EML is useful for performing many practicals of various subjects. The EML also reduces the workload of college laboratories. Students have their own individual EML at their disposal anytime, which can be used to design hobby projects as a fun too. This will make them skilled engineers. This provides tremendous benefits in teaching learning process. It also boosted the interest, confidence of students and teachers. Incorporating active/ cooperative learning into traditional instruction can be a useful pedagogical tool to help students to perform practicals and project work any time anywhere. This concept is remarkably simple and cost effective but the dividends can be profound.

연구 동기 및 목표

• 기존의 중심집중형 대학 실험실이 기술 교육 분야에서 일관되고 접근 가능한 실습 경험을 제공하는 데에 한계를 보이고 있는 문제를 해결하기 위해.
• 개별 학생이 실습 학습 도구에 접근할 수 있도록 해, 기관 소속 실험실의 부담을 줄이기 위해.
• 지속적인 자율 실험을 통해 학생들의 참여도, 자신감, 협동 학습을 촉진하기 위해.
• 디지털 및 아날로그 전자공학 분야에서 실습 역량을 습득하기 위한 확장 가능하고 저비용의 솔루션을 개발하기 위해.

제안 방법

• 기본 구성 요소로 IC, 저항, 커패시터, 와이어, 배터리를 포함한 컴act하고 독립적인 전자 미니랩(EML)의 설계 및 제작.
• 회로 조립 및 검증을 지원하기 위해 기본적인 설계 및 테스트 장비를 EML 내부에 통합.
• 다양한 기술 분야의 정식 및 비정식 실습을 위해 사례 연구 환경에서 EML의 도입.
• 학습을 강화하기 위해 학생 주도의 프로젝트 프로토타이핑 및 취미 기반 실험을 장려.
• 개별 EML 소유를 통해 전통적인 지도 방식에 활동적이고 협동적인 학습 모델을 통합.
• 예약된 실험 시간에 의존하지 않고 언제 어디서나 학습을 지원하기 위해 EML 활용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이동식 EML을 개인이 접근함으로써 실습 전자공학 교육에서 학생의 참여도는 어떻게 영향을 받는가?
• RQ2 EML은 중앙집중식 대학 실험실의 부담을 어느 정도 줄이는가?
• RQ3 EML을 활용한 실습 및 자율 실험은 학생들의 자신감과 기술 역량 개발에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 EML은 정식 커리큘럼 실습과 비정식 프로젝트 기반 학습을 효과적으로 지원할 수 있는가?
• RQ5 EML은 기술 교육 분야에서 협동적이고 활동적인 학습을 어떻게 촉진하는가?

주요 결과

• 학생들은 EML을 지속적으로 이용함으로써 실습 작업에 대한 관심과 자신감이 향상되었다고 보고했다.
• EML은 개인이 예약 시간 외에 실험할 수 있도록 해, 대학 실험실의 부담을 크게 줄였다.
• 실제 부품과 회로 설계를 반복적으로 실습함으로써 학생들은 더 강력한 기술 역량을 기르게 되었다.
• EML은 정식 실습과 비정식 취미 기반 프로젝트 개발을 모두 촉진하여 창의성과 소유감을 향상시켰다.
• 교사들은 실험 수업 동안 학생들의 참여도 향상과 더불어 더 협동적인 학습 분위기가 조성되는 것을 관찰했다.
• 저비용, 이동식 EML 모델은 기술 교육 분야에서 광범위하게 도입하기에 효과적이고 확장 가능하다는 것이 입증되었다.