과학에서의 창의적 문제해결력에 영향을 미치는 제 변수 분석 : 확산적 사고, 과학 지식, 내 외적 동기, 성격 특성 및 가정 환경 = (An) analysis of variables effecting creative problem solving abilities in science

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to investigate the degree of contribution that cognitive, affective and environmental variables known to be related to creativity and creative problem solving abilities had to creative problem solving abilities in science, on the basis of the confluence approach to creativity. To the goal of this study, specific questions are established as follows:
First, do divergent thinking and scientific knowledge, cognitive components, have an significant effect on creative problem solving abilities in science?
Second, do intrinsic/extrinsic motivation and personality traits, affective components, have an significant effect on creative problem solving abilities in science?
Third, does the home environment, environmental component, have an significant effect on creative problem solving abilities in science?
The subjects of this study consisted of 116 6th graders of 4 classes, selected for a class of unit, in public elementary schools located in Seoul. Children were given the Torrance Test of Creative Thinking, the Scientific knowledge test measuring the concept knowledge and process skill of science, Amabiles Intrinsic/Extrinsic Motivation Test, Lim Hyun-soos Creative Personality Test, and Amabiles Test for Creative Home Environment. And children were asked to solve creative problems such as food supply, fresh air supply, and energy supply in Designing an Undersea City developed by Bissett(1996). The solutions proposed by children were evaluated creativity by Besemers Creative Product Semantic Scale(CPSS) and Amabiles Consensual Assessment Technique(CAT), product creativity assessment methods. The Standard Multiple Regression Analysis was conducted to analyze the relative degree of contribution of all the variables effecting creative problem solving abilities in science.
Through those procedures, the following results were obtained:
First, this study attempted to investigate the degree of contribution of such cognitive component as the divergent thinking and science knowledge to creative problem solving abilities in science. As a result, it was found that divergent thinking had the low correlation with creative problem solving abilities in science, but failed to make a statistically significant prediction of creative problem solving abilities in science. Scientific knowledge not only showed the significant correlation with creative problem solving abilities in science, but also made a significant prediction of creative problem solving abilities in science.
Second, this study sought to investigate the degree of contribution of such affective component as the intrinsic/extrinsic motivation and personality traits to creative problem solving abilities in science. As a consequence, it was found that extrinsic motivation not only showed the significant correlation with creative problem solving abilities in science, but also made a statistically significant prediction of creative problem solving abilities in science, when evaluated by CAT. And it was found that intrinsic motivation showed the low correlation with creative problem solving abilities in science, but did not make a statistically significant prediction of creative problem solving abilities in science, when evaluated by CAT. And it was found that personality traits showed the low correlation with creative problem solving abilities in science but did not make a statistically significant prediction of creative problem solving abilities in science.
Third, it was found that the home environment as a environmental component not only showed low correlation with creative problem solving abilities in science, but also made a statistically significant prediction of creative problem solving abilities in science, when evaluated by CAT.
The study results revealed that scientific knowledge alone made a significant contribution to predicting creative problem solving abilities in science when were evaluated by CPSS. Therefore, the results did not support the confluence approach to creativity. But it was found that when creative problem solving abilities were evaluated by CAT, scientific knowledge as the cognitive variable, extrinsic motivation as the affective variable, and the home environment as the environmental variable made a statistically significant contribution to predicting creative problem solving abilities in science. Therefore, this supported the confluence approach conceptualizing creativity as the convergence of cognitive/affective/environmental components.
The findings of this study suggest that an deep understanding and learning of scientific knowledge be important in creative problem solving abilities in science. Also, it is desirable to use extrinsic motivation properly and establish the environment stimulating creativity.

국문 초록 (Abstract)

창의성 발현에 필요한 특정 요소(예를 들어, 확산적 사고나 성격 특성)에 초점을 두었던 기존의 경험적 연구는 창의성에 대한 부분적인 설명은 가능케 하였지만, 창의성에 대한 포괄적인 설명을 하지 못했다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 최근에는 창의성 발현을 위해서는 창의성과 관련된 다양한 요소들이 함께 수렴되어야 한다고 주장하는 통합적 접근을 취하는 이론들이 제시되고 있다.
이에 본 연구는 창의성에 대한 통합적 접근에 기초하여, 창의성 및 창의적 문제 해결력과 관계가 있는 것으로 나타난 여러 요소들을 과학 영역에 적용하여, 초등학교 아동을 대상으로 그 요소들이 과학에서의 창의적 문제 해결력을 어느 정도 설명해 주며, 그 상대적 중요성은 어떠한지 알아보는 것을 목적으로 한다.
이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 통합적 관점에서, 국내·외 창의성 및 과학적 창의성의 주요 이론 및 연구에 대한 문헌 고찰을 한 결과, 창의성 및 창의적 문제해결력과 관계가 있는 것으로 나타난 변수는 크게 인지적 변수, 정의적 변수 그리고 환경적 변수로 구분될 수 있었고, 인지적 변수에는 확산적 사고와 과학 지식이, 정의적 변수에는 내·외적 동기와 성격 특성이 그리고 환경적 변수에는 가정 환경이 포함되었다. 수렴적 사고는 과학 지식의 하위 영역인 탐구 과정 지식에 포함되어 있다고 가정하였다. 구체화된 연구 문제는 다음과 같다.
인지적 요소인 확산적 사고와 과학 지식, 정의적 요소인 내·외적 동기와 성격 특성, 환경적 요소인 가정 환경 등이 과학에서의 산물에 의해 측정된 창의적 문제해결력에 미치는 상대적 기여도는 어떠한가?
첫째 인지적 요소인 확산적 사고와 과학 지식은 과학에서의 창의적 문제해결력에 유의한 영향을 미치는가?
둘째, 정의적 요소인 내·외적 동기와 성격 특성은 과학에서의 창의적 문제해결력에 유의한 영향을 미치는가?
셋째, 환경적 요소인 가정 환경은 과학에서의 창의적 문제 해결력에 유의한 영향을 미치는가?
본 연구의 대상은 서울특별시에 소재하고 있는 공립 초등 학교에서 학급 단위로 선정된 6학년의 4학급 아동 134명이었다. 측정 도구로는 Torrance 창의적 사고력 도형 검사, 과학의 개념 지식과 탐구 과정 지식을 측정하는 과학 지식 검사, Amabile의 내·외적 동기 검사, 임현수의 창의성 정의적 성향 검사, Amabile의 창의적인 가정 환경 검사를 사용하였다. 또한 과학에서의 창의적 문제 해결력을 측정하기 위하여 아동들에게 Bissett가 개발한 해저 도시 설계하기의 식량 공급, 산소 공급 및 에너지 공급의 세 개의 창의적 문제를 제시하였으며, 아동들이 산출해 낸 해결책은 Besemer의 창의적인 산물 평가 척도(Creative Product Semantic Scale)와 Amabile의 합의에 의한 사정 기법(Consensual Assessment Technique)으로 평가하였다.
예비 조사 결과를 기초로 측정도구를 수정·보완한 후 본검사를 실시하였으며, 아동의 과학에서의 창의적 문제해결력에 영향을 미치는 제 변수의 상대적 기여도를 분석하기 위하여 표준 다중회귀분석을 실시하였다.
이러한 연구 절차를 통해 나타난 결과는 다음과 같다.
첫째, 과학에서의 창의적 문제해결력에 있어서 인지적 요소의 기여도를 살펴보면, 확산적 사고는 과학에서의 창의적 문제해결력과 낮은 상관은 있었으나, 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데는 유의한 기여를 하지 못하였다. 과학 지식은 과학에서의 창의적 문제해결력과 유의미한 상관을 나타냈을 뿐만 아니라, 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데 가장 큰 기여를 하는 것으로 나타났다.
둘째, 과학에서의 창의적 문제해결력에 있어서 정의적 요소의 기여도를 살펴보면, 외적 동기는 과학에서의 창의적 문제해결력과 유의미한 상관을 나타냈을 뿐만 아니라, CAT로 평가된 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데 유의한 기여를 하는 것으로 나타났다. 내적 동기는 CAT로 평가된 과학에서의 창의적 문제해결력과 낮은 상관은 있었으나, 과학에서의 창의적 문제해결력을 통계적으로 유의미하게 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 성격 특성은 과학에서의 창의적 문제해결력과 낮은 상관을 나타냈으나, 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데 유의한 기여를 하지 못하는 것으로 나타났다.
셋째, 환경적 요소인 가정 환경은 CAT로 평가하였을 경우 과학에서의 창의적 문제해결력과의 낮은 상관이 있었을 뿐만 아니라, 과학에서의 창의적 문제해결력을 통계적으로 유의미하게 예측해주는 것으로 나타났다.
과학에서의 창의적 문제해결력을 CPSS로 평가하였을 경우, 과학 지식만 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데 유의미한 기여를 하였다는 본 연구의 결과는 창의성에 대한 통합적 접근을 지지하지 않았다. 그러나 CAT로 평가한 경우에는 인지적 변수인 과학 지식, 정의적 변수인 외적 동기 그리고 환경적 변수인 가정 환경이 과학에서의 창의적 문제해결력을 통계적으로 유의미하게 예측해 주는 것으로 나타나 인지적·정의적·환경적 요소들의 수렴으로서 창의성을 개념화하는 통합적 접근을 지지해 주었다. 또한 본 연구에서 과학에서의 창의적 문제해결력을 예측하는데 있어서 가장 큰 기여를 한 것은 인지적 요소 중 과학 지식인 것으로 나타나 제 요소 중 과학 지식의 상대적 중요성이 검증되었다. 이와 같이 과학적 창의성에 있어서 과학 지식과 같은 인지적 요소의 중요성은 Lubart와 Sternberg(1995)의 투자 이론에 대한 검증 연구에서도 보고된 바 있다.
본 연구의 결과는 과학에서의 창의적인 문제해결력을 위해서는 과학 지식 즉, 과학 영역의 개념 지식과 탐구 과정 지식에 대한 심층적인 이해와 습득이 중요함을 시사한다. 따라서 과학에서의 창의성 교육을 위한 교육과정 및 교수 방법을 개발할 때 이 둘의 조화로운 수렴이 고려되어야 할 것이다. 뿐만 아니라 외적 동기의 적절한 이용과 창의성을 지원하는 환경의 조성이 중요함을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• 논문개요 -------------------------------------------------------------- ⅷ
• Ⅰ. 서론 -------------------------------------------------------------- 1
• A. 연구의 필요성 및 목적 --------------------------------------------- 1
• B. 연구문제 ---------------------------------------------------------- 5
• C. 용어정의 ---------------------------------------------------------- 6
• Ⅱ. 이론적 배경 ------------------------------------------------------- 9
• A.창의적 문제해결 ---------------------------------------------------- 9
• 1. 창의성 개념 ------------------------------------------------------ 9
• 2. 창의성 이론 ------------------------------------------------------ 13
• 가. 인지적 접근 ---------------------------------------------------- 14
• 나. 성격 특성 및 동기적 접근 --------------------------------------- 18
• 다. 사회심리학적 접근 ---------------------------------------------- 21
• 라. 통합적 접근 ---------------------------------------------------- 23
• 3. 창의성과 문제해결 ------------------------------------------------ 33
• 가. 문제해결 ------------------------------------------------------- 33
• 나. 일반 문제해결과 창의적 문제해결 -------------------------------- 39
• B. 과학에서의 창의적 문제해결 ---------------------------------------- 46
• 1. 과학적 창의성 이론 및 연구 --------------------------------------- 46
• 2. 과학에서의 창의적 문제해결력 관련 변수 --------------------------- 55
• 가. 확산적 사고 ---------------------------------------------------- 55
• 나. 과학 지식 ------------------------------------------------------ 58
• 다. 내·외적 동기 --------------------------------------------------- 73
• 라. 성격 특성 ------------------------------------------------------ 79
• 마. 가정 환경 ------------------------------------------------------ 83
• 3. 과학에서의 창의적 문제해결력과 관련 제 변수와의 관계 ------------- 89
• Ⅲ. 연구방법 ---------------------------------------------------------- 91
• A. 연구대상 ---------------------------------------------------------- 91
• B. 검사도구 ---------------------------------------------------------- 91
• C. 연구절차 ----------------------------------------------------------109
• D. 자료처리 및 분석 --------------------------------------------------110
• Ⅳ. 연구결과 ----------------------------------------------------------112
• A. 기술통계 ----------------------------------------------------------112
• B. 과학에서의 창의적 문제해결력과 관련 제 변수와의 상관관계 ----------114
• C. 과학에서의 창의적 문제해결력에 대한 제 변수의 기여도 --------------116
• Ⅴ. 결론 --------------------------------------------------------------121
• A. 요약 --------------------------------------------------------------121
• B. 논의 --------------------------------------------------------------122
• C. 제언 --------------------------------------------------------------130
• 참고문헌 --------------------------------------------------------------134
• 부록 ------------------------------------------------------------------160
• 영문초록 --------------------------------------------------------------201