Earticle

This study is to develop a valid and reliable instrument for measuring students’ creative engineering problem solving propensity. The creative engineering problem solving is operationally defined in this study as a creative problem solving skill in an engineering context. To develop the instrument, first we define seven common constructs between engineering problem solving skill and creative problem solving skill through an intensive literature review; motivation, context, personal character, engineering design, engienering habits of mind, understandings of engineering and engineers, communication skill, and collaboration skill. Based on the seven constructs and the face validity test conducted by two in-service science teachers and 4 experts in science education research, 40 preliminary items were developed. Then the preliminary instrument was implemented in a science gifted highschool to measure the reliability of the instrument. From the 40 items, 34 items were selected through the initial reliability test by Cronbach’s α (>.75). Finally through the three times of factor analysis process, 28 items in five construct categories were selected; motivation (3 items), engineering design (6 items), engineering habits of mind (9 items), understandings of engineering and engineers (4 items), communication and collaboration skill (6 items). The factor analysis result showed that the reliability of each construct category was between .733 to .892., meaning that the instrument is reliable in terms of the higher structural validity (each item is categorized in an appropriate construct category). We expect that the creative engineering problem solving propensity instrument developed in this study can be used in various contexts for STEAM education research as a reliable and valid instrument

본 연구는 환경교육용 보드게임 디자인 활동을 개 발하고, 이 활동이 고등학생들의 환경 개념적 지식, 환 경 소양 및 창의 공학적 문제해결성향에 미치는 영향 을 조사한 것이다. 환경동아리에 소속된 25명의 고등 학고 1, 2 학년 학생들이 연구에 참여 하였다. 보드게 임 디자인 활동은 총 10차시 수업으로 공학적 설계에 기반하여 개발되었다. 연구의 주요 데이터는 환경 주 제(기후온난화와 생태계 파괴)에 관한 학생들의 지식 을 측정하기 위해 실시된 사전-사후 개념도와 환경 소 양 측정지 및 창의적 공학적 문제해결성향 측정지이 다. 연구 결과 환경교육용 보드게임 디자인 활동을 수 행한 후 학생들이 제시한 개념도의 환경관련 단어의 개수가 지식 영역에서 증가한 것을 알 수 있었다. 또한 환경 소양측정지와 창의공학적 문제해결성향 측정지 의 평균도 사전에 비해 사후에 유의미하게 증가하였 다. 이러한 결과를 통해 보드게임을 활용한 수업 방법 이 학생들이 다양한 역량을 기를 수 있도록 돕는다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 보드게임과 중등 교육을 접목한 연구는 활성화되어야 하며 이를 현장에 적용하 기 위해 현직 교사들의 새로운 교육 방식에 대한 교육과 지원이 필요하다.

The purpose of this study is to develop a board game design activity for environmental education and to investigate how it affects high school students’ environmental knowledge, environmental literacy, and creative engineering problem solving propensity. Twenty-five freshman and sophomore students belonging to the environmental club participated in this study. The board game activity was designed as 10 class hours lessons based on the engineering design process. The main data source of this study was pre-post students’ conceptual maps of the environmental topics (global warming or ecosystem destruction) to measure the background knowledge on the topic. In addition, the environmental literacy measurement questionnaire and the creative engineering problem solving propensity questionnaire were collected before and after the activity. The result shows that the number of environment-related words described by the students on the post-concept map increased compared to the pre-concept map. In addition, the environmental literacy score and the creative engineering problem-solving propensity score increased significantly after performing the board game design activity. The results show that environmental lessons using board game design activities can help student develop various competencies in a good way. As above, research that combines board games and secondary education must be activated, and a new educational method and systemic support for in-service teachers who want to apply it to science classroom is required.

본 연구에서는 “그레구아르는 눈으로 말해요”라는 책을 노벨엔지니어링 모형에 맞게 수업을 설계하고 적용하 였다. 수업을 적용해보니 단원 및 수업시수, 차시 적용, 프로젝트 구성 등에서 상이한 요소가 드러났다. 특히 적 용 난이도와 기대수준에서 그 차이가 극명하게 보였다. 따라서 이를 현장에 맞추어 개선하여 적용할 필요가 있 었다. 이러한 부분들을 보완하여 프로젝트 수업을 진행하였고 독서교육과의 융합수업에 더하여 인성 교육적 요 소까지 아우르는 시도를 위해 장애 이해 교육 도서를 선정하여 수업을 진행하였다. 그 결과 학생들과 유의미한 활동과 경험을 할 수 있었다. 향후에는 2015개정교육과정 국어과 한 학기 한 권 읽기에 활용하기 위한 Novel Engineering 학생용 교재를 제작하려고 한다. 그리고 문제해결력에 대한 사전, 사후 검사를 진행하여 노벨 엔지 니어링을 적용한 인문, 공학, 인성교육이 융합된 수업이 어떠한 효과가 있는지를 진행할 예정이다.

In this study, We applied Novel Engineering class with a book “그레구아르는 눈으로 말해요”. We can figure out some different factors like the number of units and classes, application time, construction of projects. Specially we can find remarkable difference between complexity and expectation. It was therefore necessary to adapt and apply these to the site. Project lessons were conducted to supplement these parts and to try to reach human nature education as well as convergence of reading education courses, disability understanding education books were selected and taught. As a result, I was able to engage in meaningful activities and experience with students. As a result of further research, the 2015 revision curriculum is designed to be used for reading Korean language in one semester.

공학윤리는 공학영역에서 생기는 윤리적 문제들을 해결하는 기준은 어떤 것이어야 하고, 특별한 상황에 그 기준을 어떻게 적용하는가 하는 질문과 관계된다. 공학윤리를 연구하는 목적 중의 하나는 윤리적 논의가 책임있는 공학적 실천을 촉진하는 것을 도울 수 있다는 것이다. 책임있는 공학적 실천은 예방윤리의 실천이라고 할 수 있다. 예방윤리는 나중에 더 심각한 문제를 피하기 위해 건전한 윤리적 의사결정을 실천하는 것이다. 윤리학의 영역으로 분류하면 공학윤리는 도덕적 문제해결 훈련을 위한 응용윤리의 한 분과이다. 공학인들은 직업상의 문제에 있어서 해결 당사자들이지만 보통 윤리적 문제를 해결하는 법은 훈련받지 못하고 있다. 우리사회에서도 수차례의 교육과정의 개편과 함께 전인교육을 지향해왔지만 현실에 있어서는 기능교육에 치우치고 있다. 이런 측면에서 공학인들도 고등교육을 받아 과학적 지식을 직업에 응용하는 일에는 뛰어나며 사회발전의 원동력이 되는 역할을 해내고 있지만, 기능에 치우치게 되는 자격증 맹신의 경쟁 속에서 도덕적 판단력을 향상시킬 수 있는 교육은 제대로 받지 못해왔다. 이제서야 공학인증제의 실시로 인해 일부 대학에서 공학윤리교과를 개설하고 있는 실정이다. 늦은 감은 있지만 공학인들이 도덕적 문제들에 대해 지적으로 접근할 수 있도록 기회를 제공하고 도덕적 판단력을 길러 문제해결방향을 제대로 찾도록 도움이 되어야 할 것이다. 그래서 본고에서는 공학윤리에 대한 윤리교육전문가들의 관심이 필요하다는 생각에서 공학윤리의 의의에 대해 소개하고자 했다. 이번 기회에 공학윤리의 의미를 파악하고, 공학직이 전문직이며 전문직의 윤리가 요구된다는 점을 부각시키고자 했다. 또한 전문직의 윤리도 일반 윤리학의 연구성과를 토대로 직업영역에 응용한 것이기에 공학윤리문제를 이해하기 위해서 공리주의, 의무론, 권리론, 덕윤리를 소개하면서 공학적 문제와 관련시켜봤다. 그리고 공학윤리문제가 생겼을 때 윤리문제를 어떻게 적용할 수 있을지 이론의 선택과 윤리적 쟁점들을 해결하는 방식에 대해 논했다.

This study contains the topics of engineering ethics. Engineering ethics is a branch of applied ethics. Engineering ethics is concerned with the question of what the standards in engineering ethics should be and how to apply these standards to particular situations. Engineers are professional problem solver, but they have usually not trained in ethical problem solving. they are admirable technician but often not careful moralist. A study in engineering ethics should build on the problem-solving orientation of engineers. In this study I focus on professional ethics. I begin with some general remarks about the nature of Ethics, professional ethics, engineering ethics. Then I consider some more specific objectives in studying engineering ethics, moral problem-solving methods. One of the values of studying engineering ethics is that it can help promote responsible engineering practice. Part of engineering practice is the exercise of preventive ethics. Preventive ethics concern on the practice of sound ethical decision making to avoid more serious problems later. The engineers should have the moral imagination, understanding the ethical theory, developing the ability to recognize ethical issues when they arise, developing analytical skills in dealing with ethical problems. I reviewed three most important moral theories : utilitarianism, duty ethics and rights ethics, virtue ethics. Moral Theories are attempts to explain common morality by reference to a moral standard that supplies a criterion for right and wrong. These moral theories combined in various ways with the methods for resolving moral conflict problems in engineering ethics. I proposed that we should have engineering ethics programs in higher education curriculum. For engineers moral imagination is necessary in anticipating the consequences of actions as professionals and in coming up with solutions to ethical problems encountered in professional life.

본 논문에서는 창의적 융합 수업 모형인 노벨 엔지니어링 수업이 초등학교 5학년 학생들의 창의 적 문제해결력 향상에 미치는 효과에 대해서 기술한다. 이를 위해서 2019년 2학기에 초등학교 5학년 학생 90명을 대상으로 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 수업이 진행되었다. 이 수업은 생태계와 상호작용이 라는 핵심 개념을 중심으로 총 8차시 모둠별 프로젝트 형식으로 진행되었다. 수업은 5학년 국어, 과학, 실 과 과목이 자연스럽게 융합되도록 설계하였으며, 수업 적용 후 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 위해서 t-검정이 실시되었다. 실험 결과, 노벨 엔지니어링 수업이 창의적 문제해결력 4가지 하위 요소인 자기 확 신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적∙논리적 사고, 동기적 요소 모두에서 매우 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 노벨 엔지니어링은 이제까지 연구되어왔던 다양한 문제해결력 패러다임을 융합한 수업 모형이 다. 이 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 미래를 이끌어 갈 우리 아이들의 다양한 역량을 키울 수 있는 좋은 수업 방법임이 증명되었다. 노벨 엔지니어링이 우리 아이들의 미래 교육을 선도하는 융합 교육 과정 모형으로 자리 잡기를 기대한다.

This paper describes the effects of Novel Engineering(NE) on improvement of creative problem-solving abilities. We performed two classes for control and experience group. They are all 5th grade students. Core concept of the NE lesson is ecosystem and interaction with 8 hours long. We designed a lesson able to integrate subjects like Korean, Science and Practical Arts. Then we performed pre-and-post t-test on creative problem-solving ability. The experimental results showed that NE lesson has a high effects on 4 sub-elements like self conviction and independence, diffusion thinking, critical thinking and motivational component. The research showed that NE class is a good teaching-learning method to cultivate various competencies for our children. NE is a convergence learning model integrating various problem-solving paradigms ever researched. Thus we expect that NE is a foundation for convergence curriculum model to lead our children to their future and get settled to all schools.

노벨 엔지니어링은 독서를 통하여 문제를 찾아내고, 이를 공학적인 방법으로 해결해보는 융합수업모형이다. 이제까 지의 노벨 엔지니어링 연구는 온전히 대면으로 진행되어왔다. 그러나 COVID-19 사태 이후를 대비하여 온라인과 오프라 인 수업을 병행한 블렌디드 러닝의 연구가 매우 필요하다. 그래서 본 연구에서는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 초등학 생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 연구 결과, 이 수업이 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적 사고, 동기적 요소 요인에서 기존의 문제해결 프로젝트 수업보다 더 높은 효과가 있다는 것이 증명되었다. 이는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 2015 개정 교육과정에서 제시한 역량 중심 수업을 위해서 매우 효과적이라는 것을 의미한다. 이 연구로 인하여 코로나 이후 시대에 블렌디드 노벨 엔지니어링이 학교 현장에 확산되어 정착될 수 있기를 기대 한다.

Novel Engineering(NE) is integrated learning model to figure out problems in a book and solve them with creative engineering process. NE has been performed on offline until now. We have to research blended learning projects for COVID-19 outbreak. In this paper, we are going to explore that blended NE is effective to creative problem solving ability. The results showed that blended NE is highly effective to all of four sub-elements; self conviction & independence, diffusion thinking, critical thinking and motivational element. This means that blended novel engineering class is effective to competence-centered class proposed in 2015 revised curriculum. We hope that the research is spread and settled into our school.

미래 사회를 위한 대비로 교육과정은 시대의 흐름에 맞게 변화하고 있으며 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 새로운 2015 개정 교육과정의 목적이 창의적인 융합인재를 육성하는 것으로 제시되었다. 소프트웨어 교육의 목 적은 창의성 증진이며 나아가 실생활과 연계하여 문제해결력을 기르도록 하는 것이다. 또한, 학습에 대한 몰입도 는 뛰어난 교육 성취로 이어진다. 그러나 여전히 초등학교 컴퓨터 교육에서는 학생들이 쉽게 몰입하고 창의적인 문제해결력을 증진하기 위한 융합수업 모델의 개발이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 교육 여건에 맞는 융합수업 모델인 노벨엔지니어링(novel engineering)을 활용한 컴퓨터 융합교육을 설계하고, 이를 수업에 적용하였다. 그리고 학습 몰입도와 창의적 문제해결력 증진에 미치는 영향을 측정하기 위하여 초등학교 6학년을 대상으로 노벨엔지니어링 기반 컴퓨터 수업을 실험 집단에 적용하였고, 일반적인 컴퓨터 수업을 통제 집단에 적 용하였다. 집단 간 사전-사후 검사 결과 노벨엔지니어링을 활용한 컴퓨터 수업은 학습몰입도와 창의적 문제해결 력 신장에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

In preparation for the future society, the educational curriculum is changing according to the trend of the times, and with the advent of the era of the 4th Industrial Revolution, the purpose of the new 2015 revised curriculum was suggested to foster the convergence creativity of students. The purpose of software education is to promote creativity and further develop problem-solving skills in connection with real life. In addition, flow in learning leads to outstanding educational achievement. However, in elementary school computer education, there is still a lack of development of a convergence class model for students to easily immerse themselves and promote creative problem- solving skills. Therefore, in this study, we designed convergence computer education using Novel Engineering, which is a convergence class model suitable for these educational conditions and applied it to classes. Further, to measure the effect on the improvement of learning flow and creative problem-solving ability. the Novel Engineering-based computer class was applied to the experimental group for 6th graders, and the general computer class was applied to the control group. As a result of the pre-post test between groups, it was found that computer classes using Novel Engineering had a positive effect on learning flow and creative problem-solving ability.

본 연구는 디자인씽킹을 활용한 수업에서의 창의적 문제해결 경험을 살펴보기 위해 서울의 A대학에서 2018년 2학기 정규수업으로 개설된 공학제품 설계 수업에 등록한 1학년 학생 37명(남 27명, 여 10명)을 대상으로 실시되었 다. 본 연구에서 창의적 문제해결력은 창의적 성향과 문제해결력으로 나누어 살펴보았으며, Hotelling’s T-square test 와 t-test를 통해 사전-사후의 창의적 문제해결력 차이를 살펴본 결과, 창의적 성향 중 인내와 열정, 유머, 호기심, 진 취적 성향이, 문제해결력 중 문제해결 행동이 유의미하게 증가된 것으로 나타났다. 이어, 성찰일지를 통해 창의적 문 제해결의 과정을 살펴본 결과, 디자인씽킹의 공감하기와 프로토타입 및 테스트 단계에서는 문제해결을 위한 활동이 보다 많이 나타나고, 정의하기/발상하기와 아이디어 내기 단계에서는 창의적 활동이 보다 많이 나타나는 것을 확인해 볼 수 있었다. 본 연구의 결과는 디자인씽킹을 통해 창의적 문제해결력이 항상될 수 있음을 나타내주며, 효과적인 디 자인씽킹 활용 수업을 위한 교수적 지원이 뒷받침되어야 함을 시사해 준다.

This study is was conducted for 37 first‐year students (including 27 males and 10 females) enrolled in the engineering product design class opened as a regular class in the second semester of 2018 at ‘A’ University in Seoul to examine creative problem solving experiences in class using design_thinking. In this study, creative problem‐solving ability was divided into creative personality and problem‐solving ability and in the results of examining the difference in pre‐ and post‐creative problem solving abilities through Hotelling’s T‐square test and t-test, among the creative personality, the tolerance & passion, humor, curiosity, and progressive attitude were found to significantly increase after class. Next, in the results of examining the process of creative problem solving through the reflection journal, in the empathy and prototyping and testing stages of design thinking, more activities for problem solving appeared, and at the stage of problem definition and idea generation, it can be seen that more activities expressing creative personality appear. The results of this study show that creative problem‐solving abilities can be improved through design thinking, suggesting that instructional support for effective design thinking should be designed.

This study presents how two types of integrated science and engineering lessons affect students' engineering problem solving skills and their perceptions of engineering. In total, 146 middle school students participated in this study. Eighty-six students participated in the Type I lesson (complete engineering design lesson with a science knowledge application) and 60 students participated in the Type II lesson (engineering design without a science knowledge application). Two main datasets, (1) students' Creative Engineering Problem Solving Propensity (CEPSP) measurement scores and (2) open-ended survey questions about students' perceptions of engineering, were collected before and after the lessons. The results of this study show that after participating in the Type I lesson, students' CEPSP scores significantly increased, whereas the CEPSP scores of the students who participated in the Type II lesson did not increase significantly. In addition, students who participated in the Type I lesson perceived engineering and the engineering integrated science lesson differently compared to the students who participated in the Type II lesson. The results of this study show that engineering integrated science, technology, engineering & mathematics (STEM) lessons should include a complete engineering design and a science knowledge application to improve students' engineering problem solving skills.

본 연구는 공학 설계에 기반을 둔 연구 프로그램, 팀 프로젝트 활동 등의 통합적 STEM 연구 활동이 영재 학생들의 창의적 공학문제해결 성향과 공학에 대한 태도에 미치는 효과를 알아본 것이다. 이를 위해 Kang & Nam (2016)이 개발한 창의적 공학문제해결 성향 검사 도구와 Moon (2009)이 사용한 공학에 대한 태도 검사 도구를 본 연구 상황에 맞게 수정하여 통합적 STEM 활동의 사전과 사후에 측정 하였고, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 영재 학생들의 공학 설계에 기반한 통합적 STEM 연구 활동은 창의적 공학문제해결 성향 변화과 공학에 대한 태도 변화에 긍정적 효과를 나타냈다. 창의적 공학문제해결 성향 검사지는 동기, 공학 설계, 공학적 사고 습관, 공학과 공학자, 소통 및 협업 능력 5요인으로 구성되어 있는데 모든 요인에서 유의미한 결과가 나타났다(p<.05). 창의적 공학문제해결 성향은 대부분의 요인에서 진로 희망 직업 계열과 성별 차이에 따른 유의미한 차이가 없었다. 하지만 '공학 설계' 요인에서는 남학생보다 여학생에게 효과가 있음을 알 수 있었다. 공학에 대한 태도 검사지는 공학에 대한 흥미, 공학의 난이도, 공학의 영향, 공학과 관련된 학교 교육과정, 공학과 직업에 대한 인식을 알아보는 문항으로 구성되어 있는데 모든 요인에서 유의미한 결과가 나타났지만(p<.05), 진로 희망 직업 계열과 성별 차이에 따른 유의미한 차이는 없었다.

The purpose of this study is to investigate how engineering design-based STEM research experience affects gifted students' creative engineering problem-solving propensity and attitude toward engineering. The students' creative engineering problem-solving propensity and attitude toward engineering were measured before and after the STEM research experience. The pre-/post-tests results were analyzed by paired t-test with the significance level of p <.05. The conclusions of the study are as follows: First, the engineering design based STEM research experience had a positive effect on the students' creative engineering problem-solving propensity. Over all, the average score of the creative engineering problem-solving propensity increased significantly (p <.05) after the STEM research experience. Second, the average score of gifted-students' attitude toward engineering had increased significantly after the integrated STEM research activities (p <.05). In addition, we analyzed the difference between pre-post results of both instruments based on the gifted students' desired career paths (natural science and engineering) and gender. The result shows that the students' career paths or gender did not affect the results in most of the sub-categories in both instruments. However, the STEM research experience had more positive effect on the female students than male students in term of their 'engineering design ability', which is one of the sub-categories of the creative engineering problem-solving propensity instrument.

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

The purpose of this study was to investigate the effects of engineering design-based ocean cleanup classes on STEAM attitudes and creative engineering problem-solving dispositions. Furthermore, during this process, we tried to determine interesting points that students encountered in engineering design-based classes. For this study, a science class with six lessons based on engineering design was developed and reviewed by a professor who majored in engineering design, along with five engineering design experts with a master's degree or higher. The subject of the class was selected as the design and implementation of scientific and engineering measures to reduce marine pollution based on the method implemented in an actual Ocean Clean-up Project. The engineering design process utilized the engineering design model presented by NGSS (2013), and was configured to experience redesign through the optimization process. To verify effectiveness, the STEAM attitude questionnaire developed by Park et al. (2019) and the creative engineering problemsolving propensity test tool developed by Kang and Nam (2016) were used. A pre and post t-test was used for statistical analysis for the effectiveness test. In addition, the contents of interesting points experienced by the learners were transcribed after receiving descriptive responses, and were analyzed and visualized through degree centrality analysis. Results confirmed that engineering design in science classes had a positive effect on both STEAM attitude and creative engineering problem-solving disposition (p< .05). In addition, as a result of unstructured data analysis, science and engineering knowledge, engineering experience, and cooperation and collaboration appeared as factors in which learners were interested in learning, confirming that engineering experience was the main factor.

모든 학습자는 다년간의 전공 및 교양 수업을 통하여 많은 지식을 습득하게 된다. 그러나 다양한 과목을 접목시킨 융합적인 공학적 문제 해결은 어려운 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 다양한 교과목을 접목하여 온도 감소효과를 극대화 시키는 히트싱크의 최적화 문제를 예를 들어 실천공학교육적 문제해결 모델을 제시한다.

Learners acquire knowledge through many years of majors and educated classes. They convergence of engineering problem solving that combine a variety of subjects are difficult. In this paper, we suggest practical engineering problem solving model combined major educational courses for example optimization problem of heat sink temperature reduction.

Amonng many creative problem-solving methodologies, the TRIZ with practicality and applicability has been utilized a lot in practice and education. This research introduced the TRIZ course for engineering problem-solving training to engineering college students. Then, a survey about students' ability to solve engineering problems after the TRIZ course were analyzed statistically. Finally, problem-solving cases of industry in each team project were examined. It is proved that an understanding of the TRIZ should be confirmed on that can be applied and utilized and can be linked to well performing team projects. Therefore, it is determined that more active efforts are required for the development of TRIZ learing methods to improve the education system to help students improve comprehension for students in creative problem-solving skills.

This study evaluated the performance of generative AI in solving mechanical engineering problems and its potential for improvement via error compensation. The research used questions from the civil servants competitive exam and the selection exam for secondary school level teachers to conduct experiments using Zero-shot(questions only) and Few-shot(questions and related contents) prompts. The study employed a controlled group pretest-posttest experimental design for the civil service exams and a single group post-test design for the secondary teacher exam. The results using Google's NotebookLM indicated that Zero-shot prompts yielded a correct answer rate of 60-75% on the civil servants exams, while Few-shot prompts yielded 88%-95%, a 25% and 24% rise for grade 7 and 9 exams, respectively. The Few-shot prompts significantly improved the accuracy, with a 40% increase in the secondary teacher exam. The study concludes that providing relevant materials through Few-shot prompts is crucial when using generative AI for engineering problem-solving. It also emphasizes the importance of verifying the reliability of the information provided and validating the AI's results. This highlights the necessity for accurate and trustworthy information when students or educators use generative AI for self-directed learning in engineering problem-solving.

본 연구의 목적은 포식-피식 시뮬레이션 소프트웨어 프로그램을 활용한 STEM 프로그램이 고등학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결 능력의 향상에 효과가 있는지를 알아보는 데 있다. 연구 대상은 G고등학교 학생 104명이었으며, 이 프로그램의 수업 적용에 따른 학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결성향의 효과는 t-test와 공변량 분석을 통해 알아보았다. 학생들이 작성한 활동지, 수업 촬영과 녹화 내용 등은 수업 적용의 질적 측면을 분석하기 위해 사용되었다. STEM 프로그램을 적용한 결과 비교반에 비해 실험반에서 생태계 평형 개념에 대한 이해, STEM 태도, 창의･공학적 문제해결력이 유의미하게 상승하였다. 또한, 실험반 학생들이 생태계 평형에 영향을 주는 다양한 변인들을 생각해 내었고, 더 다양하고 정교한 해결책을 제시하였다. 본 연구에서 STEM 프로그램을 적용했을 때 나타나는 긍정적인 효과를 고려할 때, ‘생명과학’의 다른 단원에서도 이러한 프로그램을 개발하여 적용할 필요성이 있다.

The purpose of this study was to investigate whether student's concept of ecological equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability could be improved when the STEM program using a predation-prey simulation software program was applied in the 'Ecosystem and Interaction' section of the high school 'Life Science 1' subject. The subjects of the study were 104 G high school students, and the effects of the students’ ecological equilibrium concept, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability according to the application of this program were investigated through t-test and covariate analysis. Activity sheets written by students, filming and recording of classes, etc. were used to analyze the qualitative aspects of class application. As a result of applying the STEM program, the understanding of the concept of ecosystem equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability increased significantly in the experimental group compared to the control group. In addition, the students in the experiment class came up with various variables that affect the ecosystem equilibrium and presented more diverse and sophisticated solutions. Considering the positive effects of applying STEM programs in this study, there is a need to develop and apply these programs in other sections of ‘Life Science’.

This study aimed to develop and implement a STEM-integrated instructional program for the middle school science unit on "digestion" and to examine its educational effects on students’conceptual understanding and affective outcomes. The program was consisted of four sessions and incorporated various STEM elements such as visual data, model-based learning, and engineering design. Qualitative data were collected through the analysis of student worksheets, while quantitative data were gathered using preand post-tests measuring STEM attitudes and creative engineering problem-solving abilities. The qualitative analysis revealed that students demonstrated structurefunction reasoning and higher-order thinking through interactive and experiential learning activities. The program also enhanced students' fusion thinking by connecting scientific concepts with real-life contexts. Quantitative results showed statistically significant improvements in overall STEM attitudes, particularly in the subdomains of interest, empathy, self-concept, and STEM-related career aspirations. Additionally, students exhibited significant gains in motivation, engineering thinking habits, and perceptions of engineering and engineers. These findings suggest that STEM-based instruction contributes not only to cognitive growth but also to the development of affective domains such as motivation, identity, and career awareness. The study highlights the value of student-centered, inquiry-driven, and contextually relevant learning in fostering meaningful engagement with science. Future directions include the enhancement of engineering design competencies, structured support for communication skills, and integration of career-oriented reflection activities within STEM programs.

융복합 교육에 대한 관심이 증가하면서 공학도와 비공학도를 대상으로 한 융합 교양 교육이 중요해지고 있다. 본 연구에서는 융합 교양과목에서 공대 학생들과 비공대 학생들을 대상으로 미래 사회에서 학생들이 다양한 문제에 대처할수 있도록 융합 교양 커리큘럼을 설계하였다. 현실적인 문제해결 과정에서는 공학 글쓰기를, 기술 발전 이슈 논의 과정에서는 칼럼 형식의 글쓰기를 수행하도록 하여 문제해결 능력, 기술 활용에 대한 인문학적 성찰 능력을 키우는 것을목표로 하였다. 이에 따라 학생들은 다학제적 협력을 통해 공학기술을 활용한현실 문제해결 방안을 도출하였고, 최신기술 이슈를 반영한 융합적 콘텐츠를 활용하여 기술발달의 이슈를 고찰하는 칼럼을 작성하였다. 2회에 걸쳐 실시한 설문 조사 결과, 이와 같은 교육을 통해 공대 학생들은 공학적 문제를 언어로 표현하는 능력이, 비공대 학생들은 공학적 문제를 발견하는 능력이 향상되었음을알 수 있었다.

This study aims to develop and implement a convergence liberal artscoursefor engineering and non-engineering students. In theproblem-solving process, students engage in engineering writing,whereas discussions on technological development issues involvewriting in a column format. The goal is to enhance problem-solvingskills and foster humanistic reflections on technology utilization. Through multidisciplinary collaboration, the students developedpractical solutions to real-world problems using engineering technology. Additionally, they wrote analytical columns on technologicaladvancements that reflected the latest technological issues. Findings from two rounds of surveys reveals that engineeringstudents were able to express engineering problems in written form,whereas non-engineering students showed enhanced skills in identifyingengineering problems.

이 논문은 LTP 퍼니스의 최적화 된 내부 유동과 온도의 균일성에 대한 수치 해석에 관한 것이다. 반도체 제조 공정에서 실리콘 웨이퍼를 어닐링하기 위한 기능을 수행한다. 특히 챔버 내부의 최고 온도를 약 $400^{\circ}C$의 고온으로 유지하여 웨이퍼를 보강한다. 공정이 고온에서 완료되면 열 교환기를 통해 온도를 낮추고 이를 수행하기 위한 작업이 반복된다. 이 논문에서 최종적인 목표는 LTPS 퍼니스의 유동 해석을 통해 챔버의 단열 공급과 배기 구조의 최적 설계를 도출하는 것과 교육과정 개발을 위한 사례 발굴에 있다.

This paper is about the numerical analysis on optimized internal flow of LTP furnace and uniformity of temperature. The LTP Furnace is the device that generates heat by electricity. And performs an annealing function for annealing the silicon wafer in the pre-semiconductor manufacturing process. Especially, the maximum temperature inside the chamber is maintained at a high temperature of about $400^{\circ}C$ to strengthen the wafer. When the process is completed at high temperature, the operation is repeated to reduce the temperature through the heat exchanger and carry it out. From this analysis, the ultimate goal is to derive the optimum design of the insulation volume supply/exhaust structure of the chamber through the flow analysis of the LTPS furnace. And to find cases for curriculum development.

자동차센서는 차량제어에 필요한 인자들을 모니터링하여 얻어진 정보로부터 최적의 제어가 가능하도록 하는 역할을 하고 있다. 이러한 센서 중에서 운전자의 주행환경을 결정 짓는 것은 차량 내부의 온도 및 습도이며, 순간적으로 급변하는 특성이 있다. 이에 따라 차량 공조 시스템은 온도제어가 매우 복잡한데, 그 중에서도 온도 및 습도에 대한 관계를 명확히 규명하면 제어변수를 줄일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 차량 내 온도 및 습도의 관계에 대해 서술하고 차량 내부의 온습도 제어 방식을 사례를 들어 제어 기술 측면에서의 문제해결 방법에 대해 제시한다.

Inside the vehicle, temperature and humidity are suddenly changed. Accordingly, HVAC System's temperature control is very complicated. But, clarifying the relationship between temperature and humidity can reduce the control parameters. Therefore, this paper describes the relationship between temperature and humidity in the vehicle and presents a problem solving method in terms of control technologyThe vehicle sensor monitors the factors required for vehicle control and plays a role in enabling optimal control from the obtained information. Of these sensors, the driving environment of the driver is determined by the temperature and humidity inside the vehicle, and the characteristics of the vehicle suddenly change rapidly. Accordingly, HVAC System's temperature control is very complicated. But, clarifying the relationship between temperature and humidity can reduce the control parameters. Therefore, this paper describes the relationship between the temperature and humidity in the vehicle, and presents a method for controlling the temperature and humidity in the vehicle as an example.