본 연구는 수학영재의 집단창의성 발현 과정과 산출을 분석하여 어떤 특성이 있는지를 확인하고, 집단창의성 발현을 방해하는 과정 손실의 원인을 파악하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 수학영재학급 수업에 집단창의성 발현을 위한 단계를 적용하였고, 수 체계의 성질과 모듈로 산술을 주제로 하여 수업을 진행하였다. 연구방법으로는 학생들이 보인 반응과 산출의 사례를 질적으로 분석하는 사례연구를 진행하였고, 집단창의성 발현 과정과 산출, 과정 손실의 원인에 대한 선행연구 내용을 기준으로 분석하였다. 그 결과, 집단의 과정에서 창의적 시너지가 나타날 수 있는 상보적, 발생, 긴장 상태와 기여의 결합이 나타나는 방식인 수집, 연결, 선택, 변형, 집단의 창의적 산출의 특성인 집단 유창성, 집단 융통성, 집단 독창성, 집단 정교성이 관련된 것끼리 이어질 수 있음을 확인하였다. 그리고 집단 수준의 창의적 시너지가 나타날 수 있는 상보적, 발생, 긴장 상태에서 과정 손실의 인지적 원인과 사회 동기적 원인이 나타나는 경우를 확인하였다. 분석 결과를 통해 집단창의성 발현을 위한 수학영재학급 수업 설계 시에 고려해야 할 점에 대해 제안하였다.