PBL 기반 과학영재프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과 = The Effects of a PBL-based Education Program for the Gifted in Science on Children's Creativity

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 초등학교 과학영재학생의 창의성 신장을 위한 PBL 기반 과학영재프로그램을 개발하는 것이다. 현재 영재교육의 확대로 창의적 문제해결력과 자기주도적 학습 능력을 향상시킬 수 있는 영재교육프로그램의 중요성이 점점 더 커지고 있다.
본 연구에서 개발한 PBL 기반 과학영재프로그램은 총 10차시(22시간)로 구성하였으며, 학습내용은 탄성력 이해를 통한 사발동물자동차와 고무줄발사비행기 등을 만드는 창의적 문제 해결 활동, 원심력 이해를 통한 롤러코스터 등을 만드는 창의적 문제 해결 활동, 힘의 평형 이해를 통한 모빌을 만드는 창의적 문제 해결 활동, 힘의 전달 이해를 통한 움직이는 장난감을 만드는 창의적 문제 해결 활동, 태양에너지 이해를 통한 우주정거장을 만드는 창의적 문제 해결 활동으로 이루어져있다.
PBL 기반 과학영재프로그램이 창의성에 미치는 효과를 살펴보기 위해 실험집단은 서울시 G교육청영재교육원 과학반 6학년 17명을 선정하였고, 통제집단은 같은 G교육청영재교육원 수학반 6학년 17명을 선정하였다. 검사도구는 3개의 창의성 하위요인(창의적 성격, 창의적 사고, 창의적 동기)으로 구성되어 있는 한국가이던스의 창의성 검사지를 사용하였고, 통계해석 프로그램으로는 i-STATistics를 사용하여 결과를 분석하였다.
연구 결과는 다음과 같다. 첫째, PBL 기반 과학영재프로그램을 적용한 실험집단의 경우 3개의 하위요인 중 창의적 성격(t=2.7515, p<.01)과 창의적 사고(t=2.2969, p<.05)에서 효과가 있었다. 둘째, 수학영재프로그램을 적용한 통제집단의 경우 3개의 하위요인 중 창의적 성격(t=2.6362, p<.01)에서만 효과가 있었다. 통제집단의 창의적 성격 요인에서도 통계적으로 유의미한 결과가 나오는 것은 영재교육의 특성상 두 집단 모두 창의성을 향상시키기 위한 프로그램을 적용하고 있기 때문으로 해석할 수 있다. 본 연구를 통해 PBL 기반 과학영재프로그램은 초등과학영재들의 창의성 향상에 도움이 된다는 것을 알 수 있으며 나아가 과학영재원이나 과학영재학급 교육과정운영에 기여할 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to detail the development of a PBL(Problem-based Learning)-based Education Program for students gifted in science which can be realistically applied. A review of current articles and research about the needs of education programs for those gifted in science shows that we are consistently improving the way we approach scientific creativity and investigation, and so it will also be important to prove the benefits of such a program to children’s creativity.
This Problem-based Learning program consisted of ten sessions totaling twenty two hours. Each session made use of a creative problem solving activity. These were: making an Animal Automobile Bowl, launching a rubber band through the Law of Elasticity, making a roller coaster using Centrifugal Forces, making a mobile through an understanding of Force Balance, making moving toys through an understanding of Power Forward, and making a space station through the Laws of Solar Energy. A test group of seventeen, sixth grade, science class students and a control group of seventeen, sixth grade, math class students, were chosen from district G of the SMOE Education Center for the Gifted. The Creativity Inventory checklist, as developed by Hanguk Guidance, was then used in order to observe the effect of the program on the students’ creativity. This checklist breaks creativity down into three subordinate concepts: creative personality, creative thinking ability and creative motivation. This study analyzed statistical data using i-STATistics.
The research results are as follows. Firstly, the students who participated in this program formed effective creative personalities (t=2.7515, p<.01) and creative thinking abilities(t=2.2969, p<.05). Secondly, control groups revealed that there were few notable statistical differences in students’ creative thinking abilities and creative motivation, but that they formed creative personalities (t=2.6362, p<.01). It appears as though the SMOE Education Center for the Gifted is in place to increase students’ creativity.
This study shows that a PBL-based Education Program promotes the creativity of those in the Gifted in Science program. Furthermore, this study can contribute to the management of Gifted in Science curricula and to the SMOE education center for gifted students.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구문제 2
• 3. 연구의 제한점 3
• 4. 용어의 정의 3
• 가. 문제 중심 학습(PBL:Problem-Based Learning) 3
• 나. 초등과학영재 3
• 다. 창의성 4
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 문제중심학습(PBL: Problem-Based Learning) 5
• 2. 과학영재프로그램 9
• 가. 과학영재의 특성 9
• 나. 과학영재프로그램 개발 방향 10
• 3. 창의성 11
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 13
• 1. 연구대상 13
• 2. 실험 설계 13
• 3. 검증 및 평가 도구 14
• 4. 연구 절차 15
• Ⅳ. 연구 결과 16
• 1. PBL 기반 과학영재프로그램 개발 및 적용 16
• 가. PBL 기반 과학영재프로그램 수업 모형 16
• 나. 프로그램 개발 기본 방향 18
• 다. PBL 기반 과학영재프로그램 개발 19
• 라. PBL 기반 과학영재프로그램 적용 32
• 2. 창의성 신장 분석 36
• 가. 실험집단과 통제집단의 동질성 검증 36
• 나. 사전․사후 창의성 검사 결과 37
• Ⅴ. 결론 및 제언 40
• 1. 결론 40
• 2. 제언 41
• 참고문헌 42
• 외국어 초록 45
• 부록 47