KR102094235B1 - Software fusion experiment design-based active experiment system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 소프트웨어와 융합하여 화학실험용 장치수단의 실험설계가 가능하도록 하여 적극적인 참여가 가능한 화학실험 장치와 컨텐츠를 제공할 수 있는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an active experiment system based on a software fusion experiment design, and more specifically, it is possible to provide a chemical experiment apparatus and content capable of actively participating by allowing experiment design of a device means for chemical experiment by fusion with software. It is related to an active experiment system based on a software fusion experiment design.
Description
본 발명은 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 화학실험용 장치수단을 통한 교육의 한계점을 해소하기 위하여 소프트웨어와 융합하여 화학실험용 장치수단의 실험설계가 가능하도록 하여 적극적인 참여가 가능한 화학실험 장치와 컨텐츠를 제공할 수 있는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an active experiment system based on software fusion experiment design, and more specifically, to solve the limitations of education through the conventional chemistry experiment apparatus means, it is possible to experiment design of the apparatus means for chemistry experiment by fusion with software. It is about an active experiment system based on the design of a software fusion experiment that can provide contents and a chemical experiment apparatus that can actively participate.
2015년 개정 교육과정에서는 제4차 산업혁명 시대에 요구되는 창의 융합형 인재 양성을 위해 SW 교육을 강조하고 있다. 이를 위해 놀이와 체험위주로 교육할 것을 권고하고, 학교에서는 실생활 문제 해결력과 논리력 향상을 위해 교육과정에 다양한 SW 교육을 적용하는 시도를 하고 있다.In the 2015 revised curriculum, SW education is emphasized to cultivate creative, convergent human resources required in the era of the 4th industrial revolution. To this end, it is recommended to educate around play and experience, and schools are attempting to apply various SW education to the curriculum to improve real-life problem solving and logic.
그렇지만, 실제 SW 교육은 교육과정과 연계되지 않은 내용으로 구성되고 있어, SW 교육이 본래의 목적을 잃지 않고 SW 교육 활용 범위의 한계를 극복하면서도 교육과정에 적용될 수 있는 교육방법의 변화가 필요한 실정이다.However, the actual SW education is composed of contents that are not related to the curriculum, so it is necessary to change the educational method that can be applied to the curriculum while SW education overcomes the limitations of the scope of SW education utilization without losing its original purpose. .
특히, 교사는 교실수업 개선을 통해 학생들이 능동적으로 수업에 참여할 수 있도록 잠재력을 이끌어내야 하며, 수업도 토론, 탐구 등 학생참여중심의 교수 방법으로의 변화가 필요하다.In particular, teachers need to bring out the potential for students to actively participate in class by improving classroom instruction, and the class needs to be changed to a teaching method focused on student participation such as discussion and inquiry.
하지만, 실제 수업은 학년이 올라갈수록 이론 위주의 수업으로 집행되어 학습자(학생)의 과학적 탐구력과 사고력 증진을 저해하고 있으며, 이런 문제의 근본적인 배경으로는 화학실험 시, 시약과 초자류 등의 위험성과 실험준비 및 실습시간 부족 등이 있다.However, the actual class is conducted as a theory-oriented class as the grade level increases, hindering the learner's (student's) scientific inquiry and thinking ability. There are lack of experiment preparation and training time.
이를 위해, 실제 학교 현장에서는 다양한 방법이 적용되고 있으나 데이터 처리 중심 실험에 불과하여, 학습자의 창의적인 실험 진행에 큰 제약이 따르게 된다.To this end, various methods are applied in the actual school field, but it is only a data processing-oriented experiment, and there is a great limitation in the creative experimentation of learners.
이와 관련해서, 국내 공개 특허 제10-2017-0046353호("아두이노를 이용한 과학 실험 시스템")에서는 센서의 출력 전압값을 측정하는 차동 전위 측정 회로를 포함하는 아두이노를 이용한 과학 실험 시스템을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2017-0046353 ("Scientific Experiment System Using Arduino") discloses a scientific experiment system using Arduino that includes a differential potential measurement circuit that measures the output voltage value of a sensor. Doing.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소프트웨어와 융합하여 화학실험용 장치수단의 실험설계가 가능하도록 하여 적극적인 참여가 가능한 화학실험 장치와 컨텐츠를 제공할 수 있는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is to provide a chemical experiment apparatus and contents capable of actively participating by allowing design of experiments of apparatus means for chemical experiments by fusion with software. It is to provide an active experiment system based on a software convergence experiment design that can be done.
본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템은, 화학실험용 장치수단(10), 기저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 기설정된 변수들의 입력을 요청하고, 입력된 변수값을 적용하여 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 원하는 실험설계 정보를 전달하는 중앙처리부(100), 다수의 이종 센서들을 포함하며, 상기 화학실험용 장치수단(10)에 구비되어 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 실험에 따른 측정정보를 상기 중앙처리부(100)로 전송하는 센서부(200) 및 상기 중앙처리부(100)의 제어에 따라, 실험설계를 위한 변수들을 입력하는 외부입력수단(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The active experiment system based on the software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention requests the input of preset variables using the device means 10 for chemical experiments and pre-stored experimental design software, and applies the input variable values. By including the
더 나아가, 상기 중앙처리부(100)는 상기 측정정보를 전달받아 기설정된 실험결과 산출양식에 맞추어 상기 측정정보를 분석한 실험결과 산출정보를 상기 외부입력수단(300)으로 전달하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the
더 나아가, 상기 외부입력수단(300)은 상기 실험결과 산출정보를 이용하여 추가제어명령을 입력하며, 상기 중앙처리부(100)는 상기 추가제어명령에 따라 상기 화학실험용 장치수단(10)의 상기 실험설계 정보를 변경 제어하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the external input means 300 inputs an additional control command using the calculation result calculation information, and the
더 나아가, 상기 외부입력수단(300)은 상기 실험결과 산출정보를 출력하는 출력부(310)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the external input means 300 is characterized by further comprising an
더 나아가, 상기 중앙처리부(100)는 상기 화학실험용 장치수단(10) 별로, 상기 실험설계 정보와 측정정보 및 실험결과 산출정보를 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 데이터베이스부(110)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템은 소프트웨어 교육(SW 교육)과 마이크로 컴퓨터의 장점을 융합하고자 교과서 속 실험 및 주제중심 프로젝트 수업에 적용 가능한 확장형 기기를 제공할 수 있는 장점이 있다.The active experiment system based on the software convergence experiment design of the present invention by the above configuration can provide an expandable device applicable to experiments and subject-based project lessons in textbooks in order to fuse the advantages of software education (SW education) and microcomputers. There is an advantage.
또한, 학습자(학생) 중신 수업 시, 추가/수정/복제가 가능한 모듀형 실험장치 구성이 가능하여 소프트웨어 기반 창의적인 융합 실험 설계를 수행할 수 있도록 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the case of a learner (student) middle class, it is possible to configure a modu-type experiment device that can be added / modified / reproduced to provide software-based creative convergence experiment design.
이를 위해, 화학실험환경에 적합한 SW 융합형 실험교구 및 컨텐츠를 개발하고 실험의 안정성을 확보하여 학습자(학생) 능동적 실험설계가 가능한 신개념 화학실험장치를 제공할 수 있다.To this end, SW convergence type experimental teaching materials and contents suitable for the chemical experiment environment can be developed, and the stability of the experiment can be secured to provide a new concept chemical experiment device capable of active experiment design for learners (students).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템의 외부입력수단(300)에 의해 실험설계를 위한 변수들의 입력을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템의 외부입력수단(300)에서 출력되는 실험결과 산출정보를 나타낸 예시도이다.1 is a diagram showing an active experiment system based on a software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are exemplary views of an active experiment system based on a software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing input of variables for experiment design by an external input means 300 of an active experiment system based on a software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary view showing output information of experiment results output from the external input means 300 of an active experiment system based on a software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, an active experiment system based on a software fusion experiment design of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same components.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the subject matter of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure are omitted.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, a system refers to a set of components, including devices, mechanisms and means, organized and regularly interacted to perform the necessary functions.
2015 개정 교육과정에서는 SW 교육을 필수화하였다. SW 교육이란, 자료를 수집, 분석하고 문제의 효율적 해결을 통해 지식을 창조하는 컴퓨팅 사고력 교육으로, 궁극적으로 실생활에 문제 해겨을 위한 논리적 사고력을 키우며, 문제해결 과정을 통해 스스로 창의적인 생각을 하도록 하는 것을 의미한다.SW training became essential in the 2015 revised curriculum. SW education is a computing thinking ability education that collects, analyzes, and creates knowledge through efficient solution of problems. Ultimately, it develops logical thinking ability to solve problems in real life and enables creative thinking through problem solving process. it means.
이러한 SW 교육은 컴퓨팅 사고력을 지닌 창의융합 인재를 육성하기 위해 체험중심 활동으로 구성되었고 교육목표로는 SW의 실생활 속 활용과 관련된 내용을 배우고, SW에 대한 긍정적인 태도와 의식을 갖추는 것, 그리고 기본적인 컴퓨팅 사고력 배양을 위해 기본 알고리즘 및 프로그래밍을 체험하는 것을 목표로 한다.This SW education consisted of experience-oriented activities to cultivate creative convergence talents with computing thinking ability, and as educational objectives, learn the contents related to the real use of SW, equip positive attitudes and awareness about SW, and basic It aims to experience basic algorithms and programming to cultivate computing thinking skills.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템은 현장에서 사용되고 있는 마이크로 컴퓨터 기반 실험장치의 한계점을 분석하여 실제 화학교육과 연계한 소프트웨어 융합 장치의 적용 가능성을 확인하고, 교육과정 분석을 통해 소프트웨어와 융합하여 실험설계가 가능한 교과서 속 실험장치를 개발하여, 교과서 속 실험 및 주제중심 프로젝트 학습에 적용하고 교육적 효과를 높이고자 하는 것이다.Accordingly, the active experiment system based on the design of the software fusion experiment according to an embodiment of the present invention analyzes the limitations of the microcomputer-based experiment apparatus used in the field to confirm the applicability of the software fusion apparatus linked with the actual chemistry education, The purpose of this study is to develop an experimental device in textbooks that can be experimentally designed by fusion with software through curriculum analysis, to apply it to experiments in textbooks and to study subject-based projects, and to enhance educational effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 화학실험용 장치수단(10), 중앙처리부(100), 센서부(200) 및 외부입력수단(300)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 구성들의 일체화를 통해 소프트웨어를 활용하여 화학실험을 진행하고, 학습자(학생)에게 교과서와 연계한 학습정보 제공과 데이터 처리를 할 수 있는 능동형 실험기기(시스템)를 제공할 수 있다.Active experiment system based on the software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the apparatus means 10 for chemical experiments, the
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each configuration,
상기 화학실험용 장치수단(10)은 소프트웨어(SW, Software) 융합 실험설계가 가능한 실험기구로서, 3D 프린터기를 활용하여 각각의 모듈을 제작한 후, 하나의 장치(화학실험용 장치수단)로 재조합하는 것이 바람직하다. 이러한 과정에서, 사용자(학습자, 학생 등)가 상기 화학실험용 장치수단(10)을 제작/변경/복제를 수행할 수 있으며, 상기 중앙처리부(100), 외부입력수단(300)에 의한 소프트웨어를 사용하여 실험제어까지 이루어질 수 있다.The
상기 화학실험용 장치수단(10)으로 시약공급장치를 적용할 경우, 화학실험에 사용되는 시약의 정량을 주입하기 위하여 필요한 모듈로서, 간단한 부품 교체로 시약 및 용량 변경이 가능하도록 모델링 프로그램을 통해 설계 후, 3D 프린터기를 출력하여 제작되는 것이 바람직하다. 더불어, 사용자가 실험 목적과 특성에 맞게 구성할 수 있도록 다양한 주입기들을 추가 설계하여 제작할 수도 있다.When a reagent supply device is applied as the
이러한 상기 화학실험용 장치수단(10)은 어느 하나의 화학실험용 장치로 한정하는 것이 아니라, 3D 프린터기를 통해서 제작할 수 있는 모든 종류의 화학실험용 장치를 의미하며, 상기 중앙처리부(100), 외부입력수단(300)에 의한 소프트웨어의 실험설계를 통해서 실험제어가 이루어지는 것이 바람직하다.The
상기 중앙처리부(100)는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 미리 저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 미리 설정된 변수들의 입력을 사용자(학습자, 학생 등)에게 요청할 수 있다.The
이 후, 입력된 변수값들을 적용하여 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 원하는 실험설계 정보를 전달하여 실험제어가 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Thereafter, it is preferable to apply the inputted variable values to transmit desired experimental design information to the
상기 중앙처리부(100)는 이러한 동작의 수행을 위해, 상기 화학실험용 장치수단(10)과 유선 또는 무선으로 네트워크 연결되는 것이 바람직하며, 상기 외부입력수단(300)과 역시 유선 또는 무선으로 네트워크 연결되어 상기 변수들의 입력을 요청하거나, 입력된 변수값들을 전달받을 수 있다.The
이 때, 상기 외부입력수단(300)은 구성되는 형태에 따라, 상기 중앙처리부(100)에 포함된 입력수단/출력수단으로 이루어지거나, 유선 또는 무선의 네트워크로 연결되는 외부입력수단일 수 있어, 다양한 실시예에 적용될 수 있다.At this time, the external input means 300 may be composed of input means / output means included in the
이러한 상기 외부입력수단(300)은 상기 중앙처리부(100)의 제어에 따라, 실험설계를 위한 변수들을 입력할 수 있다.The external input means 300 may input variables for experimental design under the control of the
상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중앙처리부(100)로부터 미리 저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 미리 설정된 변수들의 입력이 요청될 경우, 상기 외부입력수단(300)에서 이에 응답하여 미리 설정된 변수들을 입력할 수 있다.In detail, as illustrated in FIG. 4, when the input of preset variables is requested using the experimental design software stored in advance from the
상기 중앙처리부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외부입력수단(300)을 통해서 입력된 변수값들을 적용하여, 상기 화학실험용 장치수단(10)의 실험을 위한 실험설계 정보를 생성하여 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 전달할 수 있다.The
상기 센서부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 화학실험용 장치수단(10)에 구비되는 것이 바람직하며, 다수의 이종 센서들을 포함하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the
일 예를 들자면, 온도센서, pH 측정센서, UV센서, 용량센서 등을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 화학실험용 장치수단(10)을 통해 진행되는 화학실험을 통해서 센싱해야 할 다양한 정보들을 모두 획득할 수 있도록 다양하게 구비하는 것이 바람직하다.For example, it is preferably configured to include a temperature sensor, a pH measurement sensor, a UV sensor, a capacity sensor, and the like, and all of various information to be sensed through chemical experiments performed through the
상기 센서부(200)는 상기 화학실험용 장치수단(10)에서 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 화학실험에 따른 측정정보를 상기 중앙처리부(100)로 전송하는 것이 바람직하다.Preferably, the
상기 중앙처리부(100)는 상기 센서부(200)로부터 상기 화학실험용 장치수단(10)에서 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 화학실험에 따른 측정정보를 전달받아, 미리 설정된 실험결과 산출양식에 맞추어 상기 측정정보를 분석하여 실험결과 산출정보를 생성하는 것이 바람직하다.The
상기 중앙처리부(100)는 생성한 상기 실험결과 산출정보를 상기 외부입력수단(300)으로 전달하는 것이 바람직하며, 상기 외부입력수단(300)은 도 1에 도시된 바와 같이, 출력부(310)를 포함하여, 상기 출력부(310)를 통해서 상기 실험결과 산출정보를 출력하는 것이 바람직하다.The
이 때, 도 5는 상기 외부입력수단(300)의 출력부(310)를 통해서 출력되는, 상기 실험결과 산출정보의 예시도이다.In this case, FIG. 5 is an exemplary diagram of the result of calculating the experiment result, which is output through the
상기 외부입력수단(300)은 전달받은 상기 실험결과 산출정보를 이용하여, 추가제어명령을 입력할 수 있다.The external input means 300 may input additional control commands using the received test result calculation information.
즉, 다시 말하자면, 상기 외부입력수단(300)을 통해서, 사용자(학습자, 학생 등)가 최초 원하는 실험목표에 맞추어 실험설계를 위한 변수들을 입력하고, 이에 따른 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 화학실험에 따른 측정정보를 분석한 상기 실험결과 산출정보를 전달받아, 원하는 실험목표에 맞는 결과가 나왔는지 확인할 수 있다.That is, in other words, through the external input means 300, the user (learner, student, etc.) enters the variables for the experiment design according to the first desired experimental goal, and the chemical experiment proceeds by applying the experimental design information accordingly. It is possible to confirm whether a result suitable for a desired experimental target has been obtained by receiving the result of the experiment result analysis analyzing the measurement information according to the result.
이 때, 다른 실험결과를 원하거나 원하는 실험목표에 맞지 않는 결과가 나올 경우, 상기 추가제어명령을 입력하여 상기 중앙처리부(100)에서 상기 추가제어명령에 따라 상기 화학실험용 장치수단(10)의 상기 실험설계 정보를 새롭게 변경 제어할 수 있다.At this time, if a result that does not match the desired or desired experimental results is obtained, the
이를 통해서, 새롭게 변경 제어된 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 화학실험에 따른 측정정보를 분석한 상기 실험결과 산출정보를 전달받아, 원하는 실험목표에 맞는 결과가 나왔는지 확인할 수 있다.Through this, it is possible to confirm whether a result suitable for a desired experimental goal is obtained by receiving the experimental result calculation information analyzing the measurement information according to the chemical experiment proceeding by applying the newly changed and controlled experimental design information.
더불어, 상기 중앙처리부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터베이스부(110)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 데이터베이스부(110)는 상기 화학실험용 장치수단(10)별로, 상기 실험설계 정보와 측정정보 및 실험결과 산출정보를 데이터베이스화하여 저장 및 관리할 수 있다.In addition, the
상세하게는, 상기 중앙처리부(100)는 연결되어 있는 상기 화학실험용 장치수단(10) 별로, 상기 실험설계 정보,(상기 추가제어명령에 따라 새롭게 변경 제어된 상기 실험설계 정보 포함) 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 화학실험에 따른 상기 측정정보, 이를 분석한 상기 실험결과 산출정보를 저장 및 관리하여, 사용자(학습자, 학생 등)가 원할 경우, 언제든지 상기 외부입력수단(300)으로 전달할 수 있다.In detail, the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템은, 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 용액의 특성(희석, 혼합)의 이해를 돕는 화학실험 장치일 경우, 상기 중앙처리부(100)는 미리 저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 미리 설정된 변수들의 입력을 요청하게 된다.That is, the active experiment system based on the software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention, in the case of a chemical experiment apparatus that helps to understand the properties (dilution, mixing) of a solution with the
상술한 바와 같이, 용액의 특성의 이해를 돕는 화학실험 장치일 경우, 미리 저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 미리 설정된 변수로는 '교반기 설치하기, 비이커 설치하기, 교반자석 넣기, pH 센서 설치하기, 주입기 설치하기, A용액 넣기, B용액 떨어뜨리기, 교반하기, pH 측정하기, 그래프 그리기, 비교하기'가 미리 설정되어 상기 외부입력수단(300)으로 전달되어 도 4에 도시된 바와 같이, 변수값을 입력받을 수 있다.As described above, in the case of a chemical experiment device that helps to understand the properties of a solution, the preset parameters using the pre-stored experimental design software include 'installing agitator, installing a beaker, inserting a stirring magnet, installing a pH sensor, injector Installing, adding A solution, dropping B solution, stirring, measuring pH, drawing graph, and comparing 'is set in advance and transferred to the external input means 300, as shown in FIG. Can be input.
이 후, 소프트웨어를 실행시켜 입력된 변수값에 따른 실험설계 정보를 산출할 수 있으며, 이를 상기 화학실험용 장치수단(10)에 적용시켜 진행되는 화학실험에 따른 측정정보를 분석한 상기 실험결과 산출정보를 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외부입력수단(300)에 전달받을 수 있다.Thereafter, the software may be executed to calculate experimental design information according to the inputted variable value, and apply this to the
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템을 통해서, 교육과정 분석을 통해 소프트웨어 융합 실험설계가 가능하게 실험장치 시스템을 구성하여 기존 실험장치의 한계점을 보완할 수 있으며, 학습자의 참여를 높일 수 있는 특징이 있다.Through the active experiment system based on the software fusion experiment design according to an embodiment of the present invention, the experimental apparatus system can be configured to enable the software fusion experiment design through the curriculum analysis, thereby compensating for the limitations of the existing experiment apparatus, There is a feature that can increase learner participation.
또한, 학습자가 주어진 학습목표에 맞추어 자기 주도적 학습을 수행할 수 있으며, 수업의 흥미를 증대시킬 수 있다.In addition, the learner can perform self-directed learning according to the given learning goals and increase the interest of the class.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by the limited embodiment drawings, but these are provided only to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above-described one embodiment. No, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent or equivalent to the scope of the present invention as well as the scope of the claims described below will be said to belong to the scope of the spirit of the invention. .
10 : 화학실험용 장치수단
100 : 중앙처리부 110 : 데이터베이스부
200 : 센서부
300 : 외부입력수단 310 : 출력부10: apparatus for chemical experiments
100: central processing unit 110: database unit
200: sensor unit
300: external input means 310: output unit
Claims (5)
기저장된 실험설계 소프트웨어를 이용하여 기설정된 변수들의 입력을 요청하고, 입력된 변수값을 적용하여 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 원하는 실험설계 정보를 전달하는 중앙처리부(100);
다수의 이종 센서들을 포함하며, 상기 화학실험용 장치수단(10)에 구비되어 상기 실험설계 정보를 적용하여 진행되는 실험에 따른 측정정보를 상기 중앙처리부(100)로 전송하는 센서부(200); 및
상기 중앙처리부(100)의 제어에 따라, 실험설계를 위한 변수들을 입력하는 외부입력수단(300);
을 포함하며,
상기 중앙처리부(100)는
상기 외부입력수단(300)을 통해서 입력된 변수값들을 적용하여 상기 화학실험용 장치수단(10)의 실험을 위한 실험설계 정보를 생성하여 상기 화학실험용 장치수단(10)으로 전달하여, 상기 화학실험용 장치수단(10)에서의 상기 실험설계 정보를 통한 실험제어가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템.
After manufacturing each module using a 3D printer to enable software convergence experiment design, the device means 10 for recombination of chemical experiments;
A central processing unit (100) for requesting input of preset variables using pre-stored experimental design software and applying desired input values to the experimental means for chemical experiments (10);
A sensor unit 200 including a plurality of heterogeneous sensors, and provided in the apparatus 10 for chemical experiments to transmit measurement information according to an experiment conducted by applying the experimental design information to the central processing unit 100; And
External input means (300) for inputting variables for experimental design under the control of the central processing unit (100);
It includes,
The central processing unit 100 is
By applying the variable values inputted through the external input means 300, the experiment design information for the experiment of the apparatus 10 for chemical experiments is generated and transmitted to the apparatus 10 for chemical experiments, and the apparatus for chemical experiments An active experiment system based on software fusion experiment design, characterized in that experiment control is performed through the experiment design information in the means (10).
상기 중앙처리부(100)는
상기 측정정보를 전달받아 기설정된 실험결과 산출양식에 맞추어 상기 측정정보를 분석한 실험결과 산출정보를 상기 외부입력수단(300)으로 전달하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템.
According to claim 1,
The central processing unit 100 is
An active experiment system based on a software convergence experiment design, characterized in that, upon receiving the measurement information, the experimental result analysis information analyzing the measurement information is transmitted to the external input means 300 in accordance with a predetermined experimental result calculation form.
상기 외부입력수단(300)은 상기 실험결과 산출정보를 이용하여 추가제어명령을 입력하며,
상기 중앙처리부(100)는 상기 추가제어명령에 따라 상기 화학실험용 장치수단(10)의 상기 실험설계 정보를 변경 제어하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템.
According to claim 2,
The external input means 300 inputs an additional control command using the calculation result of the experiment result,
The central processing unit 100 is an active experiment system based on software convergence experiment design, characterized in that for changing and controlling the experimental design information of the apparatus 10 for chemical experiments according to the additional control command.
상기 외부입력수단(300)은
상기 실험결과 산출정보를 출력하는 출력부(310);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템.
According to claim 2,
The external input means 300
An output unit 310 for outputting the experimental result calculation information;
Active experiment system based on a software fusion experiment design, characterized in that further comprises a.
상기 중앙처리부(100)는
상기 화학실험용 장치수단(10) 별로, 상기 실험설계 정보와 측정정보 및 실험결과 산출정보를 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 데이터베이스부(110);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 융합 실험 설계를 기반한 능동형 실험 시스템.According to claim 2,
The central processing unit 100 is
A database unit 110 for storing and managing the experimental design information, measurement information, and experimental result calculation information for each chemical device means 10;
Active experiment system based on a software fusion experiment design, characterized in that further comprises a.
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