[논문]노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과

홍기천; 이우진; 김세민

doi:10.22678/jic.2020.18.3.083

노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과
The Effects of Novel Engineering on Improvement of Creative Problem-Solving Ability 원문보기

산업융합연구 = Journal of industrial convergence, v.18 no.3, 2020년, pp.83 - 89

홍기천 (전주교육대학교 컴퓨터교육과) , 이우진 (전주진북초등학교) , 김세민 (전주교육대학교 컴퓨터교육과)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 창의적 융합 수업 모형인 노벨 엔지니어링 수업이 초등학교 5학년 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과에 대해서 기술한다. 이를 위해서 2019년 2학기에 초등학교 5학년 학생 90명을 대상으로 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 수업이 진행되었다. 이 수업은 생태계와 상호작용이라는 핵심 개념을 중심으로 총 8차시 모둠별 프로젝트 형식으로 진행되었다. 수업은 5학년 국어, 과학, 실과 과목이 자연스럽게 융합되도록 설계하였으며, 수업 적용 후 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 위해서 t-검정이 실시되었다. 실험 결과, 노벨 엔지니어링 수업이 창의적 문제해결력 4가지 하위 요소인 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적·논리적 사고, 동기적 요소 모두에서 매우 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 노벨 엔지니어링은 이제까지 연구되어왔던 다양한 문제해결력 패러다임을 융합한 수업 모형이다. 이 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 미래를 이끌어 갈 우리 아이들의 다양한 역량을 키울 수 있는 좋은 수업 방법임이 증명되었다. 노벨 엔지니어링이 우리 아이들의 미래 교육을 선도하는 융합 교육과정 모형으로 자리 잡기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper describes the effects of Novel Engineering(NE) on improvement of creative problem-solving abilities. We performed two classes for control and experience group. They are all 5th grade students. Core concept of the NE lesson is ecosystem and interaction with 8 hours long. We designed a lesson able to integrate subjects like Korean, Science and Practical Arts. Then we performed pre-and-post t-test on creative problem-solving ability. The experimental results showed that NE lesson has a high effects on 4 sub-elements like self conviction and independence, diffusion thinking, critical thinking and motivational component. The research showed that NE class is a good teaching-learning method to cultivate various competencies for our children. NE is a convergence learning model integrating various problem-solving paradigms ever researched. Thus we expect that NE is a foundation for convergence curriculum model to lead our children to their future and get settled to all schools.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. Novel Engineering and Creative Learning Process
그림 Fig. 2. Structured curriculum for core concept
그림 Fig. 3. Subject components by stages
그림 Fig. 4. Overview of lesson plan for NE class
그림 Fig. 5. Activities before and after reading
그림 Fig. 6. Activity for identifying problems
그림 Fig. 8. Self and mutual evaluation through feedback
그림 Fig. 7. Activities for solution design and implementation
그림 Fig. 9. Activity for story reconstruction
표 Table 1. T-test for homogeneity of two groups
표 Table 2. T-test for control group
표 Table 3. T-test for experience group

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

노벨 엔지니어링은 이러한 다양한 패러다임을 융합 할 수 있는 좋은 수업 모형이다[7-8]. 그래서 본 연구에서는 초등학교 5학년 90명을 실험집단(45명)과 통제 집단(45명)으로 나누어서 융합 수업 모델인 노벨 엔지니어링 수업을 적용한 후, 사전 사후 비교를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 문제해결력 향상에 효과가 있는지를 측정해 보고자한다.
아이들은 이 문제에 대한 해결책을 설계하고 창작물을 만들어본다. 이제까지의 과정을 발표를 통해서 피드백을 받고 창작물을 업그레이드 한 후, 내가 만든 창작물을 등장인물이 사용했다면 이야기가 어떻게 바뀔 것인지를 글로 써본다.

제안 방법

노벨 엔지니어링 수업이 실험 집단과 통제 집단의 창의적 문제해결에 효과가 있는지를 알아보기 위해서 두 집단간 동질성 검사와 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 실시하였다. 검사지는 한국교육개발원에서 개발한 간편 창의적 문제해결력 검사지를 사용하였다[16].
2). 또한 단순 지식 및 기능 습득 위주의 수업에서 벗어나, 노벨엔지니어링을 통하여 학생들이 직접 문제를 이끌어내고 해결할 수 있도록 수업을 설계하였다.
셋째, 아이들이 핵심개념을 염두에 두고 비판적 사고력을 통해서 등장인물의 문제 상황을 찾고, SW와 과학적 지식을 활용하여 해결 방안을 생각할 수 있도록 수업을 설계하였다. 또한, 문제를 내면화하기 위해 이야기 재구성을 함으로써, 창의적 문제해결력이 향상 될 수 있도록 교수학습내용을 설계하였다. 노벨 엔지니어링의 교수학습 개관은 Fig.
본 연구에서는 2019년도 2학기에 초등학교 5학년 2개 반 90명(실험 집단 45명, 통제 집단 45명)을 대상으로 총 8차시 노벨 엔지니어링 수업을 진행하였으며, 사전 사후 비교를 위해서 창의적 문제해결력 검사를 실시하였다[16].
셋째, 아이들이 핵심개념을 염두에 두고 비판적 사고력을 통해서 등장인물의 문제 상황을 찾고, SW와 과학적 지식을 활용하여 해결 방안을 생각할 수 있도록 수업을 설계하였다. 또한, 문제를 내면화하기 위해 이야기 재구성을 함으로써, 창의적 문제해결력이 향상 될 수 있도록 교수학습내용을 설계하였다.
첫째, 노벨 엔지니어링 수업이 추구하는 핵심개념을 정하고, 이를 교과 간 연계성을 가지도록 재구성하였다. 이 연구에서는 초등학교 5학년 과학 교육과정의 핵심개념인 생태계와 상호작용을 중심으로 학습 내용을 구조화하였다(Fig. 2). 또한 단순 지식 및 기능 습득 위주의 수업에서 벗어나, 노벨엔지니어링을 통하여 학생들이 직접 문제를 이끌어내고 해결할 수 있도록 수업을 설계하였다.
이 단계에서 아이들은 자신의 경험과 지식을 공유하고 자기평가와 상호평가를 통해 수정·보완하는 활동을 실시한다. 이를 위해서 총 14가지의 상호 평가를 실시하였다(Fig. 8). 이는 아이들이 다른 모둠의 발표를 비판적으로 경청하고 상호 보완할 수 있는 기회를 제공하기 위함이다.
첫째, 노벨 엔지니어링 수업이 추구하는 핵심개념을 정하고, 이를 교과 간 연계성을 가지도록 재구성하였다. 이 연구에서는 초등학교 5학년 과학 교육과정의 핵심개념인 생태계와 상호작용을 중심으로 학습 내용을 구조화하였다(Fig.

대상 데이터

이 검사 도구는 자기 확신, 및 독립성, 확산적 사고, 비판적▪논리적 사고, 동기적 요소로 총 4가지의 하위 영역으로 구성되며, 총 20문항이다[16]. 45명의 실험 집단은 NE수업을 진행하였으며, 통제 집단은 일반 프로젝트 수업을 진행하였다.
둘째, 핵심개념(생태계와 상호작용)을 중심으로 노벨엔지니어링 수업에 필요한 각 교과의 내용 요소를 2015 개정교육과정에서 선별하였다(Fig. 3)

데이터처리

노벨 엔지니어링 수업이 학생들의 창의적 문제해결력의 4가지 하위 영역에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하기 위하여 통제집단과 실험집단에 각각 대응표본 t-검정을 실시하여 사전 사후 응답 차이를 분석하였다.
4.1 두 집단 간 동질성 검사

사전 검사의 응답으로 독립표본 t-검정을 실시하여 동질 집단인지의 여부를 살펴보았다.

이론/모형

노벨 엔지니어링 수업이 실험 집단과 통제 집단의 창의적 문제해결에 효과가 있는지를 알아보기 위해서 두 집단간 동질성 검사와 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 실시하였다. 검사지는 한국교육개발원에서 개발한 간편 창의적 문제해결력 검사지를 사용하였다[16].
본 연구에서는 학생들의 창의적 문제해결력 변화를 알아보기 위해서 한국교육개발원의 간편 창의적 문제 해결력 검사 도구를 사용하였다. 이 검사 도구는 자기 확신, 및 독립성, 확산적 사고, 비판적▪논리적 사고, 동기적 요소로 총 4가지의 하위 영역으로 구성되며, 총 20문항이다[16].

성능/효과

관찰 결과, 아이들은 스스로 만든 창작물에 애착을 갖고 있었으며, 이를 다른 용도로 활용할 방법을 찾고 싶어하는 학생도 있었다.
이야기의 재구성 과정이 기존의 국어 시간의 쓰기 활동과 비교해 아이들의 확산적 사고에 효과가 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 이야기 재구성 과정에서 아이들은 책 속의 등장인물이 처한 문제 상황을 적극적으로 공감하고 내면화하는 모습을 보였다.
본 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 매우 큰 효과가 있다는 사실이 증명되었다. 이것은 창의융합형 인재는 기존의 문제해결력 패러다임이 서로 융합이 되어야 가능하다는 것을 보여준다.
분석 결과, Table 1에서 보는 바와 같이, 두 집단 간의 차이는 자기 확신 및 독립성 영역(t=-.873, p=.385), 확산적 사고 영역(t=.571, p=.569), 비판적·논리적 사고 영역(t=-1.605, p=.112), 동기적 요소영역 (t=-.693, p>.490)에서 모두 유의수준(p<.05)을 만족하지 못하였다.
이야기의 재구성 과정이 기존의 국어 시간의 쓰기 활동과 비교해 아이들의 확산적 사고에 효과가 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 이야기 재구성 과정에서 아이들은 책 속의 등장인물이 처한 문제 상황을 적극적으로 공감하고 내면화하는 모습을 보였다.

후속연구

향후에는 이러한 분야에 대한 교육도 노벨 엔지니어링을 통하여 그 가치를 실천할 수 있으리라 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	소프트웨어교육의 목표는?	소프트웨어교육은 언플러그드, 프로그래밍과 피지컬 컴퓨팅의 교육을 통하여 컴퓨팅 사고력과 문제 해결 능력 신장이 목표이다[2]. 이를 위해서 많은 연구가 진행되어왔으나 진정한 문제해결력 향상이라는 목표에 비해 방법면에서 아직 부족한 점이 많다[3].
	노벨 엔지니어링의 특징은 무엇인가?	노벨 엔지니어링은 이러한 다양한 패러다임을 융합 할 수 있는 좋은 수업 모형이다[7-8]. 그래서 본 연구에서는 초등학교 5학년 90명을 실험집단(45명)과 통제 집단(45명)으로 나누어서 융합 수업 모델인 노벨 엔지니어링 수업을 적용한 후, 사전 사후 비교를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 문제해결력 향상에 효과가 있는지를 측정해 보고자한다.
	창의융합형 인재를 양성하기 위해서 교육부는 어떤 교육을 강조하였는가?	2015 개정 교육과정은 창의융합형 인재를 ‘인문학적 상상력과 과학기술 창조력을 갖추고 바른 인성을 겸비해 새로운 지식을 창조하고 다양한 지식을 융합할 줄 아는 사람’이라고 정의하고 있다. 이를 위해서 교육부는 감성과 소통 중심 교육, 문학교육, 독서교육 및 인문학적 요소 강화, 실험 중심 수업, 진로 및 소 프트웨어교육 강화 인문학적 소양 교육과 과학기술 소양 교육을 강조하였다[1]. 앞 단원에서 기술했듯이, 노벨 엔지니어링은 인문학, 독서교육, 실험 중심 교육, 소프트웨어교육이 잘 융합된 창의적 학습 과정이다.

참고문헌 (16)

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원문보기 상세보기
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원문보기 상세보기
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Mitchel Resnick(2017), Lifelong Kindergarten, MIT Press.
S. H. Joo, Y. S. Jang, T. H. Jeon, H. J. Lim(2001), Development of Simple Creative Problem Solving Ability test(I), Seoul: KEDI.

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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