초록 ▼

본 연구는 창의적 문제해결(CPS) 전략과 과학사에 근거한 과학자들의 문제해결 전략을 바탕으로 창의력 문제해결력 향상에 효과적인 생명과학 영역 특이적인 창의적 문제해결(CPS)수업 모형을 개발하고, 개발된 수업 모형에 따라 생명과학 전반에 대한 창의적 문제해결 학습 자료를 개발하여 교육현장에 제공하는 것을 목표로 하고 있다.
과학영재의 특성과 현재 과학영재들에게 적용되고 있는 생명과학 영역의 영재 교육과정 및 학습 자료의 구성 등이 창의적 문제해결력 향상에 적합한지를 기존의 CPS 모델을 근거로 분석 하였다. 이런 분석결과를

본 연구는 창의적 문제해결(CPS) 전략과 과학사에 근거한 과학자들의 문제해결 전략을 바탕으로 창의력 문제해결력 향상에 효과적인 생명과학 영역 특이적인 창의적 문제해결(CPS)수업 모형을 개발하고, 개발된 수업 모형에 따라 생명과학 전반에 대한 창의적 문제해결 학습 자료를 개발하여 교육현장에 제공하는 것을 목표로 하고 있다.
과학영재의 특성과 현재 과학영재들에게 적용되고 있는 생명과학 영역의 영재 교육과정 및 학습 자료의 구성 등이 창의적 문제해결력 향상에 적합한지를 기존의 CPS 모델을 근거로 분석 하였다. 이런 분석결과를 바탕으로 과학창의적 문제해결력 신장을 위한 학습 모형 개발을 위해
일반 창의적 문제해결 모형(CPS)에 과학사에 나타난 과학자들의 문제해결 전략을 통합시켜 과학사-CPS 수업모형을 개발하였다.
이 과학사-CPS 수업모형에 따라 생명과학의 9개영역 72주제를 이용해 77차시의 과학사-CPS 생명과학 학습프로그램을 개발하였다. 개발된 생명과학 학습 프로그램을 과학 고등학교와 영재교육센터의 학생과 교사들을 대상으로 적용하여 그 프로그램의 효과를 평가, 검증, 수정$\cdot$보완하였다.
이렇게 개발된 생명과학 학습프로그램을 과학영재에게 적용하여 일반 창의력뿐만 아니라 과학 창의적 문제해결력 신장에도 큰 효과도 있음을 확인하였다. 특히 일반 창의성의 하위 요소인 유창성, 유통성, 독창성에 대한 능력이 모두 향상되었다. 그리고 과학 특이적인 전략의 과정적
지식에 해당되는 과학 창의적 문제해결력의 하위 요소인 문제 이해, 아이디어 생성, 그리고 계획과 실행 능력도 의미 있게 향상되었다. 또한 과학적 전략의 명제적 지식인 과학 개념의 이해도 크게 향상되었다.
이 연구에서 개발되어 완성된 과학사-CPS 생명과학 학습프로그램은 hs-cps.com 이라는 ON-LINE 웹 사이트를 구축하여 모든 과학영재기관 및 교사와 학생들이 자유롭게 이용할 수 있게 하였다.
본 연구를 통해 개발된 과학사-CPS 생명과학 학습 프로그램은 과학 고등학교 및 영재교육센터에서 과학영재들의 생명과학 전반에 걸친 교과 특이적인 창의적 문제해결력 신장을 위해 효율적이고 실용적인 수업 프로그램으로서 정규 교과 과정 혹은 특별수업 과정에 편입되어 즉
시 활용될 수 있다.
이러한 활용은 과학영재에게 과학자들이 과학적 문제해결을 해나가는 창조적인 과정을 경험하게 함으로써 창의적 문제해결력 향상과 미래의 과학자로서의 자질 함양을 기대할 수 있다.
또한 속진 교육 형태의 단조로운 교육 방식에서 탈피하여 과학사에 나타난 과학적 개념의 형성 및 발달 과정상의 전략을 접함으로서 과학 영재들이 과학의 본성에 체계적이고 심도 있는 접근을 할 수 있다.
또한 본 연구를 통해서 얻어진 과학영재의 문제해결 특성과 과학사적 전략요소, 개념 요소, 창의적 문제해결 전략 등을 근간으로 한 영재 수업 모형은 앞으로의 영재교육 프로그램 개발에 기초를 제공할 수 있다.

Abstract ▼

The purpose of this study is to develop a instructional model for the improvement of the creative problem solving ability of the gifted-in science students, which includes the creative strategies in general and specific field such as science. Using this instructional model, the teaching programs of

The purpose of this study is to develop a instructional model for the improvement of the creative problem solving ability of the gifted-in science students, which includes the creative strategies in general and specific field such as science. Using this instructional model, the teaching programs of life science is developed and distributed to institutes and teachers for the gifted-in science education. CPS(Creative Problem Solving) model that is the general creative problem solving strategy was integrated with the scientists' creative problem solving
strategies based on science history to produce science history-CPS teaching program. The scientists’ problem solving strategy appeared in the science history include both the scientific content which corresponds to propositional knowledge, and the scientific research process, which is procedural knowledge.
According to this teaching model, teaching programs covering 9 areas and 72 subjects of life science were developed and applied with gifted-in science students.
The results showed that the students achieved a significant improvement in fluency, flexibility, and originality, which are the sub-elements of the general creativity. Also, they showed meaningful development in understanding of the problem, generating of an idea, planning and practice, the sub-elements of the problem solving ability which corresponds with procedural knowledge of the science specific strategy. The achievement level of scientific concepts was also improved more significantly after class, which corresponds to the propositional knowledge of the specific strategy in the field.
The final version of teaching programs are supplied to all institutes and teachers for the gifted-in science education as ON-LINE Web site(hs-cps.com) developed in this study.
The science history-CPS life science teaching programs developed in this study could be used in the regular or special class of all gifted-in science educational institutes.
This programs give gifted-in science students a chance to experience the scientists' works as creative processes.
The science history-CPS model developed in this study will give the basis for the future development of other teaching programs for gifted-in science students.

목차 Contents

• I. 서론...6
• II. 연구방법 및 이론...8
• 1. 연구의 이론적 배경...8
• 2. 연구 내용...17
• 3. 연구 방법...18
• III. 결과 및 고찰...30
• 1. 과학영재의 학습자 특성과 기존 영재프로그램의 특성 분석...30
• 2. 창의적 문제해결력 신장을 위한 과학사-CPS 수업모형 개발...38
• 3. 과학사-CPS 수업모형에 따른 생명과학 수업프로그램 개발...43
• 4. 개발된 과학사-CPS 생명과학 수업프로그램에 대한 평가분석...45
• 5. 과학사-CPS 생명과학 수업프로그램의 현장 적용과 효과 분석...50
• 6. 과학사-CPS 생명과학 수업프로그램의 보급 체제 구축...58
• IV. 결론...61
• V. 인용문헌...63
• VI. 부록...66
• VII. 연구성과...117