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문제 정의
- 먼저 태양계라는 주제에 대해 알고 있는 선지식을 중심이미지에서 가지로 뻗어나가는 형태로 마인드맵을 작성하였다. 그리고 모둠 내에서 서로 작성한 마인드맵을 돌려 보고 평가하거나 빠진 부분을 기억하는 활동을 실시했다. 그리고 문제상황 해결을 위해 부족한 자료를 찾아 자유롭게 정리하는 활동을 진행하였는데, 이 때 학생들은 기존에 작성했던 마인드맵에 보충해도 되지만 다른 방법으로 정리하거나 자료를 수집하도록 허용했다.
- 본 연구는 과학영재 학생들의 시스템 사고 향상을 위해 3단계 마인드맵 활동을 천문 관련 영재교육 프로그램에 적용하여 그 효과를 검증하였는데 결론은 다음과 같다.
- 이에 본 연구에서는 과학영재학생들에게 배경지식의 활성화를 통한 시스템 사고의 향상을 위해 3단계 마인드맵 활동을 제안하고자 한다. 본 연구에서 마인드맵 활동을 제안한 이유는 첫째, 두뇌이론을 근저로 한 마인드맵은 원래 중심이미지, 핵심어, 색, 부호, 상징기호 등을 활용해 필기를 하는 방법이다(김유미, 1999).
- 본 연구에서 사용한 문제상황의 내용은 손준호 외(2014)의 연구에서 제시한 내용을 본 연구에서는 한 개의 행성 조건으로 제한하여 제시하였고 시스템 사고의 과정을 살펴보기 위해 직접적인 설계보다는 아이디어 제시를 위한 토의·토론 수업으로 일부 수정하여 활용하였다([부록 1] 참조). 인과지도 작성 시, 학생들이 생각한 탐사선의 설계 내용이 어떻게 나왔는지 확인해 보는 것이 더 의미가 있다고 생각하여 인과지도의 내용 작성에 더 많은 초점을 둠으로써 다양하고 복잡한 해결 가능성을 창의적으로 제시할 수 있도록 하였다.
- 문제상황 제시는 시스템 사고에서 파동의 사고가 가능한 상황을 제시하려고 노력하였다 ([부록 1] 참조). 특히 일방적인 문제상황을 지양하고 원인과 결과를 생각해서 변화 가능하면서도 불확실한 상황을 문제상황으로 제시하고자 노력하였다. 본 연구에서 사용한 문제상황의 내용은 손준호 외(2014)의 연구에서 제시한 내용을 본 연구에서는 한 개의 행성 조건으로 제한하여 제시하였고 시스템 사고의 과정을 살펴보기 위해 직접적인 설계보다는 아이디어 제시를 위한 토의·토론 수업으로 일부 수정하여 활용하였다([부록 1] 참조).
제안 방법
- 실험집단과 통제집단 간 수업 절차의 차이점은 마인드맵을 활용하는 방법에 있다. 가장 큰 차이점은 중심이미지 등 기존의 시각화를 강조한 부분을 축소하였고, 대신 이를 문자로 나타내도록 하였다. 또한 마인드맵을 학생들끼리 공유함으로써 배경지식을 활성화시키는데 초점을 두었다.
- 이렇게 모둠 내에서 산출물이 정리가 되면 모둠 간 토론활동으로 진행하였다. 각 모둠끼리 2~3명씩 서로 자리를 바꾸어 다른 모둠의 산출물 발표를 듣고 자기 모둠의 산출물과 비교하면서 토론을 할 수 있도록 하였다. 이는 과학영재학생들이 산출물 발표를 통해 과학적 의사소통을 경험하고, 원인과 결과의 가능성에 초점을 둔 산출물의 아이디어에 대해 상호 토의․토론을 함으로써 사회적 합의 과정을 경험하도록 하기 위함이었다.
- 그리고 마인드맵을 작성할 때 시각적인 부분에 많은 관심을 두다 보니 내용을 질적·양적으로 향상시켜 그들의 다양한 배경지식을 체계적이고 논리적으로 구조화해 체계화시킴으로써 사고력을 향상시키는 학습방법으로의 활용은 다소 미흡한 편이었다. 그래서 본 연구에서는 과학영재학생들이 자신의 배경 지식을 충분히 끌어내도록 도움을 줌과 동시에 동료 학생들과의 공유를 통해 개념을 위계에 맞게 보충하고, 더 많은 배경지식을 스스로 학습할 수 있도록 하기 위해 3단계 마인드맵을 개발하여 적용하였다. 그러므로 학생들이 다양한 과학 개념을 체계적으로 정리하여 활용할 수있도록 도움을 주는 3단계 마인드맵을 개발해 적용하는 것은 시스템 사고 향상을 위해 의미있는 교육방법이라고 생각한다.
- 이때 3단계 마인드맵을 적용하였는데, 새롭게 적용한 내용인 만큼 학생의 수준에 맞게 진행하는 방법과 단계별 마인드맵의 적용 절차 등에 대해 수정 및 보완을 하였다. 그리고 2015년 5월경에는 G교육대학교 대학생 3학년 24명을 대상으로 3단계 마인드맵과 시스템 사고에서 강조하고 있는 것 중 하나인 인과지도(causal map)를 달과 태양계 관련 학습 시 1시간씩 2회에 걸쳐 적용해 봄으로써 실제 수업 적용 시 예상되는 교사의 문제점이나 활동 간의 어려움을 분석해 절차와 방법의 전반적인 부분을 수정 및 보완하여 2차 예비 연구를 진행하였다. 예비 연구 후에는 연구대상자를 선정하여 3단계 마인드맵을 활용해 수업을 실시하였다.
- 가장 큰 차이점은 중심이미지 등 기존의 시각화를 강조한 부분을 축소하였고, 대신 이를 문자로 나타내도록 하였다. 또한 마인드맵을 학생들끼리 공유함으로써 배경지식을 활성화시키는데 초점을 두었다.
- 먼저 태양계라는 주제에 대해 알고 있는 선지식을 중심이미지에서 가지로 뻗어나가는 형태로 마인드맵을 작성하였다. 그리고 모둠 내에서 서로 작성한 마인드맵을 돌려 보고 평가하거나 빠진 부분을 기억하는 활동을 실시했다.
- 면담 내용은 ① ‘3단계 마인드맵 활동에 대해 어떻게 생각하는가?’ ② ‘인과지도 작성 시 3단계 마인드맵 활동 내용이 어떠한 도움을 주었는가?’ 총 2개 문항으로 구성하였다. 면담 자료 수집을 위해 사전 동의를 구하고 면담의 취지를 충분히 설명해 준 후 면담내용을 녹음하였으며, 모든 면담 내용을 전사하여 자료를 분석하였다.
- 본 수업은 2015년 4~5월중 4회에 걸쳐 총 160분 간 진행하였고, 학생들의 시스템 사고 확인을 위해 인과 지도 작성과 관련된 사전 교육을 30분 정도 진행하였다. 사전 교육 내용은 김동환(2011)이 소개한 경제와 관련된 인과지도 내용을 예시로 들어 설명한 후, 대한민국의 인구가 줄어드는 원인과 결과를 인과지도로 나타내는 연습을 간단히 하였다.
- 본 연구에서 사용한 문제상황의 내용은 손준호 외(2014)의 연구에서 제시한 내용을 본 연구에서는 한 개의 행성 조건으로 제한하여 제시하였고 시스템 사고의 과정을 살펴보기 위해 직접적인 설계보다는 아이디어 제시를 위한 토의·토론 수업으로 일부 수정하여 활용하였다([부록 1] 참조).
- 본 연구에서 사용한 인과지도 분석방법은 실험 및 통제집단의 학생들이 작성한 내용을 바탕으로 ① +와 – 인과관계의 총 개수, ② 인과관계에 사용된 명사의 종류와 개수, ③ 인과관계의 내용, ④ 인과관계의 상호의존성으로 분석하였다.
- 영재교육은 현행 교육과정의 내용을 중심으로 한 심화 및 보충학습 내용으로 지도하는 것을 권장하고 있기 때문에 영재교육 관련 프로그램을 개발할 때는 전문가로부터 검증받은 프로그램을 사용하는 것이 좋다. 본 연구에서 사용한 지구과학 관련 영재교육 프로그램은 기 개발되어 적용된 프로그램(손준호, 김종희, 김영곤, 2014)으로 그 중 일부를 수정하여 사용하였다. 이 프로그램을 선택한 이유는 첫째, 문제상황의 경우 학생들의 다양한 사고를 이끌어내기 위해 천문학 전공 교수 1인, 영재학교 지구과학 담당 박사 1인, 지구과학교육 전문가 1인 및 코티칭 교사 4인이 함께 2달간에 걸쳐 문제상황을 제작하여 2회의 이메일 교신과 2회의 면담을 통해 제작된 것으로 문제상황 자체의 오류를 최소화하면서 천문학 관련 최근 이슈를 반영 함으로써 자기주도적 학습활동이 가능하다고 판단했기 때문이다.
- 하지만 제시된 인과관계 내용의 옳고 그름은 판단하지 않았다. 본 연구에서는 인과지도 내용을 집단별로 분석하였다. [부록 1]에 제시된 수업 안에서 살펴볼 수 있듯이, 프로그램의 내용이 마인드맵은 개별 활동이 강한 반면, 인과지도 활동은 학생들의 협업능력을 강조한 부분이 강하기 때문이다.
- 셋째, 본 연구에서 개발한 3단계 마인드맵 활동이 시스템 사고에 어떤 영향을 주었는지에 대해 학생들의 생각을 알아보고자 실험집단의 학생 4명 중 희망자 3명을 대상으로 면담을 통해 학생들의 반응을 분석하였다. 면담 내용은 ① ‘3단계 마인드맵 활동에 대해 어떻게 생각하는가?’ ② ‘인과지도 작성 시 3단계 마인드맵 활동 내용이 어떠한 도움을 주었는가?’ 총 2개 문항으로 구성하였다.
- 그리고 2015년 5월경에는 G교육대학교 대학생 3학년 24명을 대상으로 3단계 마인드맵과 시스템 사고에서 강조하고 있는 것 중 하나인 인과지도(causal map)를 달과 태양계 관련 학습 시 1시간씩 2회에 걸쳐 적용해 봄으로써 실제 수업 적용 시 예상되는 교사의 문제점이나 활동 간의 어려움을 분석해 절차와 방법의 전반적인 부분을 수정 및 보완하여 2차 예비 연구를 진행하였다. 예비 연구 후에는 연구대상자를 선정하여 3단계 마인드맵을 활용해 수업을 실시하였다.
- 본 연구에서는 기존의 문제상황을 일부 수정하여 프로그램을 2시간으로 축소해 2014년 10월 경에 G광역시 영재교육원 6학년 학생 15명을 대상으로 1차 예비 연구를 진행하였다. 이때 3단계 마인드맵을 적용하였는데, 새롭게 적용한 내용인 만큼 학생의 수준에 맞게 진행하는 방법과 단계별 마인드맵의 적용 절차 등에 대해 수정 및 보완을 하였다. 그리고 2015년 5월경에는 G교육대학교 대학생 3학년 24명을 대상으로 3단계 마인드맵과 시스템 사고에서 강조하고 있는 것 중 하나인 인과지도(causal map)를 달과 태양계 관련 학습 시 1시간씩 2회에 걸쳐 적용해 봄으로써 실제 수업 적용 시 예상되는 교사의 문제점이나 활동 간의 어려움을 분석해 절차와 방법의 전반적인 부분을 수정 및 보완하여 2차 예비 연구를 진행하였다.
- 원래 학생 수는 18명인데, 본 연구에 자발적인 참여 의사를 밝힌 10명의 학생을 대상으로 연구를 진행하였으며, 이 중 한 명은 매우 독특하여 혼자 사고하는 것을 즐겨하는 경향이 강해 모둠활동을 진행할 수 없는 상황이어서 개별 활동으로 진행하고, 본 연구 결과에서는 제외시켰다. 이렇게 선정된 총 9명의 대상자는 별도의 동질성 검사를 거치지 않고 실험집단은 4명, 통제집단은 5명으로 나누었다. 이렇게 집단을 나눈 이유는 영재성 검사와 문제해결력 검사 및 심층면접이라는 과정을 거쳐 영재학급에 입학한 학생들의 수준이 거의 비슷하다고 판단했기 때문이다.
- 첫째, 시스템 사고의 향상을 돕기 위해 3단계 마인드맵 활동을 개발하였는데 그 내용은 1단계는 ‘배경지식 표현하기’, 2단계는 ‘동료와 배경지식 공유하기’, 3단계는 ‘더 알고 싶은 내용 학습하기’로 구성하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 G광역시 관내 지역공동 I 영재학급 6학년 9명 학생을 대상으로 실시하였다. I 영재학급은 인근 10개 내외 초등학교와 협력하여 수학·과학 통합 학급으로 운영하는 곳이다.
- 셋째, 일반 영재교육 프로그램과는 달리 제작한 문제상황이 매우 세부적으로 작성되었고, 여러 조건들을 통해 학생들이 여러 관점에서 문제를 생각하여 해결방법을 고민하도록 안내함으로써 다양한 시스템 사고를 엿볼 수 있을 것으로 생각했기 때문이다. 본 연구에서는 기존의 문제상황을 일부 수정하여 프로그램을 2시간으로 축소해 2014년 10월 경에 G광역시 영재교육원 6학년 학생 15명을 대상으로 1차 예비 연구를 진행하였다. 이때 3단계 마인드맵을 적용하였는데, 새롭게 적용한 내용인 만큼 학생의 수준에 맞게 진행하는 방법과 단계별 마인드맵의 적용 절차 등에 대해 수정 및 보완을 하였다.
- 마인드맵 작성 능력은 중심 개념에서 뻗어나가는 정도로만 작성하는 기본적인 수준이었으며, 과학 수업에서 토의 및 토론 수업은 자주 경험해 보지 못해 다소 낯설어하였다. 원래 학생 수는 18명인데, 본 연구에 자발적인 참여 의사를 밝힌 10명의 학생을 대상으로 연구를 진행하였으며, 이 중 한 명은 매우 독특하여 혼자 사고하는 것을 즐겨하는 경향이 강해 모둠활동을 진행할 수 없는 상황이어서 개별 활동으로 진행하고, 본 연구 결과에서는 제외시켰다. 이렇게 선정된 총 9명의 대상자는 별도의 동질성 검사를 거치지 않고 실험집단은 4명, 통제집단은 5명으로 나누었다.
- 위의 결과, 명사는 총 16개로, 각 명사별 원인은 각 0~5회씩 총 31회, 결과는 0~5회씩 총 32회가 사용되었다. 좀 더 구체적으로 실험집단의 인과관계 내용을 문장으로 기술하면 다음과 같다(<표 4> 참조)
- 위의 결과, 명사는 총 9개로, 각 명사별 원인은 각 0~4회씩 총 16회, 결과는 1~3회씩 총 16회가 사용되었다. 좀 더 구체적으로 통제집단의 인과관계 내용을 문장으로 기술하면 다음과 같다(<표 6> 참조).
데이터처리
- 첫째, 집단별 마인드맵 내용은 김찬종과 이수정(2002)이 제안한 마인드맵 채점 기준에 근거 해 평가하여 그 결과를 비교·분석하였다.
성능/효과
- 9배, 인과관계의 상호의존성은 5배나 높았다. 3단계 마인드맵 활동을 경험한 실험집단 학생들의 인과지도 내용이 훨씬 다양하고 복잡하게 나타났는데, 이는 과학영재 학생들이 갖고 있던 분절된 지식이 원인과 결과의 시스템적 사고로 연결되었음을 보여주는 결과이다. 과학영재 학생들에게는 집단에게 주어진 문제상황을 해결하기 위해서는 개인이 이를 해결할 수 있는 배경지식이 준비되어야 하고, 공동사고를 통해 시스템 사고를 다양한 관점에서 제시하여 변수들의 상호작용을 파악하는 고등사고 능력이 중요한데, 3단계 마인드맵은 이러한 학습 내용이 모두 포함되어 과학영재 학생들의 사고능력을 증진시킬 수가 있었다.
- 이처럼 3단계 마인드맵은 인과지도 작성 시 원인과 결과를 나타낼 때 필요한 명사(개념)를 떠올릴 때와 명사와 명사끼리의 인과관계를 정립할 때의 증거자료로 사용됨으로써 학생들로 하여금 다양하고 합리적인 생각을 이끌도록 하는데 도움을 주는 것으로 확인되었다. 그리고 원인과 결과로만 끝나는 것이 아니라 결과가 원인이 되어 또 다른 결과를 이끌어 낼 수 있는 선 순환적 사고를 통해 상호작용을 이해하는 시스템 사고를 촉진시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 두 집단의 마인드맵을 채점한 결과, 전반적으로 3단계 마인드맵을 경험한 실험집단의 점수 (90점)가 통제집단의 점수(63점)보다 27점(약 43%) 향상되었다. 또한 표현 항목의 점수를 제외하고는 중심원의 3가지 항목과 가지의 3가지 항목 모두 높은 점수를 나타냈다.
- 둘째, 집단별 마인드맵 채점 결과에서 표현 항목을 제외하고는 중심원(대표성, 독립성, 포괄성·균형성)과 가지(단계의 수, 잔가지 수, 위계성)의 모든 항목에서 실험집단이 통제집단 보다 높은 점수를 나타냈다.
- 이 프로그램을 선택한 이유는 첫째, 문제상황의 경우 학생들의 다양한 사고를 이끌어내기 위해 천문학 전공 교수 1인, 영재학교 지구과학 담당 박사 1인, 지구과학교육 전문가 1인 및 코티칭 교사 4인이 함께 2달간에 걸쳐 문제상황을 제작하여 2회의 이메일 교신과 2회의 면담을 통해 제작된 것으로 문제상황 자체의 오류를 최소화하면서 천문학 관련 최근 이슈를 반영 함으로써 자기주도적 학습활동이 가능하다고 판단했기 때문이다. 둘째, 현장 적용을 거쳤다는 점에서 타 프로그램에 비해 오류가 적을 것으로 판단했다. 셋째, 일반 영재교육 프로그램과는 달리 제작한 문제상황이 매우 세부적으로 작성되었고, 여러 조건들을 통해 학생들이 여러 관점에서 문제를 생각하여 해결방법을 고민하도록 안내함으로써 다양한 시스템 사고를 엿볼 수 있을 것으로 생각했기 때문이다.
- 응답 내용을 살펴보면, 기존의 마인드맵에 비해 3단계 마인드맵이 훨씬 재미있고, 자신이 만든 결과물에 만족하였으며, 친구와 공유함으로써 적은 시간으로 많은 지식을 알 수 있게 되고, 문제해결에 이를 적극 활용할 수 있었음에 좋아하였다. 또한 수업 시간에의 적극적인 몰입이 가능하여서 좋았다고도 하였는데 이와 같이 3단계 마인드맵은 학생들이 스스로 배경지식을 정리하고 활용하는데 도움을 줄 수 있는 학습방법임을 확인할 수 있었다. 특히 친구들끼리 경쟁보다는 협력을 통한 동반 성장에 대한 긍정적인 인식을 가질 수 있다는 점에 대해 인성적인 측면에서도 도움이 될 수 있음을 확인하였다.
- 면담 내용을 종합적으로 정리해 보면, 학생들은 시스템 사고를 처음에는 다소 어렵게 받아들이는 선입견이 있었으나, 3단계 마인드맵을 통한 체계적인 배경지식의 개념 위계화를 통해 인과지도 작성에 자신감이 생겨 다양한 관점에서 문제를 해결하는데 도움을 받았다. 이는 과학영재 학생들에게 있어서 가장 중요시 되는 창의적 문제해결력 신장을 위해서는 자신들의 배경지식을 체계적으로 정리해야 하는 것뿐만 아니라 동료들의 생각과 다양한 전문지식을 자신의 것으로 체득하여 지식의 구조 속에 위계화 하는 작업이 선행되어야 함을 의미한다.
- 셋째, 과학영재 학생들의 시스템 사고 향상정도를 알아보고자 인과지도 내용을 ① +와 –인과관계의 총 개수, ② 인과관계에 사용된 명사의 종류와 개수, ③ 인과관계의 내용, ④ 인과관계의 상호의존성으로 분석한 결과, 3단계 마인드맵을 활용한 실험집단 학생들의 인과지도 내용이 양적, 질적으로 향상되었음을 확인하였다.
- 둘째, 현장 적용을 거쳤다는 점에서 타 프로그램에 비해 오류가 적을 것으로 판단했다. 셋째, 일반 영재교육 프로그램과는 달리 제작한 문제상황이 매우 세부적으로 작성되었고, 여러 조건들을 통해 학생들이 여러 관점에서 문제를 생각하여 해결방법을 고민하도록 안내함으로써 다양한 시스템 사고를 엿볼 수 있을 것으로 생각했기 때문이다. 본 연구에서는 기존의 문제상황을 일부 수정하여 프로그램을 2시간으로 축소해 2014년 10월 경에 G광역시 영재교육원 6학년 학생 15명을 대상으로 1차 예비 연구를 진행하였다.
- 이상의 3단계 마인드맵 활동은 학생들이 갖고 있는 선개념을 드러낼 뿐만 아니라 동료와의 배경지식 공유를 통해 내·외적 동기를 유발하게 되고 추가된 내용을 개념 위계 속에서 파악하여 그 위치를 선정함으로써 지식의 구조화를 유도할 수 있게 하였다.
- 이상의 결론을 종합하여 볼 때, 3단계 마인드맵 활동은 과학영재 학생들의 시스템 사고 향상에 도움을 줄 수 있는 대안이 될 수 있을 것으로 생각한다. 이에 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 후속 연구를 위해 제언을 하면 다음과 같다.
- 응답 내용을 살펴보면, 3단계 마인드맵은 인과지도 작성 시 명사를 적을 때, 원인과 결과를 적고 부호를 나타낼 때, 3단계 마인드맵에서 내용을 보충할 때 위계를 고려했던 경험, 친구들의 다양한 마인드 맵 내용을 스스로 연결 짓고 원인으로 생각하는 단어와 관련 있는 모든 내용을 찾아서 결과로 정리할 때 도움이 되었다고 하였다. 이처럼 3단계 마인드맵은 인과지도 작성 시 원인과 결과를 나타낼 때 필요한 명사(개념)를 떠올릴 때와 명사와 명사끼리의 인과관계를 정립할 때의 증거자료로 사용됨으로써 학생들로 하여금 다양하고 합리적인 생각을 이끌도록 하는데 도움을 주는 것으로 확인되었다. 그리고 원인과 결과로만 끝나는 것이 아니라 결과가 원인이 되어 또 다른 결과를 이끌어 낼 수 있는 선 순환적 사고를 통해 상호작용을 이해하는 시스템 사고를 촉진시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 인과관계의 상호의존성은 양방향 인과관계로 두 변수가 서로에게 원인이 되는 동시에 결과가 되는 경우를 가리키는데, 실험집단의 경우는 ① 마그마와 화산폭발, ② 마그마와 지진, ③대기와 표면온도, ④ 표면온도와 강의 온도, ⑤ 지진과 지형에서 상호의존성을 나타내었다.
- 통제집단에 비해 실험집단은 인과관계는 16개(100%), 명사는 7개(약 78%), 인과내용은 11개(약 85%), 원인은 15개(약 94%), 결과는 16개(100%)가 향상되었음을 확인할 수 있었다. 두 집단 모두 행성의 표면 온도가 높아질수록 행성의 대기의 기체가 증발하여 줄어든다는 음의 인과관계를 생각하였다.
- 또한 수업 시간에의 적극적인 몰입이 가능하여서 좋았다고도 하였는데 이와 같이 3단계 마인드맵은 학생들이 스스로 배경지식을 정리하고 활용하는데 도움을 줄 수 있는 학습방법임을 확인할 수 있었다. 특히 친구들끼리 경쟁보다는 협력을 통한 동반 성장에 대한 긍정적인 인식을 가질 수 있다는 점에 대해 인성적인 측면에서도 도움이 될 수 있음을 확인하였다.
- 셋째, 과학영재 학생들의 시스템 사고 향상정도를 알아보고자 인과지도 내용을 ① +와 –인과관계의 총 개수, ② 인과관계에 사용된 명사의 종류와 개수, ③ 인과관계의 내용, ④ 인과관계의 상호의존성으로 분석한 결과, 3단계 마인드맵을 활용한 실험집단 학생들의 인과지도 내용이 양적, 질적으로 향상되었음을 확인하였다. 평균적으로 인과관계의 개수는 2배, 인과관계에 사용된 명사의 개수는 약 1.7배, 인과관계의 전체 내용은 약 1.8배, 원인과 결과에 사용된 명사의 횟수는 약 1.9배, 인과관계의 상호의존성은 5배나 높았다. 3단계 마인드맵 활동을 경험한 실험집단 학생들의 인과지도 내용이 훨씬 다양하고 복잡하게 나타났는데, 이는 과학영재 학생들이 갖고 있던 분절된 지식이 원인과 결과의 시스템적 사고로 연결되었음을 보여주는 결과이다.
후속연구
- 학생의 설문 내용에서도 3단계 마인드맵은 인과관계를 정립할 때의 증거자료로 사용됨으로써 원인과 결과의 상호작용인 선 순환적 사고를 통해 시스템 사고를 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 그러므로 시스템 사고를 향상시키기 위해서는 학생들에게 시스템 사고의 내용 자체를 가르치고 연습시키는 것도 중요하지만, 시스템 사고를 할 수 있는 역량 강화를 위해 3단계 마인드맵 활동을 우선적으로 실시함으로써 배경지식의 다양화와 체계적인 구조화를 통해 차후 원인-결과의 시스템 사고 향상에 밑거름이 되어야 할 것이다.
- 이는 과학영재 학생들에게 있어서 가장 중요시 되는 창의적 문제해결력 신장을 위해서는 자신들의 배경지식을 체계적으로 정리해야 하는 것뿐만 아니라 동료들의 생각과 다양한 전문지식을 자신의 것으로 체득하여 지식의 구조 속에 위계화 하는 작업이 선행되어야 함을 의미한다. 그리고 이렇게 구조화된 지식을 동료들끼리 공유하여 폭넓은 배경지식을 갖춘 뒤, 다양한 아이디어를 제시할 때 원인과 결과를 따져보고 인과지도의 확장을 통해 시스템 사고 능력을 키워 합리적인 창의적 문제해결력을 함양할 수 있도록 해야 하는데, 이 때 3단계 마인드맵 활동은 특히 과학영재 학생들의 시스템 사고 향상에 도움을 줄 수 있는 대안이 될 수 있을 것이다.
- 둘째, 3단계 마인드맵 활동은 과학교과 뿐만 아니라 타 교과에도 적용했을 때 얻을 수 있는 교육적 효과가 클 것으로 생각한다. 따라서 다른 교과에도 3단계 마인드맵 활동을 적용해 보고, 특히 일반 학생들에게 적용했을 때 그들의 시스템 사고에 어떤 영향을 미치는지에 대한 후속 연구도 필요하리라 생각한다. 셋째, 본 연구에서는 시스템 사고의 향상 정도를 마인드맵과 인과지도로 분석하였지만, 시스템 사고를 정확하게 측정하여 분석하는데 분명 한계가 있어 보이므로, 학생들의 시스템 사고 향상을 정확하게 측정할 수 있는 도구의 개발이 시급하다.
- 따라서 다른 교과에도 3단계 마인드맵 활동을 적용해 보고, 특히 일반 학생들에게 적용했을 때 그들의 시스템 사고에 어떤 영향을 미치는지에 대한 후속 연구도 필요하리라 생각한다. 셋째, 본 연구에서는 시스템 사고의 향상 정도를 마인드맵과 인과지도로 분석하였지만, 시스템 사고를 정확하게 측정하여 분석하는데 분명 한계가 있어 보이므로, 학생들의 시스템 사고 향상을 정확하게 측정할 수 있는 도구의 개발이 시급하다.
- 첫째, 본 연구는 연구대상의 수가 너무 적어서 이를 일반화하기에 많은 어려움이 있으므로 수를 늘려서 검증하거나 3단계 마인드맵 활동 이외의 다른 대안에 대해서도 후속 연구를 할 필요가 있다. 둘째, 3단계 마인드맵 활동은 과학교과 뿐만 아니라 타 교과에도 적용했을 때 얻을 수 있는 교육적 효과가 클 것으로 생각한다.
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