[논문]창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력에 미치는 효과

정희진; 이형철

doi:10.15523/jksese.2018.11.3.193

창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력에 미치는 효과
The Effects of Creative Product Performance on the Scientific Attitude, Scientific Self Efficacy and Creative Problem Solving Ability of Science-Gifted Elementary Student 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.11 no.3, 2018년, pp.193 - 202

초록
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본 연구에서는 창의 산출물 활동이 초등 과학 영재의 과학적 태도, 자기효능감, 창의적 문제해결력에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 K도에 위치한 G초등학교 과학영재반 학생 20명을 연구 대상으로 하였고 본 수업에 앞서 모의 창의 산출물 활동 수업을 진행하였다. 모의 수업 후 창의 산출물 활동 본 수업을 8차시 5주 동안 진행하였으며 사전 사후의 검사지를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도 향상에 유의미한 효과가 있었다. 둘째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 자기효능감 향상에 유의미한 효과가 있었다. 셋째, 창의 산출물 활동은 초등 과학영재반 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 유의미한 효과가 있었다. 기존 수업 방법과는 달리 학생 주도적 개방형 탐구를 실시하였기 때문에 학생들은 이 과정에서 잦은 실패와 시행착오를 겪어야 했고 아쉬움을 토로하기도 하였지만 동료와 함께 주제에 대해 직접 실험을 설계하면서 의견을 나누고 탐구 문제를 해결해가는 과정이 즐겁고 만족스러웠다고 진술하였다. 앞으로 과학영재교육 대상자들을 위해 창의 산출물 활동 수업을 더 효과적으로 활용할 수 있는 프로그램이 개발되어서 교육 현장에 널리 보급될 수 있도록 하는 노력이 필요하리라 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine the effects of creative product performance on scientific attitude, scientific self efficacy and creative problem solving ability of science-gifted elementary students. The subjects of the study were 20 students who were enrolled in science-gifted class of G elementary school. 8 period lessons of the creative product performance were given to the students after simulated creative product performance lessons. Pre and post tests were done before and after executing lessons to assess the change of students' scientific attitude, scientific self efficacy and creative problem solving ability. The findings and results of this study can be summarized as follows: First, creative product performance had meaningful effect in improving scientific attitude of science-gifted students. Second, creative product performance had meaningful effect in improving scientific self efficacy of science-gifted students. Third, creative product performance had meaningful effect in improving creative problem solving ability of science-gifted students. From questionnaire interview, we could know that subject students had difficulties in carrying out the performance at first but after the performance they came to have favorable impression and high satisfaction level about the performance.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. Research design
표 Table 2. Items of questionnaire on scientific attitude
표 Table 3. Items of questionnaire on scientific self efficacy
표 Table 4. Rating scale on creative problem solving ability
표 Table 5. The step and contents by period on creative product performance
표 Table 6. The results of pre and post test on scientific attitude
표 Table 7. The results of pre and post test on scientific self efficacy
표 Table 8. The results of pre and post test on creative problem solving ability
표 Table 9. Postscripts of students about creative product performance

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 검사의 타당성을 확보하기 위하여 과학영재 학급 지도교사 2인과 함께 문제의 구성에 대해 논의하고 채점의 과정에서 이견을 합의하는 절차를 거쳤다. 본 검사의 신뢰도(Cronbach's α)는 .
본 연구에서는 창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감 및 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보고자 하였고, 연구의 결론은 다음과 같다.
본 연구에서는 초등 과학영재반 학생들이 수행하는 창의 산출물 활동이 학생들의 과학적 태도와 자기효능감, 창의적 문제해결력 등의 변화에 어떤 영향을 미치는가를 알아보는데 목적이 있고 또 그러한 활동에 대해 학생들은 어떤 느낌을 받았는지 알아보고자 한다.
첫째, 본 연구에서는 창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력에 어떤 영향을 주는지 중점적으로 연구하였다. 앞으로 영재 학생의 특성 및 능력 계발을 위해 좀 더 다양한 종속 변인의 영역에서 창의 산출물 활동이 어떠한 영향을 주는지에 대한 후속 연구가 필요하다.

제안 방법

1차시는 평소에 궁금했던 과학적 사실이나 혹은 학교에서 이미 배운 내용이라 할지라도 의문이 남아있거나 더 알고 싶은 내용에 대하여 다른 학생들과 의견을 나누고 생각을 교환하면서 적절한 탐구 주제를 탐색하고 선정한다. 2차시에는 비슷한 생각을 가진 학습자와 조를 편성하여 멀티미디어를 활용한 자료 검색 등을 하면서 추가적으로 탐구 주제를 탐색하여 원래의 탐구주제를 수정해도 좋으며 선정된 주제에 대해 토의를 하면서 탐구계획을 세우도록 하였다. 3~4차시에는 학생들이 선정한 주제를 토대로 탐구 활동을 실행할 수 있도록 안내하였으며, 이 과정에서 교사는 탐구 계획이 구체적인지 확인하거나 탐구 계획에 대해 조언하는 역할을 하되, 교사 본인의 개입을 최소화 할 수 있도록 주의하였다.
본 연구의 과학적 태도 검사 도구는 김효남 등(1998)이 개발한 초등학생을 위한 국가수준의 과학과 관련된 정의적 특성의 평가 문항에서 과학 관련 태도 검사 중 하나인 과학적 태도 측정 검사지를 사용하였다. 검사 도구는 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성의 7가지 하위 요소로 구성되어 있으며 요소별 3개씩 총 21개의 문항으로 이루어져 있다. 5점 LikertScale로 된 자기 보고형 검사로서 각 하위요소별로 점수가 산출된다.
3~4차시에는 학생들이 선정한 주제를 토대로 탐구 활동을 실행할 수 있도록 안내하였으며, 이 과정에서 교사는 탐구 계획이 구체적인지 확인하거나 탐구 계획에 대해 조언하는 역할을 하되, 교사 본인의 개입을 최소화 할 수 있도록 주의하였다. 그리고 단기간에 실험 결과를 관찰하기 어려운 주제가 많을 것으로 예상되어 3~4차시 후 1주간의 공백 기간을 제공하여 의미 있는 탐구 활동이 이루어질 수 있도록 하였다. 이 기간에도 방과 후 시간 및 누리집을 활용하여 교사는 지속적인 피드백을 실시하였다.
둘째, 본 연구에서는 비교, 분석을 위해 모든 변인을 양적 연구 방법인 설문지를 이용하여 수집하였다. 양적 연구 방법 외에 인터뷰, 참여 관찰법 등의 질적 연구도 함께 병행하여 신뢰성을 확보하고 보다 연구의 폭과 깊이를 확장할 필요가 있다.
G 초등학교 소속의 영재학급 수업은 4월부터 12중순까지 매주 월, 수요일 방과 후에 2시간씩 진행된다. 본 연구의 창의 산출물 활동은 4월 네 번째 주부터 5주간 동안 진행하였다. 창의 산출물 활동을 위한 과학영재 수업의 구안은 자유탐구과정 6단계인 탐구 주제 정하기, 탐구 계획 세우기, 탐구 실행하기, 탐구 보고서 만들기, 탐구 결과 발표하기, 탐구 활동 평가 및 토의토론 단계의 순서로 하였다.
연구의 설계는 Table 1과 같이 사전검사를 하고 창의 산출물 활동의 과학영재 수업을 한 뒤 사후검사를 통하여 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 등에 관한 변화를 분석하였다.
그리고 단기간에 실험 결과를 관찰하기 어려운 주제가 많을 것으로 예상되어 3~4차시 후 1주간의 공백 기간을 제공하여 의미 있는 탐구 활동이 이루어질 수 있도록 하였다. 이 기간에도 방과 후 시간 및 누리집을 활용하여 교사는 지속적인 피드백을 실시하였다. 5~6차시에는 학생들이 직접 실험한 내용에 대해 기록하게 하고 교사와 의견을 나누며 탐구 보고서 형태의 산출물을 만들 수 있도록 지도하였다.
하위 요소 중에서는 비판성, 끈기성, 창의성에서 유의미한 차이가 나타났다. 창의 산출물 활동 과정에서 제공되는 정보를 수동적으로 습득하는 것이 아니라, 스스로 문제를 생각하고 자기 주도적으로 해결해 나가는 과정을 통해 문제 해결 방법의 창의적 설계, 제작 및 아이디어 생성활동이 이루어졌다. 또한 토론 및 토의를 통해 다각도에서 탐구하는 자세 등을 경험하게 되어 학생들의 과학적 태도 향상에 기여한 것으로 판단된다.
5~6차시에는 학생들이 직접 실험한 내용에 대해 기록하게 하고 교사와 의견을 나누며 탐구 보고서 형태의 산출물을 만들 수 있도록 지도하였다. 학습자는 자료 정리 및 해석, 도표화 작업을 실시하고 이를 프레젠테이션이나 보고서 형태로 작성하였다. 7~8차시에는 탐구 내용과 결과를 발표하게 하고, 질문과 응답을 통해 토론할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 K도에 위치한 G초등학교 4학년 과학영재반 1개 학급 20명을 대상으로 선정하여 연구를 수행하였다. 남녀 각각 10명씩이고, 모두 교과 성적, 심층 면접, 수상 경력, 교사 체크 리스트 등의 과학영재 선발 기준에 따라 선발한 학생들이다.
본 연구에서는 K도에 위치한 G초등학교 4학년 과학영재반 1개 학급 20명을 대상으로 선정하여 연구를 수행하였다. 남녀 각각 10명씩이고, 모두 교과 성적, 심층 면접, 수상 경력, 교사 체크 리스트 등의 과학영재 선발 기준에 따라 선발한 학생들이다.

데이터처리

수집된 자료들은 각 검사도구의 채점 기준에 따라 점수화하였고 SPSS ver.24 통계프로그램을 이용하여 대응표본 t 검정으로 통계 처리 하였으며, 유의성 검증을 위한 진단기준은 유의수준 .05에서 판단하였다.

이론/모형

본 연구에서는 김아영과 박인영(2001)이 개발한 학업적 자기효능감 검사도구를 탁민아(2011)가 과학 자기효능감 검사도구로 수정한 검사지를 사용하였다. 검사 도구는 하위 요소인 과제곤란도 선호, 자기조절 효능감, 자신감을 측정하기 위한 29개의 문항으로 이루어져 있다.
본 연구의 과학적 태도 검사 도구는 김효남 등(1998)이 개발한 초등학생을 위한 국가수준의 과학과 관련된 정의적 특성의 평가 문항에서 과학 관련 태도 검사 중 하나인 과학적 태도 측정 검사지를 사용하였다. 검사 도구는 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성의 7가지 하위 요소로 구성되어 있으며 요소별 3개씩 총 21개의 문항으로 이루어져 있다.
창의적 문제해결력 변화를 검증하기 위한 사전, 사후 검사도구로서 최선영과 강호감(2006)이 개발한 검사지를 사용하였다. 이 검사 도구는 초등 과학영재 학급 학생 선발을 위하여 개발된 것으로, 문제 상황을 탐색하고 다양한 문제 제안하기, 자신의 과제로 적절한 탐구 문제 선택하기, 원인에 따른 다양한 해결책 생각하기, 문제 해결을 위한 실험 계획 세우기, 잘된 점과 개선점을 찾으며 해결 방법 확인하기의 5가지 하위 요소로 구성되어 있다.

성능/효과

이는 창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 자기효능감에 긍정적으로 영향을 준다는 것을 의미한다. 과학 자기효능감의 하위 요소 중 과제곤란도 선호와 자기조절효능감에서 유의미한 차이가로 나왔다. 창의 산출물 활동은 결과 못지않게 과정을 중요시하는 활동이다.
이는 창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도에 긍정적으로 영향을 준다는 것을 의미한다. 과학적 태도의 하위 요소 모두에서 이전보다 평균이 상승하였으며, 특히 비판성, 끈기성, 창의성에서는 유의미한 차이로 나왔다. 영재 학급 학생들은 평소 과학 서적을 즐겨 읽고 과학 교과에 대한 흥미도가 높은 학생들이었으나, 지식을 습득하는 과정은 수동적일 수 있다.
이는 과학영재반 학생들의 기본 특성으로 문제 상황에 대한 탐색 능력이 우수하며, 탐색한 것을 토대로 하여 적절한 탐구문제의 선정도 큰 어려움 없이 수행하는 것이기 때문이라 판단되고 이런 결과는 이수진 등(2007)의 연구와 유사하다. 그리고 문제 해결하기 영역의 하위요소들은 사전-사후 검사의 평균이 모두 0.3~0.6 정도의 비교적 큰 폭으로 상승했음을 확인할 수 있었다. 창의 산출물 수행 과정에서 예상과는 다른 결과를 얻거나 실험 및 가설 검증 과정에서 실패를 경험함으로서 문제 해결을 위해 반복적 탐구를 실시하고, 그 과정에서 수반되는 과학적 의사소통이 이 하위요소의 큰 폭 상승의 주된 요인으로 작용한 것으로 보인다.
둘째, 창의 산출물 활동 전후의 과학 자기효능감의 검사를 분석한 결과 사후 점수가 상승하였고 그것은 유의미한 차이로 나왔다. 하위 요소 중에서는 과제곤란 선호도, 자기조절 효능감에서 유의미한 차이가 나타났다.
셋째, 창의 산출물 활동 전후의 창의적 문제해결력 검사를 분석한 결과 사후 점수가 상승하였고 그러한 상승은 유의미한 차이로 나왔다. 하위 요소 중에서는 해결방법 확인하기에서 유의미한 차이가 나타났는데 이는 잦은 시행착오를 반복적 실험을 통하여 해결하는 과정에서 나온 것으로 판단된다.
첫째, 창의 산출물 활동 전후의 과학적 태도 검사를 분석한 결과, 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도의 사후 점수에 향상이 있었고 그 향상은 유의미한 차이로 나왔다. 하위 요소 중에서는 비판성, 끈기성, 창의성에서 유의미한 차이가 나타났다.
둘째, 창의 산출물 활동 전후의 과학 자기효능감의 검사를 분석한 결과 사후 점수가 상승하였고 그것은 유의미한 차이로 나왔다. 하위 요소 중에서는 과제곤란 선호도, 자기조절 효능감에서 유의미한 차이가 나타났다. 창의 산출물 활동에서 성공적 결과 못지않게 시행착오 과정을 중요시 여기는 학습 분위기를 조성함으로서 쉽고 해결 가능한 문제만 선호하던 기존의 사고방식에서 벗어나 난이도가 보이는 과제에 부딪히고 해결하는 과정을 통하여 학생들의 자기효능감 향상에 기여한 것으로 생각된다

후속연구

첫째, 본 연구에서는 창의 산출물 활동이 초등 과학영재반 학생들의 과학적 태도, 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력에 어떤 영향을 주는지 중점적으로 연구하였다. 앞으로 영재 학생의 특성 및 능력 계발을 위해 좀 더 다양한 종속 변인의 영역에서 창의 산출물 활동이 어떠한 영향을 주는지에 대한 후속 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	정현철 등이 주장한 영재교육에서 다뤄야할 중요한 사항은 무엇인가?	전은선과 이형철(2015)은 과학영재와 일반 학생이 선호하는 수업 형태의 비교에 대한 연구에서 과학영재는 난이도가 높고 복잡한 사고를 요구하는 수업과 스스로 학습 내용을 정리하고 자기주도적으로 해결방법을 찾는 수업 형태를 선호한다고 하였다. 정현철 등(2004)은 자율연구능력을 계발하는 기회의 제공은 영재교육에서 중요하고 시급한 사항이라고 주장 하였고, 영재의 특성을 고려했을 때 영재교육에서 가장 중요하게 다루어야 할 수업의 형태가 자율연구라고 주장하였다. 이대원 등(2012)은 영재 학생들은 일반 학생들에 비해 새로운 과제와 실험 및 토론, 프로젝트 학습 등 창의적이고 문제해결력을 키워주는 수업을 선호한다고 하였다.
	영재교육기관에서 운영되어 온 자율 탐구 결과를 R&E 형식으로 발표하는 프로그램은 어떤 탐구 방법인가?	그러나 이러한 자유 탐구가 교육과정에 도입되기 전부터 영재교육기관에서는 영재들의 자율적인 탐구의 결과를 R&E(Research and Education) 형식으로 발표하는 등의 프로그램이 운영되어 왔다. 이러한 프로그램은, 과학자들이 연구를 발표하는 과학 학회를 벤치마킹한 것으로서, 영재들이 자신의 탐구 결과물을 발표하고 의사소통하는 과정을 통하여 부족한 부분을 채워가거나 더 발전할 수 있는 부분을 찾아볼 수 있는 적절한 탐구 방법으로 볼 수 있다(황선우, 2016). 양일호와 박선옥(2015)은 좋은 과학 영재 수업에 대한 영재학생들의 인식을 살펴보았을 때 주제를 스스로 찾아 자기 주도적으로 탐구할 수 있는 프로젝트 학습이 좋은 과학 영재 수업이라고 했으며, 특히 좋은 수업 활동의 형태는 ‘과학자처럼’ 활동할 수 있는 기회를 제공하는 것이라 하였다.
	본 연구에서 정의한 창의 산출물 활동이란 무엇인가?	김숙경 등(2010)은 과학 학습에서의 산출물의 의미를 학생들이 스스로 문제를 찾고 이를 해결하기 위해 자기 주도적으로 탐구 방법을 설계하여 정보를 수집, 해석하여 결론을 도출한 것을 발표 또는 보고서 형태의 구체적인 결과물로 표현한 것이라 하였다. 그리고 본 연구에서 창의 산출물 활동이란 스스로 과학자가 되어 주변의 생활 속에서 겪는 궁금증이나 불편을 해소하기 위하여 관찰, 탐구, 자료 분석 등 모든 해결 과정을 자율적으로 해결하는 자유탐구 형태의 학습 방법을 의미한다. 창의 산출물에 대한 연구로는 황선우(2016)의 초등 과학영재들이 수행한 창의 산출물 특징에 대한 연구, 강정하 등(2014)의 과학 분야 창의적 산물 발현과정에 대한 연구, 이종희와 김기연(2010)의 수학 분야 창의적 산출물 평가 준거에 대한 연구 등 다수가 있으나, 연구자가 과학영재반 학생1)을대상으로 창의적 산출물 활동을 실시했을 때 학생들이 가지고 있는 과학 변인에 어떠한 변화를 가져올지에 대한 연구는 아직 부족한 편이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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