문제해결학습 모형에 기반한 실과 발명교육 프로그램이 초등학생의 발명 태도에 미치는 영향

Abstract

이 연구는 문제해결학습 모형에 기반한 실과 발명교육 프로그램이 초등학생의 발명 태도에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이 연구의 목적을 달성하기 위하여 2015 개정교육과정 초등학교 6학년 실과 검인정 교과서 중 비상교육 출판사의 발명 단원을 분석하였다. 문제해결학습 모형을 적용하여 총 8차시의 발명교육 교수·학습 과정안을 작성하였다. 개발된 프로그램은 해당 전문가들의 검토를 거쳐 최종 완성하였다. 1차시는 문제를 정의하고 일상생활에서 해결해야 할 문제를 찾기, 문제해결 과정 알아보기, 2차시는 발명 기법의 의미와 종류를 사례를 통해 알아보고 문제해결을 위한 다양한 아이디어 구상하기, 3～4차시는 각각의 아이디어의 장단점을 비교 분석하여 최적의 아이디어 선정하기, 5차시는 구상한 아이디어를 스케치하기, 6～7차시는 스케치를 바탕으로 작품 제작하기, 8차시는 발명품 제작 발표회를 통한 발명 문제해결 과정 평가 순으로 구성하였다. 개발한 발명교육 프로그램이 발명 태도에 주는 영향을 검증하기 위해 발명 태도 사전검사 결과 차이가 없는 제주시 소재 A초등학교 6학년 2개 반을 실험집단과 비교집단으로 선정하였다. 실험집단에게는 문제해결학습에 기반한 실과 발명교육을 실시하였으며, 비교집단에게는 일반적인 발명교육을 실시하였다. 발명 태도 측정도구로는 임형규(2012)의 발명 태도 설문지를 재구성하여 사용하였다. 수집된 자료는 i-Statistics 프로그램을 이용하여 독립표본 t 검정을 실시하였으며, 유의 수준은 p < .05로 설정하였다. 또한, 실험집단 학생들의 생각과 행동의 변화를 분석하기 위하여 발명학습지, 행동관찰 등의 질적 자료도 분석하였다. 이러한 과정을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 문제해결학습 기반 실과 발명교육 프로그램은 초등학생의 발명 태도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 실험집단의 발명 태도 사전·사후검사 결과 발명 태도의 전체평균이 통계적 유의도 p < .01 수준에서 유의미한 결과를 보였으며, 발명 태도의 하위 요인 중에서는 관심적 태도, 정서적 태도, 인지적 태도의 3개 요인에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 또한, 실험집단과 비교집단의 발명 태도 사후검사 결과 발명 태도 평균점수는 실험집단이 비교집단에 비해 높았으며 통계적 유의도 p < .01 수준에서 유의미한 차이를 보였다. 이상의 연구 결과를 종합하여 볼 때 이 연구에서 개발한 문제해결학습 모형에 기반한 실과 발명교육 프로그램은 초등학생의 발명 태도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

This study is to verify the effects of a practical arts invention education program based on the problem solving learning model for elementary school students' invention attitude. In order to achieve the purpose of this study, the invention section of the Visang education publisher was analyzed among the 6th grade of the 2015 revised curriculum and the accredited textbook. By applying the problem solving learning model, a total of eight periods of invention education teaching and learning process were prepared. The developed program was reviewed and finalized by the experts concerned. The first period is to define problems, find problems that need to be solved in everyday life, and find out how to solve * A thesis submitted to the committee of Graduate School of Education, Jeju National University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Education conferred in August, 2021. - 38 - problems. The second period is to find out the meaning and type of invention techniques through examples and come up with various ideas for solving problems. The third and fourth periods are to compare the advantages and disadvantages of each idea and to select the best idea. The fifth period is about sketching ideas. The sixth and seventh periods are to produce works based on sketches. The eighth period is an evaluation of the invention problem solving process through an invention production presentation. In order to verify the impact of the invention education program on invention attitude, two sixth-grade classes in Jeju-si were selected as experimental groups and comparison groups. Experimental groups were trained in practical and invention based on problem-solving learning, and comparative groups were trained in general invention. As an invention attitude measurement tool, Lim Hyung-kyu (2012)'s invention attitude questionnaire was reconstructed and used. The collected data were tested using the i-Statistics program for independent samples t, and the significance level was set to p < .05. In addition, qualitative data such as invention study papers and behavior observations were analyzed to find the changes in the thoughts and behaviors of students in the experimental group. The results of this study conducted through this process are as follows. The practical arts invention education program based on problem solving learning had a positive impact on elementary school students' invention attitudes. The experimental group's invention attitude pre- and post-mortem tests showed significant results in the overall average of invention attitudes at the statistical significance p < .01, and statistically significant differences in three factors: interest, emotional, and cognitive attitudes. Furthermore, the average score of the invention attitude of the experimental group was higher than that of the comparison group and showed significant differences at the statistical significance p < .01 level. Taken together, the results of the above study show that a practical arts invention education program based on the problem solving learning model developed in this study have a positive impact on elementary school students' invention attitudes.