Implementation of a Web-based Virtual Laboratory System for Digital Logic Circuits Using Virtual Digital Kit

가상 디지털 키트를 이용한 웹기반 논리회로 가상실험시스템의 구현

The proposed virtual laboratory system for digital logic circuits is composed of two main sessions, which are concept-learning session and virtual experiment session by virtual digital kit. During concept-learning session the learners can easily understand the important principles in the digital circuits to be performed. In addition, during virtual laboratory session the virtual experiments are performed by assembling and connecting the circuits on the virtual bread board, applying input voltages, making the output measurements, and comparing and transmitting the virtual experimental data. Every activity done during the virtual laboratory session is recorded on database and will be provided with the learners as a preliminary report form including personal information. Thus, the educators may check out the submitted preliminary report to estimate how well the learners understand the circuit operations. Finally, in order to show the validity of our virtual laboratory system we investigated and analysed the damage rate of real experimental equipment during class and assessed student performance on the five quizzes for one semester.

본 논문에서 구현된 논리회로 가상실험실은 원리이해를 위한 개념학습실과 가상 디지털 키트에 의한 가상실험실의 두 단계로 설계하였다. 개념학습실에서 학습자는 디지털 논리회로에 대한 중요한 원리나 의미를 쉽게 이해할 수 있도록 하였다. 가상실험실에서는 가상 브레드보드에서 회로를 결선하여 입력전압을 인가하여 출력신호를 측정한 다음 가상실험데이터와 비교하여 서버로 전송한다. 가상실험실에서 수행된 모든 실험활동은 데이터베이스에 저장되어 개인정보와 함께 예비보고서의 형태로 제공되어 교수자는 학습자가 얼마나 회로동작에 대해 잘 이해하였는가를 점검할 수 있도록 하였다. 마지막으로 제안된 가상실험시스템의 유효성을 입증하기 위해 한 학기 동안 실험 중에 발생한 실제 장비의 파손율과 학생들의 성취도를 5개의 설문을 통해 조사하여 분석하였다.