간이 비중계 제작 활동 중심의 초등 발명교육 프로그램 개발 및 적용 :Development of an Invention Education Program on Making Simple Gravimeters and Applications to Elementary Invention Classes

박우정

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박우정 (서울교육대학교, 서울교육대학교 교육대학원)

지도교수: 박일우

발행연도: 2014

저작권: 서울교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

간이 비중계 제작 활동 중심의 초등 발명교육 프로그램 개발 및 과학 수업에의 적용

박우정 , 박일우 한국초등교육 2015.01 학술저널

2014

간이 비중계 제작 활동 중심의 초등 발명교육 프로그램 개발 및 적용

박우정 초등발명교육 2014.01 학위논문

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본 연구는 초등학교 5학년 2학기 과학 2단원 ‘용해와 용액’ 단원과 연계하여 간이 비중계 제작 활동 중심의 발명교육이 효과적으로 이루어질 수 있도록 프로그램을 개발하고, 이를 과학 교과 수업에 적용하여 학생들의 발명에 대한 태도, 창의성 및 용해에 대한 과학 개념 형성에 미치는 효과를 알아보는 것이다.
이 연구를 위해 개발한 프로그램은 Renzulli의 3부 심화학습모형을 기반으로 하여 총 14차시로 구성하였다. 1부 심화 활동은 교과내용에 대한 이해 단계로 6차시로 이루어졌으며 학생들이 과학적 원리와 기본적인 학습 내용을 이해하는 데 중점을 두었다. 마인드 맵, SCAMPER, 브레인스토밍 기법을 사용하여 용해와 관련된 발명품과 생활 속에서 용해와 비중을 활용한 예를 찾아보도록 하였다.
2부 심화 활동은 발명품에 대한 이해 단계로 4차시로 이루어졌으며 학생들이 직접 간이 비중계 제작 활동을 하면서 용해와 용액과 관련된 개념을 심화시키고 속성열거법, PMI 기법을 사용하여 자신이 만든 간이 비중계의 속성과 장단점을 파악하였다.
3부 심화 활동은 발명품 제작 및 평가에 대한 이해 단계로 4차시를 이루어졌으며 발명가가 되어 실제적으로 문제를 해결하도록 하였다. SCAMPER, 역브레인스토밍 기법을 사용하여 산출물을 평가하고 보완하여 개선하였다.
연구의 대상으로 서울특별시 성동광진교육지원청 소재의 D초등학교 5학년 2개 학급 학생 36명을 대상으로 실험반 18명과 비교반 18명을 선정하였으며, 실험반은 2013년 11월부터 12월까지 5주 동안 간이 비중계 제작활동 중심의 초등 발명교육 프로그램을 적용하였고 비교반은 교육과정에 의한 일반적인 과학 수업을 받았다.
본 연구 결과는 다음과 같다.
간이 비중계 제작 활동 중심의 초등 발명교육 프로그램을 통해 학생의 발명에 대한 태도의 하위 요소인 관심적 태도, 인지적 태도, 실천적 태도, 정서적 태도 모두 사후 평균이 사전 평균보다 0.22, 0.50, 0.61, 0.22 향상되고 p < 0.05에서 유의미한 차이를 보이고, 창의성의 정의적 요소인 독창성, 개방성, 호기심도 사후 평균을 사전 평균보다 0.20, 0.30, 0.17 향상되고 p < 0.05에서 유의미한 차이를 보인 것을 통해 본 프로그램이 발명에 대한 태도 및 창의성에 효과적임을 확인할 수 있었다. 더불어 용해에 대한 과학 개념 형성에 있어도 교육과정에 의한 일반적인 과학 수업을 진행하는 것보다 발명교육을 연계하여 수업을 진행했을 때 과학 개념이 형성에 일정 부분 더 기여함을 확인할 수 있었다.
과학 교과와 연계한 간이 비중계 제작 활동 중심의 초등 발명교육 프로그램은 교과와 연계한 발명교육에 효과적이었다. 학교 교육과정 내에서 발명교육 요소를 적용하면 발명반 학생뿐만 아니라 일반 학생들에게 발명교육을 확대 제공되어 학생들의 발명 활동을 더욱 활성화하는데 기여할 수 있다.

This research is aiming to restructure the chapters of ‘Dissolution’ and ‘Solution’ in the textbook for the fifth grades, to develop an invention program in Elementary school focused on making gravimeters, and to find out the effect on student’s attitude toward invention and their comprehension of scientific concept in ‘solution.’
The entire research was carried out by the following three stages: the preparatory, the developmental, and the enhanced.
At the preparatory stage, making gravimeters was selected as a topic, the theory of invention and creativity was looked into, and finally the literatures on the preceding studies and curricula were analyzed.
In its developmental stage, a program with fourteen hours of modules was developed applying the creative thinking technique based on the ‘Renzulli’s Three Part Enrichment Model.’
This program was then applied to the experimental class of eighteen students. In the first part, the enrichment stage, six hours of modules were implemented focused on the understanding of the textbook contents. In the second part, four hours of modules were implemented with the focus in the understanding of inventions. The third part was focused on the invention and assessment in four hours of modules.
In the enhanced stage, the program developed was applied and the effect was analyzed through the questionnaires on the attitude towards inventions, creativity, and dissolution. Then, based on the analysis, the possibility of the program was examined.
This research has led to the following conclusion.
The invention program focusing on the activity of making gravimeters which was developed in connection with the chapters of ‘dissolution and solution’ in the second semester of a fifth grade science course enhanced the students’ attitude towards invention. It was also effective in developing their sense of identity, openness, and curiosity which are key elements of creativity.
Furthermore, for developing the scientific concept of dissolution, it has given more productive result when the invention education was combined with the general science courses.
There should be consistent researches on invention education activities affiliated with the regular curricula based on the effect of the invention program focused on making gravimeters combined with the general science courses in Elementary schools. It will invigorate the students’ activities of invention, making the invention education more common in the general curricula, and providing not only the small group of students, but the average students with the invention education in the future.

#간이 비중계 #발명 #발명 교육 #창의성 #발명에 대한 태도 #용해

Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구 문제 3
3. 연구의 제한점 3
4. 용어의 정의 3
Ⅱ. 이론적 배경 6
1. 발명과 발명교육 6
2. 창의성과 창의적 사고 기법 7
3. Renzulli의 3부 심화학습모형 11
4. 교육과정 분석 12
5. 선행연구 고찰 17
Ⅲ. 연구 설계 및 연구 방법 20
1. 연구 대상 20
2. 실험의 설계 21
3. 연구 절차 22
4. 프로그램 개발의 기본 방향 23
5. 프로그램의 내용 23
6. 검사도구 25
7. 자료의 처리 28
Ⅳ. 연구 결과 및 논의 29
1. 실험반과 비교반의 동질성 검사 29
2. 프로그램 적용 31
3. 프로그램 적용 결과 44
Ⅴ. 결론 및 제언 50
1. 결론 50
2. 제언 51
참고문헌 52
ABSTRACT 56

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