트리즈닥터 발명카드를 활용한 발명교육이 초등학생의 발명원리 이해도 및 유용도 인식에 미치는 영향
The Impact of Invention Education Utilizing TRIZ Doctor Cards on Elementary School Students' Understanding and Perceived Utility of Inventive Principles
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본 연구는 트리즈닥터 발명카드를 활용한 발명교육 프로그램의 개발 및 현장 적용을 통하여초등학생의 TRIZ 40가지 발명원리에 대한 이해도와 유용도 인식 차이를 분석하고 IPA를 통해 40가지 발명원리 지도 방안에 대한 기초자료를 제공하고자 하였다. 분석결과, 트리즈 닥터카드를 활용하여 발명교육 프로그램은 학생들에게 친숙하고 호기심을 자극할 수 있는 다양한 학습 주제로 학생의 관심과 흥미도를 높여 발명을 우리의 생활과 직접 연관되어 있음을 느끼도록 하였으며, 누구나 발명할 수 있음을 경험하고 성취감을 느낌과 동시에 발명에대한 두려움을 줄여 발명에 대한 인식과 태도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 발명원리의 이해도 분석결과, 평균값이 높은 발명원리는 「18.진동」, 「27.일회용품」, 「30.얇은 막」 순으로나타난 반면 이해도의 평균값이 낮은 발명원리는 「35.속성변환」과 「39.비활성화」, 「36.상전이」, 「28. 기계시스템의 대체」 순으로 분석되었다. TRIZ 40가지 발명원리에 대한 초등학생의 유용도 인식분석결과, 평균값이 높은 발명원리는 「5.통합」, 「6.다용도」, 「30.얇은 막」 순으로 분석된 반면 유용도의 평균값이 낮은 발명원리는 「16.과부족」, 「9.사전반대조치」, 「4.비대칭」 순으로 나타났다. IPA 분석결과, 초등학생의 이해도와 유용도 모두가 높게 평가된 1사분면에는 「3.국부적품질」, 「5.통합」, 「6.다용도」, 등 총 15개의 발명원리가, 유용도는 낮지만 이해도가 높은 2사분면에는 「1.분할」, 「2.추출」, 「7.포개기」, 등 총 6개의 발명원리가 포함되는 것으로 분석되었다. 한편, 40가지 발명원리에대한 초등학생의 이해도 및 유용도 모두가 낮은 3사분면에는 「4.비대칭」, 「8.공중부양/균형추」, 「9.사전반대조치」, 등 총 16개 발명원리가 이에 속하는 것으로 나타났으며, 초등학생들이 발명 아이디어 산출에 있어 유용하다고는 판단하지만 이해도가 낮은 발명원리로는 「17.차원변경」, 「24.매개체」, 「38.활성화」 총 3개가 이에 속하는 것으로 분석되었다.
Abstract
This study aimed to develop and apply an invention education program using TRIZ Doctor invention cards, analyze the differences in understanding and utility perception of TRIZ 40 invention principles among elementary school students, and provide basic data for a map of 40 invention principles through IPA (Interpretative Phenomenological Analysis). The analysis results revealed that the invention education program using TRIZ Doctor cards made the learning topics familiar and intriguing for students, stimulating their curiosity. It increased students' interest in and relevance to inventions in their daily lives. Students experienced that anyone can invent, reducing fear and positively influencing perception and attitude towards inventions. In the analysis of the understanding of invention principles, the principles with high average values were "18. Vibration," "27. Disposable Items," and "30. Thin Film," while those with low average values were "35. Transformation of Properties," "39. Inactivation," "36. Phase Transition," and "28. Replacement of Mechanical Systems." The analysis of elementary students' utility perception of TRIZ 40 invention principles showed that principles with high average values were "5. Integration," "6. Multipurpose," and "30. Thin Film." Conversely, principles with low average utility values were "16. Insufficiency," "9. Anticipation of Preactions," and "4. Asymmetry." IPA analysis indicated that in the high-evaluation quadrant for both understanding and utility, 15 principles, including "3. Local Quality," "5. Integration," and "6. Multipurpose," were present. In the quadrant where utility is low but understanding is high, six principles, including "1. Division," "2. Extraction," and "7. Packaging," were identified. In the quadrant where both understanding and utility are low, 16 principles, such as "4. Asymmetry," "8. Aerial Floatation/Balancing," and "9. Anticipation of Preactions," were identified. Additionally, in the quadrant where understanding is low but utility is high, three principles, "17. Change of Dimension," "24. Medium," and "38. Activation," were identified.
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