문제중심학습(PBL) 기반 과학영재수업이 초등과학영재의 과학적 창의성 신장에 미치는 효과

신명렬; 서혜애

doi:10.9722/JGTE.2017.27.3.367

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자료유형: 학술저널

저자정보: 신명렬 (울산과학관) 서혜애 (부산대학교)

저널정보: 한국영재학회 영재교육연구 영재교육연구 제27권 제3호

발행연도: 2017.9

수록면: 367 - 386 (20page)

DOI: 10.9722/JGTE.2017.27.3.367

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본 연구는 문제중심학습(Problem Based Learning: PBL) 기반으로 구안한 과학영재수업을 초등과학 영재들을 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.

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.

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강정하, 임지영, 김아영 (2017). 과학적 창의성검사의 타당화. 영재와 영재교육, 16(1), 87~127.

강정하, 최인수 (2009). 과학적 창의성의 발달 : 창의적 한국인 사례에 대한 전기적 연구. 영재교육 연구, 19(3), 529-563.

김미숙 (2004). 탐구형 영재과학 프로그램이 유아영재의 창의성 및 문제해결력 향상에 미치는 효과. 영재와 영재교육, 3(1), 5-31. 김선희, 김언주, 박은희, 심재영 (2006). PBL 프로그램이 창의성 및 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과. 아동교육, 15(3), 285-297. 김영채 (2012). 창의력의 영역 보편성과 특수성-쟁점과 TTCT 창의력 검사의 분석. 사고개발, 8(1), 1-29.

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