Development and Effect of ‘Energy Engineering’ Unit Engineering Education Program in High School Engineering General Subject

Abstract

이 연구의 목적은 고등학교 공학일반 과목의‘에너지 공학’단원의 공학교육 프로그램을 개발하고, 그 효과를 알아보는 데 있다. 이 연구의 목적을 이루기 위해, 2015 개정 교육과정 및 교과서, 선행연구를 고찰하였으며, 준비, 개발, 개선의 3단계에 따라서 공학교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 전문가 및 현직교사를 통해 타당성 검토를 받았으며, 고등학교 공학일반 과목을 수강하는 3개 고등학교 225명의 학생을 대상으로 예비 현장 적용을 통해 프로그램 적용의 가능성과 효과성을 확인하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공학일반 과목 ‘에너지 공학’단원 공학교육 프로그램은 에너지 공학의 원리를 이해하고, 그 원리가 응용된 사례를 탐색하고 체험하기에 적합했으며, 현장 적용성이 높았다. 둘째, 공학일반 과목 ‘에너지 공학’단원 공학교육 프로그램은 총 8차시로 구성되어 있으며, 이론 수업 4시간과 문제해결 활동 4시간으로 총 8차시로 구성되어 있다. 하지만 단위학교의 교육과정에 따라 확장이 가능하도록 구성하였다. 셋째, 참여 학생의 공학에 대한 태도는 프로그램을 받기 전보다 받은 후 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 넷째, 참여 학생을 대상으로 프로그램에 대한 개방형 설문조사를 실시한 결과 에너지 공학 관련 최신 기술과 경향을 배울 수 있었다는 응답과 센서를 이용한 도시 설계 과정에서 에너지 공학의 필요성을 알 수 있었다는 의견이 있었다. 마지막으로 공학일반 과목에 활용할 수 있는 공학 프로그램의 개발과 기술교과 선택과목이 운영되고 있는 고등학교 수업 현장 및 기술교사에 대한 후속 연구를 제언하였다.The purpose of this study was to develop an engineering education program for the ‘Energy Engineering’ unit of the engineering general subject in high school and to investigate its effectiveness. In order to achieve the purpose of this study, the contemporary curriculum, textbooks, and previous studies were reviewed, and an engineering education program was developed by the three stages of preparation, development, and improvement. The developed program was reviewed for validity through experts and in-service teachers, and effectiveness of the program implementation was confirmed through field implementation targeting 225 students from three high schools taking high school engineering general subject. The results of this study are as follows. First, an engineering education program in ‘Energy Engineering’ of the engineering general subject was suitable for understanding the principles of energy engineering, exploring and experiencing cases where the principles were applied, and had high field applicability. Second, the developed program consists of a total of 8 sessions, having 3 hours of lecture class and 5 hours of problem solving activities. However, it is possible to expand by the curriculum of each school. Third, the participants’ attitude toward engineering had statistically significant improvement through the intervention. Fourth, as a result of conducting an open survey on the program for participants, there were responses that they were able to learn the latest technologies and trends related to energy engineering, and opinions that they were able to know the necessity of energy engineering in the process of urban design using sensors. Lastly, for the dissemination of the developed program, the necessity of training for technology teachers and further research on engineering general subject teachers were recommended.