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문제 정의
- 본 연구는 초등 정보영재학생의 문제해결력 특성을 알아보기 위해 일반학생들의 그것과 비교하여 차이를 분석하고, 문제맥락과 문제 상황 속성, 문제해결과정에서 각각 어떤 특징과 인지적인 과정을 보이는지 연구하였다. 나아가 정보영재들의 문제해결력과 관련하여 문제맥락, 문제 상황 속성, 문제해결과정에는 어떤 특징이 나타나는지 알아보았다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.
- 따라서 본 연구에서는 두 용어를 포괄적하는 의미로서 ‘문제해결력’이라는 단어로 통칭하여 사용하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 정보 영재에 대해 컴퓨터를 포함한 다양한 정보 기술 분야에 대한 남다른 적성과 흥미를 가진 자로서, 주어진 정보를 적절히 활용하여 새롭고 적합한 정보를 창출하는 데 뛰어난 재능 및 잠재력을 지닌 자로 정의하기로 한다.
- 따라서 본 연구에서는 정보영재학생들의 지속적인 발달을 위한 기초 능력을 함양할 수 있는 교육의 제공하는 데 궁극적인 목표를 두고 정보영재학생의 문제해결력 특성에 대하여 분석하고자 한다.
- 본 연구는 초등 정보영재학생의 문제해결력 특성을 알아보기 위해 일반학생들의 그것과 비교하여 차이를 분석하고, 문제맥락과 문제 상황 속성, 문제해결과정에서 각각 어떤 특징과 인지적인 과정을 보이는지 연구하였다. 나아가 정보영재들의 문제해결력과 관련하여 문제맥락, 문제 상황 속성, 문제해결과정에는 어떤 특징이 나타나는지 알아보았다.
- 위와 같은 선행연구를 바탕으로 본 연구에서는 문제해결력과 창의적 문제해결력을 따로 구분 짓지 않고 동일한 맥락에서 이해하는 것을 바탕으로 한다.
제안 방법
- 본 연구에서는 『2003 PISA 평가문항』과 『PISA 2012 컴퓨터기반 문제해결력 평가』를 사용하여 학생들의 문제해결력을 측정하였다(OECD/PISA 평가틀 및 공개문항분석([PISA 2000, PISA 2003, PISA 2006 공개문항], 2007).
- 정보영재학생들의 문제해결력이 어느 영역에서 판가름 나는지 알아보기 위해 정답률을 기준으로 상위그룹과 하위그룹으로 나누어 분석하였다. 그 결과, 상위그룹과 하위그룹을 구분하는 문제유형은 <기술적–사회적> 문제맥락과 <정적, 상호작용적> 문제 상황 속성 모두, <표현과 형식화>의 문제해결과정이 그것이었다.
대상 데이터
- 이 연구에서 Terman & Oden은 지능이라는 인지 조건을 기준으로 영재성을 판별, 즉 IQ 140 이상인 대상을 영재로 판단하였다[13].
성능/효과
- 그 결과, 상위그룹과 하위그룹을 구분하는 문제유형은 <기술적–사회적> 문제맥락과 문제 상황 속성 모두, 의 문제해결과정이 그것이었다.
- 넷째, 정보영재학생들의 문제해결력 특성을 분석한 결과, 문제맥락 영역의 정답률에서 일반학생들과 가장 큰 차이를 나타냈다. 이어 문제해결과정, 문제 상황 속성의 순서로 정답률에 차이가 크게 나타났으며 문제 상황 속성에서는 상대적으로 적은 차이를 보였다.
- 두 집단 간의 문제해결력 차이를 살펴본 독립표본 t검정한 결과, 두 집단은 모든 하위 영역에서 유의한 차이를 보였다. 정보영재학생들과 일반 학생들 간의 문제해결력은 문제해결과정의 <계획수립과 실행>영역에서 가장 큰 차이를 나타냈다(t=9.
- 이는 기술적-사회적 문제맥락에 대한 정보영재들의 문제해결력을 향상을 통해 정보영재로서의 정체성을 확보할 여지가 많음을 시사한다. 둘째, 문제 상황 속성의 영역에서는 상호작용적 차원의 문제해결이 상대적으로 취약함을 보였다. 이와 같은 결과는 정보영재학생들 자체의 문제해결력을 분석했을 때에도 상호작용적 영역의 문제해결력이 가장 부족하게 나타났다는 점에서 향후의 정보영재를 위한 교육과정은 학습자가 문제를 해결하는 과정에 따라 동적으로 상호작용할 수 있고 즉각적인 피드백을 받을 수 있는 시뮬레이션 시스템을 마련하여 제공하는 노력이 필요함을 시사한다.
- 둘째, 문제맥락의 ‘기술적-사회적’ 영역과 문제 상황속성의 ‘정적’인 영역의 문제해결력, 두 문제의 정답 및 오답 패턴도 비교적 유사한 관계를 나타냈다.
- 둘째, 정보영재학생들은 정적인 문제 상황 속성에서 문제해결력이 극대화된다.
- 둘째, 표나 그래프, 기호 등으로 문제를 나타내고 이를 표현하는 방식을 자유롭게 변형할 수 있는 ‘표현적 능력’과 문제 내에서 각 요소들 간의 관계를 살피고 이를 형식화함으로써 정보를 새롭게 구성하고 조직하며 비판적으로 평가할 수 있는 ‘형식화 능력’이 우수함을 유추할 수 있다.
- 문제해결과정 중 영역에서는 비록 4개의 하위영역에서 모두 정답을 선택한 상위그룹보다는 낮지만, 하위그룹의 정답률이 전체 학생들의 평균보다 오히려 높다는 점에서 이 매우 특이한 양상이 나타났다.
- 문제해결과정에서는 4가지 세부영역 중에서 공통적으로 ‘계획수립과 실행’영역에서 정답률이 가장 낮게 나타났다.
- 이와 같은 결과는 정보영재학생들 자체의 문제해결력을 분석했을 때에도 상호작용적 영역의 문제해결력이 가장 부족하게 나타났다는 점에서 향후의 정보영재를 위한 교육과정은 학습자가 문제를 해결하는 과정에 따라 동적으로 상호작용할 수 있고 즉각적인 피드백을 받을 수 있는 시뮬레이션 시스템을 마련하여 제공하는 노력이 필요함을 시사한다. 셋째, 문제해결과정에서는 표현과 형식화 능력이 우수하게 나타난 반면 계획수립과 실행영역의 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 전략을 수립하며 여러 가지 방법을 통해 수행할 수 있는 능력 및 노력이 상대적으로 취약함을 보여준다.
- 셋째, 정보영재학생들은 문제해결과정 중 , 가 요구되는 문제의 해결력이 우수하다.
- 또한 ‘계획 수립과 실행’과 관련된 문제해결과정의 정답률이 낮게 나타난 것은 정보영재학생들이 목표에 도달하기 위한 계획을 세우고 그 전략을 수립하며 이를 수행하는데 어려움을 겪는다는 것을 의미한다. 실제로 본 연구를 진행하는 과정에서 관찰한 결과, 정보영재학생들은 자신이 이미 알고 있는 문제를 해결하거나 배경지식이 충분할수록 면밀한 사고 과정과 검토를 생략한 채 거침없이 풀어가는 것을 볼 수 있었다. 이러한 현상은 현재의 영재교육과정이 학생들이 사전에 경험하지 않은 새롭고 참신한 아이디어를 요구하는 것보다 사교육이나 선행된 학습을 통해 충분히 해결 가능한 상투적인 문제해결에만 익숙하고 또 영재학생들을 대상으로 하는 현재의 교육과정 또한 이에 머물러 있기 때문에 학생들이 다양하게 사고하고 여러 가지 방향으로 계획을 수립하며 이를 수행하려는 노력이 이루어지지 않아 초래된 결과라고 추론할 수 있다.
- 위와 같은 선행연구를 종합해 볼 때 정보영재는 우수한 지적능력을 지니고 강한 과제집착력을 보이며 정보기술에 대한 친숙도 및 친화력이 높아 컴퓨터 적 문제해결능력에 뛰어난 특성을 보인다고 종합할 수 있다.
- 이러한 정답률 차이로부터, 첫째, 초등 정보영재 학생들이 문제의 근원이 테크놀로지를 바탕으로 한 기술적 차원의 문제보다 경로선정이나 의사결정 등 테크놀로지와 직접적으로 관련되지 않은 비 기술적 차원의 문제해결에서 상대적으로 더 강한 성취도를 나타냄을 알 수 있다. 둘째, 표나 그래프, 기호 등으로 문제를 나타내고 이를 표현하는 방식을 자유롭게 변형할 수 있는 ‘표현적 능력’과 문제 내에서 각 요소들 간의 관계를 살피고 이를 형식화함으로써 정보를 새롭게 구성하고 조직하며 비판적으로 평가할 수 있는 ‘형식화 능력’이 우수함을 유추할 수 있다.
- 넷째, 정보영재학생들의 문제해결력 특성을 분석한 결과, 문제맥락 영역의 정답률에서 일반학생들과 가장 큰 차이를 나타냈다. 이어 문제해결과정, 문제 상황 속성의 순서로 정답률에 차이가 크게 나타났으며 문제 상황 속성에서는 상대적으로 적은 차이를 보였다.
- 이와 같은 결과를 통해 정적인 차원의 문제 상황 속성에 뛰어난 학생들은 기술적이거나 혹은 비 기술적 성격과는 상관없이 지역공동체와 관련된 맥락인 사회적인 차원의 문제맥락에서 대체로 우수한 문제해결력을 보임을 알 수 있다. 이는 문제의 상황이 모두 명확하게 드러나 있고 허용되는 조작이 확실히 규정되어 있는 경우 사회적 맥락에 관련된 문제의 해결력과 그 상관관계가 높게 나타나는 것을 의미한다.
- 일반학생들의 정답률과 0점을 받은 학생들의 비율은 문제 상황 속성 영역 내에서도, 타 영역에 비해서도 크게 다르지 않는 양상을 보이지만, 정보영재학생들의 경우, 문제 상황 속성에서의 정답률은 상대적으로 낮고, 0점을 받은 학생들의 비율도 상대적으로 높은 수준을 보이고 있다.
- 정보영재아동의 문제해결력 하위 평가틀 간 상관률이 높은 문항을 분석한 결과 첫째, 문제맥락의 ‘비 기술적-사회적’ 영역과 문제 상황 속성의 ‘정적’영역과의 문제해결력 즉, 두 문제의 정답 및 오답 패턴이 상당 부분 일치하는 매우 높은 상관관계를 나타냈다.
- 정보영재학생들 자체의 문제해결력 성취결과를 분석한 결과, 문제맥락의 ‘비 기술적-개인적’ 차원의 영역에 대한 정답률이 85%로 가장 높게 나타났고, ‘비 기술적-사회적’ 차원의 영역에 대한 정답률과 문제해결과정의 ‘표현과 형식화’ 영역에 대한 정답률이 75%로 역시 비교적 높은 수준으로 나타났다.
- 정보영재학생들은 일반학생들의 정답률과 비교할 때 문제맥락과 문제해결과정의 영역에서 50%가 넘는 차이를 보이며 높은 성취를 보였다.
- 즉, 인 영역에서는 55%라는 비교적 높은 차이를 보이면서 정보영재학생들이 더욱 우수한 성취를 보였으나, 영역에서는 단지 5%의 차이에 그쳤다.
- 첫째, 문제맥락영역에서는 차원의 정답 비율차가 75%로 가장 크게 나타났으며, 차원의 정답률 차이도 70%로 비교적 높은 편으로 나타났다.
- 이를 세부적으로 살펴본 결과는 다음과 같다. 첫째, 문제맥락의 영역에서는 기술적-개인적, 비 기술적-개인적, 비 기술적-사회적 차원에서는 50% 이상의 정답률의 차이가 나타난 반면, 기술적-사회적 차원의 영역에서는 다소 적은 수준인 30%의 차이가 나타났다. 이는 기술적-사회적 문제맥락에 대한 정보영재들의 문제해결력을 향상을 통해 정보영재로서의 정체성을 확보할 여지가 많음을 시사한다.
- 첫째, 정보영재들과 일반학생들의 문제맥락에 따른 문제해결력은 개인적 차원과 사회적 차원의 차이는 거의 없고, 기술적 차원보다 비 기술적 차원의 문제맥락에서 더욱 우수하게 나타난다.
- 이는 문제해결에 필요한 정보가 모두 주어진 상황에서 정보영재학생들의 문제해결력이 보다 높아짐을 의미하는데, 이는 두 가지의 의미를 내포한다. 첫째, 정적인 영역의 문제 상황 속성에서 우수함을 보인 부분은 정보영재학생들이 주어진 문제를 면밀하게 관찰하고 분석하며 정보를 수집하고 종합하는 능력이 우수함을 뜻한다. 이는 곧 정보영재학생들에게 나타나는 독특한 특성이며 동시에 정보영재학생의 정체성 확보를 위해 더욱 개발되어야 할 영역임을 시사한다.
- 문제맥락의 영역에서 상위그룹과 하위그룹의 정답률 차이가 가장 분명하게 드러난 영역은 <기술적-사회적> 맥락이었다. 하위그룹학생들의 정답률은 개인적 차원의 문제보다는 사회적 차원의 문제에서, 비 기술적 차원보다는 기술적 차원에서 그 차이가 더욱 크게 나타났다. 이는 하위그룹의 학생들일수록 지역공동체 혹은 사회적으로 관련된 맥락의 문제해결에 어려움을 겪고 있으며 또한 테크놀로지에 대한 이해가 부족함을 말해주는 결과라고 할 수 있다.
- 한편, 문제해결과정의 ‘모니터링과 반성’영역과 문제맥락의 ‘기술적-개인적’영역은 정답률에 있어 부적 상관이라는 독특한 특징을 보였다.
- 한편, 정보영재학생들 자체의 문제해결력을 분석한 결과 ‘비 기술적-개인적’ 문제맥락영역에 대한 정답률이 85%로 나타나 가장 높은 성취도를 보였고, 다음으로는 ‘표현과 형식화’의 문제해결과정영역에 대한 정답률이 75%, ‘기술적-사회적’ 문제맥락영역의 정답률이 40%, ‘상호작용적’ 문제 상황 속성영역의 정답률이 30%로 나타났다.
- 한편, 정보영재학생들과 일반학생들 모두 ‘표현과 형식화’영역에서 정답률과 0점의 비율이 모두 가장 높게 나타났다.
후속연구
- 본 연구에 앞서 이루어진 대부분의 선행 연구에서는 문제해결력 향상을 위한 교수학습방법이나 프로그램 개발, 혹은 특정 프로그램이 정보영재학생의 문제해결력에 미치는 영향에 대한 고찰 등이 주로 진행되어왔다. 그러나 이러한 단편적이고 지엽적인 접근에 앞서 우선 정보영재학생들의 특성화된 능력이나 특징에 대한 분석을 통한 기초적인 이해가 선행되어야 지속적이고 체계적인 영재교육이 가능할 것이다.
- 이는 하위그룹의 학생들일수록 지역공동체 혹은 사회적으로 관련된 맥락의 문제해결에 어려움을 겪고 있으며 또한 테크놀로지에 대한 이해가 부족함을 말해주는 결과라고 할 수 있다. 따라서 앞으로의 영재교육은 다양한 테크놀로지 기기를 구비하여 ICT에 대한 친숙도를 높이고 이를 활용하여 문제를 해결하는 능력을 신장시키기 위해 노력해야 할 것이다.
- 또한 이는 거꾸로 생각하면 <모니터링과 반성>영역이 정보영재학생들의 상대적 약점이라고 볼 수 있다. 따라서 최종 결과에 대해 비판적인 검토와 이를 바탕으로 필요한 부분에 대한 교정하려는 태도, 그리고 다양한 관점에서 자신의 인지적인 문제 해결 과정을 살펴보려는 경향인 모니터링과 반성영역에 대한 능력을 신장시킴으로써 정보영재학생들의 문제해결능력을 향상시켜야 할 것이다.
- 이는 정보영재학생들 자신에게 익숙하거나 이미 선행된 경험이 많을수록 다양한 관점에서 정답을 찾으려고 노력하고 가정을 비판적으로 검토하며 추가적인 정보를 찾고 명료화하는 태도가 약해질 것이라고 추론할 수 있다. 따라서 향후의 정보영재교육은 학습의 전 과정에서 실생활과 관련된 사회적 맥락이 살아 있는 문제들을 다양한 학습 자료를 통해 스스로 해결하면서 검증하고 수정하는 등의 학습자 주도적인 복합적인 탐구과정과 모니터링 과정이 포함되도록 구성해야 할 것이다.
- 무엇보다 여전히 사교육에 무게중심이 옮아가 있는 현재의 정보영재교육을 본래의 취지에 맞게 되돌리기 위해서는 특정한 프로그램을 능숙하게 다루는 ‘잘 훈련된’ 학생을 만들기 위한 수업이 아니라 정보 분야에서 발전가능성이 있는 학생들의 잠재력을 발굴하고 싹틔울 수 있는 배양토를 만드는 교수·학습방법을 연구해야 하겠다.
- 둘째, 문제 상황 속성의 영역에서는 상호작용적 차원의 문제해결이 상대적으로 취약함을 보였다. 이와 같은 결과는 정보영재학생들 자체의 문제해결력을 분석했을 때에도 상호작용적 영역의 문제해결력이 가장 부족하게 나타났다는 점에서 향후의 정보영재를 위한 교육과정은 학습자가 문제를 해결하는 과정에 따라 동적으로 상호작용할 수 있고 즉각적인 피드백을 받을 수 있는 시뮬레이션 시스템을 마련하여 제공하는 노력이 필요함을 시사한다. 셋째, 문제해결과정에서는 표현과 형식화 능력이 우수하게 나타난 반면 계획수립과 실행영역의 정답률이 상대적으로 낮게 나타났다.
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