비구조화된 상황에서 창의적 과학적 문제 찾기 능력 향상 교수-학습 프로그램과 검사도구의 개발 및 적용

국문 초록 (Abstract)

과학교과에서 창의적 문제 해결 능력과 탐구능력 향상을 위해 많은 연구가 이루어졌고, 현재도 진행되고 있다. 그런데 창의적 문제 해결력은 여러 가지 요인으로 이루어져 있기 때문에, 하나의 프로그램을 투입해서 능력을 향상시키기는 어렵다. 따라서 향상시키고자 하는 능력의 범위를 세분화하여, 각각 적용할 수 있는 프로그램을 개발하는 것이 하나의 방책이 될 수 있다. 이 연구는 과학교과에서 창의적 문제 해결 능력과 탐구능력의 향상을 위해 그 첫 번째 단계인 "문제 찾기" 능력을 향상시킬 수 있는 프로그램과 검사도구를 개발하는 연구이다.


(1) 교수-학습 프로그램 개발
먼저 문헌 연구 및 국내외 연구 동향 조사하여 그것을 바탕으로 문제 찾기 능력을 향상시킬 수 있는 예비 교수학습 프로그램을 일부 개발하였고, 개발된 예비 프로그램 투입을 이공계 대학생들에게 투입하였다. 그리고 학생들이 제출한 결과물 분석하였고, 참가 학생 중 일부를 면담하여, 결과를 분석하고 분류하였다. 이 때, 대학생 결과물을 바탕으로, 학교 현장 전문가에 의한 난이도 수정 및 교육과정에 적합한 과학 내용으로 프로그램을 수정하여, 일반계 고등학교 학생들에게 프로그램을 적용하였다. 그리고 학생들이 제출한 결과물을 분석하고, 참가 학생을 면담하여, 그 결과를 피드백 하여 프로그램을 재수정 하였다.


(2) 검사도구 개발
비구조화된 상황에서 과학적 문제 찾기 능력 검사도구를 개발하기 위해서는, 과학적 문제 찾기 활동의 구성 요인과 영향을 미치는 요인을 찾아내고, 분석하고 분류하는 작업이 선행되어하는데, 기존 창의성 검사 도구는 본 연구의 구인을 타당하게 포함하고 있지 않았다. 따라서, 비구조화된 상황에서 과학적 문제 찾기 능력에 대한 구성 요인과 영향을 미치는 요인을 먼저 찾기 위해 연구를 하였다. 과학적 문제 찾기 활동 역시 과학자들이 과학 분야에서 실제로 하고 있는 활동이므로, 학생들의 문제 찾기 활동에 대한 가이드라인이 될 수 있다. 따라서 과학자들의 과학 활동을 조사하여 모형화하기 위해, 우선적으로 과학자들의 과학 활동에 대한 연구를 하였다.
과학자 6명과 일반계 고등학생 6명의 면담을 통해서, 비구조화된 상황에서 과학적 문제 발견 및 해결 과정의 특성을 분석하였다. 그리고 비구조화된 상황에서 과학자와 학생들의 과학적 문제 찾기 과정의 특성과 인지적, 정서적, 개념적 특징을 바탕으로 모형을 구성하였다. 과학자들과 학생들의 문제 찾기 활동은 과학의 내용 영역에 따라 다른 모델이라고 분석되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Many researches to improve the ability of creative problem-solving and ability of scientific inquiry have been studied. However, the ability of creative problem-solving consists of several factors, so it is difficult to improve the ability by the one single program. If the ability of creative problem-solving is subdivided, each subdivided factor can be applied to develop the whole ability. In this study, to improve the ability of problem finding, that of first step of creative problem solving and inquiry, research program is to develop.


(1) Development of the teaching and learning program
On the basis of literature survey and international research, a pilot program to find the problem was developed and inputted into science and engineering university students. The results university students submitted were analyzed and classified. Some students were interviewed. On the basis of the results from university students, school professional modified the pilot program due to the high school curriculum. Then the modified program was applied to general high school students. The results high school students submitted were analyzed and classified. Some students were interviewed. Feedback was rearranged.


(2) Development of the test tool
To develop the test tool of the ability of finding problem, it should be preceded to find, identify, analyze, and classify the factors of finding problem. Thus scientific activities of the scientists were studied, because activities of finding problem were one of the scientific activities and the scientific activities were results of scientists` activities
6 scientists and 6 high school students were interviewed. On the basis of the results from scientists and high school students, the process of finding problem was different by the its contents and background knowledge. The cognitive, emotional, and conceptual model might be constructed based on the process.