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Development of CanSat Instruction Materials using Raspberry Pi for Space Education in University and Its Application

대학생의 우주 교육을 위한 라즈베리 파이 기반 캔위성 수업자료 개발과 적용

  • Yoo, Seunghoon (Department of Computer Science, Republic of Korea Air Force Academy) ;
  • Lee, Sanghyun (Department of Aerospace Engineering, Republic of Korea Air Force Academy) ;
  • Lee, Sangku (Department of Electronics and Communication Engineering, Republic of Korea Air Force Academy) ;
  • Lee, Younggun (Department of Electronics and Communication Engineering, Republic of Korea Air Force Academy)
  • 유승훈 (공군사관학교 컴퓨터과학과) ;
  • 이상현 (공군사관학교 항공우주공학과) ;
  • 이상구 (공군사관학교 전자통신공학과) ;
  • 이영건 (공군사관학교 전자통신공학과)
  • Received : 2022.11.21
  • Accepted : 2023.01.09
  • Published : 2023.01.31

Abstract

The purpose of this study is to develop Raspberry Pi-based CanSat instruction materials for liberal arts classes to be used in university space education. The educational satellite simulation program is developed by applying the ADDIE program consisting of analysis, design, development, execution, and evaluation of 15 lessons per semester. The usefulness of the instruction materials is evaluated by a validity test of a total of 6 experts. The proposed materials are applied to 100 college students from various majors. To analyze the impact on creative problem-solving ability, a questionnaire is conducted before and after class, and as a result, it is confirmed that there is a significant improvement in all areas after class. The class satisfaction survey is conducted for a total of 10 questions, and the average score is 4.41 out of 5, which is high. In conclusion, the proposed instruction materials make it possible to achieve successful space education using Raspberry Pi and improve creative problem-solving ability in universities.

Keywords

Acknowledgement

본 논문은 공군 국고연구비 지원(ROKAFA22-A-02)으로 수행된 연구결과임.

References

  1. 과기부(2022). 대한민국 달 궤도선 「 다누리」, 달 향한 여정 시작됐다. https://www.msit.go.kr/bbs/view.do?sCode=user&mId=113&mPid=112&pageIndex=&bbsSeqNo=94&nttSeqNo=3182006&searchOpt=ALL&searchTxt=.
  2. 과기부(2022). 정부 2022년 우주개발에 7,340억원 투자. https://www.msit.go.kr/bbs/view.do?sCode=user&mId=113&mPid=112&bbsSeqNo=94&nttSeqNo=3181468&formMode=&pageIndex=&searchCtgry=&searchCtgry2=&searchCtgry3=&RLS_YN=&searchOpt=ALL&searchTxt=.
  3. 김송현 외(2020). 공군사관학교 캔위성 교육 현황 및 발전방향 연구. 한국군사학논집, 76(1), 203-219. https://doi.org/10.31066/KJMAS.2020.76.1.008
  4. 김신명.이철(2022). 뉴스페이스 리더 양성 사업 성과 분석 연구. 한국항공우주학회 춘계학술대회 논문집, 539-540.
  5. 김용진 외(2017). STEAM 프로그램 활용 가이드북. 한국과학창의재단.
  6. 김진수(2012). STEAM 교육론. 양서원.
  7. 나성주.송주환(2021). 라즈베리파이 기반 원격 식물 모니터링 시스템 개발. 디지털콘텐츠학회논문지, 22(4), 737-742.
  8. 박홍영 외(2012). 캔위성 대회를 위한 하드웨어/소프트웨어 설계 및 구현. 한국항공우주학회 학술발표회 논문집, 897-900.
  9. 서울대 심리연구팀(2004). 창의적 문제해결력 검사도구.
  10. 신구환 외(2012). 국내 최초 캔위성 경연 대회용 전자부 시스템 설계 및 구현. 한국항공우주학회 학술발표회 초록집, 910-913.
  11. 심세용(2016). 중학교 기술교육에서 문제해결능력 향상을 위한 아두이노 STEAM 프로그램 개발. 석사학위논문. 한국교원대학교.
  12. 심세용.김진옥.김진수(2016). 중학생의 기술적 문제해결능력 향상을 위한 아두이노 활용 STEAM 교육 프로그램 개발. 한국기술교육학회지, 16(1), 77-100.
  13. 윤정구 외(2018). 아두이노를 활용한 프로그래밍 교육이 고등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향. The SNU Journal of Education Research, 27(3), 53-73.
  14. 이대석.임영대.김진수(2020). 일반계고의 창의공학설계 수업을 위한 아두이노 기반 STEAM 수업자료 개발과 적용. 공학교육연구, 23(1), 3-9. https://doi.org/10.18108/JEER.2020.23.1.3
  15. 이영건 외(2021). 창의공학설계 및 실습 수업을 위한 아두이노 기반 교육용 캔위성 개발 연구. 공학교육연구, 24(5), 38-45. https://doi.org/10.18108/JEER.2021.24.5.38
  16. 임동욱(2012). 손에 잡히는 STEAM 교육 무엇이 아이들을 즐겁게 하는가. 한국과학창의재단.
  17. 조석희 외(2001). 간편 창의적 문제해결력 검사 개발 연구(I). 한국교육개발원.
  18. 최남미 외(2014). 국가 우주교육 시스템 구축을 위한 연구. 한국항공우주학회 학술발표회 초록집, 974-977.
  19. 최남미 외(2020). 국내 초소형위성 역량 발전을 위한 한국항공우주연구원의 역할에 대한 연구. 한국항공우주학회 추계학술대회 논문집, 269-270.
  20. 최숙영.김세민(2016). 앱 인벤터와 아두이노를 이용한 피지컬 컴퓨팅 교육이 공업계 고등학생의 창의.융합적 사고에 미치는 영향. 컴퓨터교육학회 논문지, 19(6), 45-54.
  21. 한우제 외(2022). 우주산업 맞춤형 대학생 위성부품 시험 현장 실습. 한국항공우주학회 춘계학술대회 논문집, 537-538.
  22. KAIST(2019). 2018 DDSHS-KAIST 비룡창의과학연구 R&E 프로그램 연구결과보고서. 대전: 애드파워
  23. LaCombe, J. C. et al.(2007). Design experiences with a student satellite program. In Proceedings of American Society for Engineering Education Pacific Southwest Annual Conference, 1-10.
  24. Lawshe, C. H.(1975). A quantitative approach to content validity. Personnel Psychology, 28(4), 563-575. https://doi.org/10.1111/j.1744-6570.1975.tb01393.x
  25. Molenda, M.(2003). In search of the elusive ADDIE model. Performance improvement, 42(5), 34-37. https://doi.org/10.1002/pfi.4930420508
  26. Ortiz, M. et al.(2020). CanSat Pico-satellite building workshop as an effective tool for STEAM education. In Proceedings of American Society for Engineering Education's Virtual Conference, 1-15.
  27. Prajapati, R. C. et al.(2017). Introducing CanSat for Project Based Learning (PBL) of Space Science and Engineering in Nepal. In 31st ISTS-International Symposium on Space Technology and Science, 1-6.