문제중심학습(PBL) 기반 과학영재수업이 초등과학영재의 과학적 창의성 신장에 미치는 효과
The Effects of a PBL Based Science Gifted Lesson on Scientific Creativity of Science Gifted Students at Elementary School
1
조회
0
다운로드
17
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구는 문제중심학습(Problem Based Learning: PBL) 기반으로 구안한 과학영재수업을 초등과학영재들을 대상으로 적용해보고 그들의 과학적 창의성 신장에 미치는 효과를 탐색하는데 목적을 두었다. 과학적 창의성은 과학지식과 창의적 사고를 토대로 과학적으로 탐구하고 문제를 발견하여 해결함으로써 과학 및 사회 발전에 기여할 수 있는 능력 또는 산출물로 정리할 수 있다. 과학적 창의성은 과학지식, 창의적 사고, 과학탐구능력의 3가지를 핵심요소로 볼 수 있으며, 이들 핵심요소를 효과적으로 신장시키는 교수학습방법으로 PBL을 선정하고 이를 기반으로 한 과학영재수업을 구안하였다. 본 PBL 수업은 수업설계를 위한 주제탐색 과정을 통해 3가지 선호 주제를 선정한 후, 주제별 문제발견(2차시), 전략수립(2차시), 문제해결(2차시), 발표평가(4차시)의 4단계로 구안하였다. 본 연구에서는 광역시 소재 과학관의 초등과학 영재학급 학생 22명을 연구대상으로 선정하였으며, 개발한 PBL 수업 3주제에 대한 총30차시를 적용하였다. PBL 수업이 과학적 창의성 신장에 미치는 효과를 알아보기 위해 과학지식, 창의적 사고, 과학탐구능력에 대한 평가도구를 개발하고, 초등과학영재가 수업활동에서 생산해낸 3주제에 대한 최종산출물들을 평가하여 시간에 따른 변화과정을 분석하였다. 과학적 창의성 평가도구 점수의 변화는 일원배치분석(One-way ANOVA)으로 통계분석하였다. 연구결과, PBL 수업은 과학적 창의성(F=8.280, p=.001)에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다. 과학적 창의성의 구성요소는 과학지식(F=7.321, p=.001), 과학탐구능력(F=8.124, p=.001)은 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났으나 창의적 사고(F=1.894, p=.159)는 유의미한 효과가 없었다. PBL 기반 과학영재수업이 개별학생의 과학적 창의성의 구성요소, 과학지식, 창의적 사고, 과학탐구능력에 미치는 효과의 경우, 과학적 창의성 누적점수가 높은 학생들보다 점수가 낮은 학생들이 주제 1, 주제 2, 주제 3 수업에서 구성요소별 점수 향상이 더 높게 나타났다.
Abstract
The study aimed to investigate the effectiveness of a problem-based learning (PBL) lesson on scientific creativity of science gifted students at elementary school. Scientific creativity can be summarized as the ability or output to contribute to scientific and social development by exploring and solving problems scientifically based on scientific knowledge and creative thinking. Scientific creativity can be regarded as three core elements: scientific knowledge, creative thinking, and scientific inquiry ability. PBL was selected as a teaching and learning method to effectively extend these core elements and a science gifted lesson based on the PBL was designed. After selecting three favorite topics, a PBL lesson for each topic was developed as a four phase lesson for 10 classes: problem finding (2), strategy planning (2), problem solving (2), and presentation and evaluation (4). In this study, 22 elementary science gifted students from a Metropolitan City Science Museum were selected and a total of 30 classes of the PBL lesson for three topics in series were implemented consecutively. In order to investigate its effects on scientific creativity, the evaluation tools for scientific knowledge, creativity thinking, and scientific inquiry ability were developed and changes of the final outputs of the three PBL lessons were assessed over time periods. The change in the score of the scientific creativity evaluation tool was analyzed by one-way ANOVA. The results of the study showed that the PBL lessons had a significant effect on scientific creativity (F=8.280, p=.001). For core elements, there was a significant effect on scientific knowledge (F=7.321, p=.001) and scientific inquiry ability (F=8.124, p=.001), however, creative thinking (F=1.894, p=.159) did not have any significant effect. For changes in individual students over time, students with low scores of scientific creativity exhibited more increases than students with high scores.
참고문헌 (38)
- 강정하, "과학적 창의성검사의 타당화", 영재와 영재교육, 16(1), pp.87~127 (2017), 한국영재교육학회[DOI]
- 강정하, "과학적 창의성의 발달: 창의적 한국인 사례에 대한 전기적 연구", 영재교육연구, 19(3), pp.529~563 (2009), 한국영재학회
- 김미숙, "탐구형 영재과학 프로그램이 유아영재의 창의성 및 문제해결력 향상에 미치는효과", 영재와 영재교육, 3(1), pp.5~31 (2004)
- 김선희, "PBL 프로그램이 창의성 및 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과", 아동교육, 15(3), pp.285~297 (2006), 한국아동교육학회
- 김영채, "창의력의 영역 보편성과 특수성: 쟁점과 TTCT 창의력 검사의 분석", 사고개발, 8(1), pp.1~29 (2012), 대한사고개발학회
- 김현경, "2015 개정 과학과 교육과정의 적용에 대한 초⋅중학교 교사의 인식과 요구", 한국과학교육학회지, 37(1), pp.103~112 (2017), 한국과학교육학회[DOI]
- 박종원, "과학적 창의성 모델의 제안-인지적 측면을 중심으로-", 한국과학교육학회지, 24(2), pp.375~386 (2004), 한국과학교육학회
- 서혜애, "과학적 창의성과 과학영재교육의 방향", 영재교육연구, 14(1), pp.65~89 (2004)
- 성태제, "제4차 산업혁명시대의 인간상과 교육의 방향 및 제언", 교육학연구, 55(2), pp.1~21 (2017), 한국교육학회
- 손정우, "과학글쓰기를 통한 과학영재학생들의 과학적 사고력과창의적 문제해결력 연구", 과학영재교육, 1(3), pp.21~32 (2009), 한국과학영재교육학회
- 조선옥, "영재학생의 프로젝트학습에서 UCC 활용 교수·학습 모형의 적용과 성별에 따른 효과 분석", 영재교육연구, 21(1), pp.19~38 (2011), 한국영재학회
- 신명렬, "PBL 기반 천체관측 프로그램이 초등과학영재의 과학적 탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과", 대한지구과학교육학회지, 4(1), pp.20~31 (2011), 대한지구과학교육학회
- 신명렬, "과학캠프 운영이 초등과학영재의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과", 영재교육연구, 22(4), pp.967~983 (2012), 한국영재학회
- 신애경, "과학영재교육 프로그램이 초등영재학생들의 과학창의성과 프로그램에 대한 인식에 미치는 영향", 과학교육연구지, 35(1), pp.23~33 (2011), 과학교육연구소
- 유미현, "SSC(Small-Scale Chemistry)실험이 과학영재의 과학적 태도, 창의적 성격 특성 및 과학탐구 능력에 미치는 효과", 영재교육연구, 20(2), pp.487~502 (2010), 한국영재학회
- 유미현, "대학부설 과학영재교육원 여름 캠프 프로그램의 효과", 과학영재교육, 3(1), pp.19~37 (2011), 한국과학영재교육학회
- 윤회정, "중학생들의 과학적 창의성 관련 변인 간 관계 분석 연구", 교과교육학연구, 19(4), pp.1005~1025 (2015), 교과교육연구소[DOI]
- 이경학, "과제 수행형 과학적 창의성 평가도구(TATSC) 개발과 과학 영재교육대상자 선발에 적용 방안", 박사, 물리교육, pp.2011
- 이은경, "토의를 강조한 소집단 활동이 과학고 학생의 탐구 과정에 미치는 영향과 학습양식․사고양식 간의 관계에 대한 사례 연구", 영재와 영재교육, 12(2), pp.115~140 (2013), 한국영재교육학회
- 임성만, "영역 특수적인 입장에서의 과학적 창의성에 대한 정의, 구성요인에 대한 탐색", 과학교육연구지, 33(1), pp.31~43 (2009), 과학교육연구소
- 장성진, "과학영재교육을 위한 문제중심학습 적용 효과 생물의 특성을 주제로―", 생물교육, 33(1), pp.1~12 (2005), 한국생물교육학회
- 정민수, "프로젝트 학습이 영재의 창의성 향상에 미치는 효과", 영재와 영재교육, 12(2), pp.69~91 (2013), 한국영재교육학회
- 정주혜, "초등 과학영재와 일반학생의 과학 탐구 문제 발견 과정 분석", 교육과학연구, 44(1), pp.123~145 (2013), 교육과학연구소
- 정현철, "과학 창의성 계발을 위한 프로그램 개발 - 이론과 예시를 중심으로 -", 한국지구과학회지, 23(4), pp.334~348 (2002), 한국지구과학회
- 조연순, "창의적, 비판적 사고력과 교과지식의 융합을 위한 교수-학습모형으로서의 문제중심학습(PBL)고찰", 초등교육연구, 14(3), pp.295~316 (2001)
- 조한국, "프로젝트형 탐구학습을 통한 영재들의 과학하기", 영재교육연구, 11(3), pp.23~44 (2001)
- 주현재, "고등교육에서의 학습자중심 교육의 학습원칙에 기반한 PBL 모형 개발", 학습자중심교과교육연구, 11(4), pp.419~448 (2011), 학습자중심교과교육학회
- 최병연, "창의성 신장 기법을 활용한 문제중심학습(PBL)에서 초등영재의 학습 경험에 관한 질적 연구", 영재와 영재교육, 12(1), pp.163~188 (2013), 한국영재교육학회
- 최은열, "초등학생의 창의성 신장을 위한 PBL 기반 과학영재프로그램 개발", 교과교육학연구, 14(2), pp.411~431 (2010), 교과교육연구소
- 최정임, "사례 분석을 통한 PBL의 문제설계 원리에 대한 연구", 교육공학연구, 20(1), pp.37~61 (2004), 한국교육공학회
- 황요한, "과학영재의 창의성 신장을 위한 CNP 모형의 개발과 적용", 영재교육연구, 20(3), pp.847~866 (2010), 한국영재학회
- Barrows, H. S., "How to design a problem-based curriculum for the preclinical years" (1985), Springer
- Ersin, K., "Investigation the scientific creativity of gifted students through project-based activities", International Journal of Research in Education and Science, 2(2), pp.416~427 (2016)
- Gardner, H., "Creating minds" (1993), Basic Books
- Heller, K. A., "Education and counselling of the gifted and talented in germany", International Journal for the Advancement of Counselling, 27(2), pp.191~210 (2007)
- Nyet, M. S., "Fostering fifth graders’ scientific creativity through problem-based learning", Journal of Baltic Science Education, 14(5), pp.655~670 (2015)
- Nyet, M. S., "The effects of problem based learning with cooperative learning on preschoolers’ scientific creativity", Journal of Baltic Science Education, 16(1), pp.100~113 (2016)
- Thomas, A., "Group discussion and individual creativity", The Journal of General Psychology, 100(1), pp.111~123 (1979)