LabVIEW와 myDAQ로 1학년 공과 학생을 가르치는 리즈 대학교
Peter Culmer - University of Leeds, School of Mechanical Engineering
Martin Levesley - University of Leeds, School of Mechanical Engineering
리즈 대학교의 기계공학 및 제품 설계 강의에는 1학년 학부생 교과목 "컴퓨팅과 분석 기술"과 "기능적 프로토타입 입문"이 각각 포함됩니다. 이러한 강의에서 학생들은 전체 교육 과정과 산업에서 활용할 수 있는 실제적인 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 배웁니다.
기계공학: 컴퓨팅과 분석 기술
본 기계공학과는 강의와 연구에 있어서 국제적인 명성을 가지고 있으며 영국에서 선두적인 기계공학부 중 하나입니다. 우리는 높은 연구 기준을 학부생 교육과정 설계에 직접적으로 적용해 졸업생이 최신 기술과 방법, 지식 기반을 갖출 수 있도록 합니다. 우리의 강의는 산업의 필요에 명확히 부합되어 있습니다.
원래 소프트웨어 전용 교과목이었던 "컴퓨팅과 분석 기술"은 스크립 기반의 프로그래밍 언어와 통계에 중점을 두었습니다. 많은 학생들이 이에 관련성을 찾기 힘들어 했고 이러한 어려움을 피드백으로 전달했습니다. 여기서, 우리는 기존의 텍스트 기반 접근방식에 LabVIEW 소프트웨어 플랫폼을 추가하는 방향으로 변화를 주었습니다. 학생들은 피드백을 통해 그래픽 접근방식과 직관적인 사용자 인터페이스에 대해 일관적인 만족감을 표시했습니다. 학부는 이러한 부분을 신속히 받아들였고 하드웨어 요소를 결합하여 학생들의 참여를 더욱 높일 것을 고려했습니다.
우리는 직접 해보는 방식을 통해 학생들에게 활력을 불어넣을 수 있는 하드웨어를 기대했습니다. 약 160명의 학생들이 교과목을 수강하므로 우리는 경제적이면서 표준 컴퓨터 클러스터에 쉽게 배치할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. NI 학술 팀을 통해 NI myDAQ 하드웨어를 처음 접했을때 이 솔루션은 이러한 모든 조건을 수락한다는 것을 바로 알 수 있었습니다.
NI myDAQ는 강력하고 유연한 학생 중심의 측정 장치입니다. 이 장치는 우리의 실험실을 클러스터로 옮겨 놓을 수 있도록 하는 휴대성과 USB 인터페이스로 인해 이상적이었습니다. 우리는 학생들에게 NI myDAQ를 디지털 멀티미터(DMM)로 구성하고 PC에 연결하는 방법을 가르쳤습니다. NI myDAQ를 바로 PC 기반의 오실로스코프, DMM 및 함수 발생기로 사용할 수 있도록 하는 내장된 NI ELVISmx 드라이버를 통해 이것이 가능했습니다. 이는 특히, 수업 및 학생들 자체 외부 프로젝트 중에 다른 교과목으로 이전이 가능합니다.
여기서, 우리는 교과목을 LabVIEW에서 "보여준 후 강의하기(show-then-teach)" 개념으로 수정했습니다. 각 수업을 LabVIEW 및 측정 하드웨어를 통해 재미있게 그리고 관련 예시를 보여주는 방식으로 시작했습니다. 여기에는 중력장 측정과 Kinect for Xbox 360과의 인터페이싱을 포함했습니다. 이러한 예시에 흥미를 느끼고 이것이 가능하게한 기술을 배우고 싶어하는 학생들이 큰 영향을 받았습니다. 이것은 (우리들이 최선을 다해서) 소프트웨어 도구의 유용성을 학생들에게 깨닫게 하려고 했던 이전의 교과목과 큰 대조를 이루었습니다. 이러한 효과를 더욱 강화하기 위해, 우리는 이러한 재미 있는 예시를 실제 세계 산업 및 연구 응용 분야에 결합하여 더 큰 규모로 달성할 수 있는 것들을 보여주었습니다.
리즈 대학교는 21세기의 중요한 과제에 대한 솔루션 연구의 최전선에 있으며, LabVIEW는 이것을 가능하게 하는데 큰 역할을 해왔습니다. 우리는 이러한 사항을 학부생들과 시작하는 데 일찍부터 관심이 있었으며 이제 그 보상을 받고 있습니다.
제품 설계: 기능적 프로토타입 입문
- 우리는 제품 설계에서 혁신적인 다학문적 수준의 강의를 개발했습니다. 이를 통해 해당 분야를 선도하는 여러 고용주들이 주요 특성으로 제시한 미학과 기술을 모두 이해하는, 숙련되고 창의적인 설계자들을 양성했습니다. 이러한 개발은 시각 예술 위주의 제품 설계 강의와 공학 기술 위주의 제품 설계 강의의 간극을 이어줍니다. 그리고 리즈의 졸업생들은 광범위한 채용 기회를 만나볼 수 있는 큰 혜택을 받게 됩니다.
종종 제품 설계 학생들은 A-레벨 수학과 물리학으로 구성된 일반적인 공학 기술 배경 지식이 부족한 면이 있지만, 이들이 전자공학에 익숙해지는 것이 중요합니다. 제품 설계에서는 학생들이 제품이 어떻게 기능하는지를 이해하여 제품의 설계가 어떻게 구현되고 제조 공정에서 가능한 제약사항을 예측하는지를 이해하는 것이 중요합니다.
기본적으로, 우리는 단순히 보기 좋고 이론적으로 잘 설계된 제품의 외관이 아니라, 전문가의 작업 프로토타입을 만드는데 필요한 기술로 학생들을 발전시키기를 원했습니다. 우리는 2년 전에 LabVIEW와 NI myDAQ를 포함하도록 교과목을 수정했습니다.
NI myDAQ Hardware
영향: 학생 만족 및 생태계
- 우리는 이제 학부생 엔지니어들에게 향후의 교과목 및 산업으로 이전할 수 있는 하드웨어, 전자공학 및 측정 기술을 가르치고 있습니다. 이 핵심 목표와 함께,
교과목 피드백에서도 극적인 변화가 일어났습니다. 전체 승인율이 14퍼센트에서 89퍼센트로 증가했습니다. 의심할 여지 없이, NI myDAQ가 상당한 작용을 한 것입니다.
그래픽 시스템 설계 접근방식이 직관적이므로 우리의 사용자는 LabVIEW 및 NI myDAQ 플랫폼을 이해할 수 있는 몇몇 전문가들로 제한되지 않습니다. 모든 학생 및 학과목 직원들로부터 교과목을 향상시키는 방법에 대한 인풋을 얻을 수 있습니다. 또한 학생들은 PIC 하드웨어 또는 이와 동등한 시스템으로 가능했던 것보다 훨씬 더 많은 지원을 받습니다.
학생들은 웹 기반 소셜미디어를 통해 자신의 LabVIEW 지원 네트워크 및 사용자 그룹도 만들었습니다. 이것은 분명 예기치 못한 이점이었지만, 대학교에서는 이를 환영하고 독려했습니다.
NI 지원
이 대학교는 NI Academic Site License 프로그램을 활용했습니다. 이를 통해 실험실에 대한 소프트웨어 관리를 다루었을 뿐 아니라, 학생 설치 옵션으로 학생들 가정의 PC에도 라이센스를 부여할 수 있었습니다. 학생들의 교과목 참여도가 매우 높아지게 되면 (점차 그렇게 되고 있음) 실험실을 벗어나서 학습을 하려는 학생들로부터 점점 더 많은 요청을 받게 됩니다. Academic Site License는 IT 부서와 최소한의 상호 작용으로 이러한 사항을 쉽게 처리합니다.
학문적으로 무시된 교육 과정에서, 우리 중 더 많은 이들이 최상의 프로그래밍 실습을 할 수 있었고, 이를 학생들에게 전달할 수 있었습니다. 리즈 대학교에는 학부생 엔지니어들을 업계에 맞게 대비시키는 풍조가 강하게 있습니다. 그리고 이러한 기술을 전달하기 전에 최고의 NI 엔지니어들로부터 스스로 배워야 한다고 믿었습니다. 또한 이 솔루션은 우리가 새로운 참여 연습 문제 및 강의 자료를 만들기 위한 생산성을 향상시키는 데에도 도움을 주었습니다.
전체적으로, 우리는 NI 학술 팀과의 놀라운 상호 작용과 NI 학술 팀의 개입을 통해 혜택을 보았습니다. NI 학술 팀은 우리를 교육과정 개혁의 모든 단계로 안내했으며 엔지니어들이 가까이에서 환상적인 기술 지원을 해주었습니다.
Peter Culmer
University of Leeds, School of Mechanical Engineering
University of Leeds, School of Mechanical Engineering,
Leeds LS2 9JT
United Kingdom
p.r.culmer@leeds.ac.uk
