발명교육 프로그램의 교육 효과성 메타분석
Meta-analysis of educational effects in invention education programs
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본 연구에서는 정규·비정규 과학교육과 연계되어 행재정 및 법률적 지원이 강화되는 발명교육의 효과를 확인하고자 한국교육학술정보원의 데이터베이스에서 키워드 검색으로 1999년부터 투고된 양적 논문을 검색하고 선정 작업을 거처 최종 22편의 29개 측정결과에 대한 메타분석을 실시하였다. 분석 대상의 연구에서 발명교육은 종속 변수 측면에서 창의성(n = 12, M = 39.6%), 발명 태도·흥미도(9, 22.9%), 효능감(3, 25.1%), 문제해결력 측면(5, 16.9%)의 4가지 영역에서 측정 도구를 활용하여 발명교육 효과 크기(r²)의 평균을 파악하였다. 그 결과, 독립변수인 발명교육 프로그램의 내용 측면에서 골드버그 장치, 생활기술을 통해 본 발명, 발명체험 교육기부활동, 과학탐구, 과학사적 접근 수업, 과학-기술-사회 연계 학습 등이 활용되는 것으로 나타나, 발명가들이 사용하는 발명기법부터 기존의 과학교수학습법 등이 정규 및 비교과 수업시간에 폭넓게 활용되고 있음을 파악하였다. 또한 학교급별 조절변수로 선형회귀분석을 실시한 결과 학교급이 높아질수록 창의성(β = 15.46, r² = .15)과 효능감(9.99, 0.79)은 증가하는 반면, 발명 태도·흥미도(-3.96, 0.06)의 경우 고학년으로 진입할 때 향상됨을 확인할 수 없었으며, 문제해결력(-6.98, 0.26)은 유의하게 하락함을 파악하였다. 종합하면, 발명교육은 과학탐구기반의 문제해결 학습, 역사적으로 유명한 과학적 발명을 소재로 하는 과학사 기반학습, 생활중심의 과학-기술-사회 기반 학습 등으로 과학교육과 연계하여 학습할 때 중간(태도 & 흥미, 문제해결력) 혹은 큰 효과(창의성, 효능감)의 크기로 그 교육효과가 예상된다.
Abstract
In order to scrutinize measurable effects of science linked invention education with the increasing administrative, financial, and legislative supports, this study explored journal articles published since 1999 with the search key words, “invention education” in the database of Korea Education and Research Information Service. After having been screened out by filter words in statistics, 29 measurements in 22 journal articles were selected for further meta-analysis. Among the selected researches on invention education, effect sizes (r²) were calculated in terms of student creativity (n = 12, M = 39.6), attitudes and interests (9, 22.9%), efficacy (3, 25.1%), and problem solving skills (5, 16.9%). The findings indicate that these programs as independent variables have utilized certain teaching strategies such as Goldberg devices, everyday life invention activities, educational donations, scientific inquiry, scientific history learning, and the science-technology-society learning. The methods range from inventors’ unique way of making inventions to teaching strategies frequently found in science curriculums and other extracurricular activities. In addition, these quantitative results were summarized with a moderating variable, “school levels”, through linear regression analysis. The higher school level could suggest students’ moderately higher creativity (β = 15.46, r² = .15) and sturdy efficacy (9.99, 0.79). However, the higher school level does not assure higher attitudes or interest in invention (-3.96, 0.06). Moreover, it significantly lowers problem solving skills (-6.98, 0.26). The findings call for our attentions on developing invention education programs through inquiry based problem solving, learning with historic science inventions, and the science-technology-society based learning in everyday life in order to enhance students’ problem solving skills, creativity, and efficacy.
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