The purpose of this study was to develop forensic science program for the improvement of scientific creative problem-solving abilities in gifted elementary-school students. A program that consists of six sessions (18 hours) is developed in accordance with the CPS model, which has been already proven effective for the improvement of creative problem-solving abilities. This program was applied to sixth-grade 18 gifted students in an elementary school in Gyeonggi province. Examinations of scientific creative problem-solving abilities were performed before and after applying the program in order to determine its effect on gifted elementary students. A qualitative analysis of students' activity sheets, peer assessment and teacher's class journal was made in order to examine the process of improvement of students' scientific creative problem-solving abilities. The results of this study are as follows: First, forensic science program to enhance the scientific creative problem-solving abilities of gifted students was developed. Second, forensic science program is significantly effective in the improvement of scientific creative problem-solving abilities of gifted children of elementary school (p<.05). Third, in early stage of the class, a student, who showed the highest range of change in pre and post tests, revealed the trend of responding in a short answer type. In the late stage of the class, he revealed the capability of producing various creative ideas promptly. On the other hand, students belonging to the upper group of both pre and post test revealed the improvement of divergent thinking skills such as fluency, flexibility, and originality. Fourth, after class, the students responded that the forensic science program developed in this study intrigued the interests and curiosities, and helped them break away from fixed ideas.
The scientific creativity problem solving ability of children has been greatly emphasized in recent years, because it has been regarded as an example of highly developed reasoning and thinking skills. This study aimed to identify the relationships between scientific aptitude, creativity, and scientific creative problem solving abilities in children. The subjects were 100 5th graders residing in Seoul and a small city in Choongnam. Data was analyzed by t-test and by correlation using spss program packages. The main results of this study were as follows: first, a significant difference was found in the scientific creative problem solving ability of children by their respective levels of science aptitude. Secondly, the scientific creative problem solving ability of the children by their levels of creativity was found to be insignificant. Thirdly, no significant difference was found between creativity and scientific creative problem solving ability among the children examined; however there was a significant difference found between the science aptitude and scientific-creative problem solving ability and between science aptitude and creativity in the children who participated in this study.
The aims of this study are to develop the STEAM program focused '3D printing for respiratory system' and to ascertain its influence on elementary student's science process skills, creative problem solving abilities and scientific interest. The developed STEAM program was applied to 5th grade students of O elementary school located in J city. As a result of applying the STEAM program, the experimental group of the STEAM program class improved significantly in creative problem solving abilities and scientific interest than the control group of the theoretical class. The result of learner satisfaction survey of the STEAM program was high. Meanwhile, there was no significant difference in science process skills between the two groups. Therefore, the STEAM program class with the theme of '3D printing for respiratory system' could be meaningful works to encourage students' interest as well as their creative problem solving ability and scientific interest. In future, continuous and systematic studies on STEAM programs focused on 'structure and function of our body' are needed for elementary students' cognitive and affective developments.
Modern society is rapidly changing in the fields of science and technology, with new information and knowledge constantly being discovered. So enhancing the creativity and positive attitude of students is important. STEAM education enables students to develop their creativity, personality, intelligence and sensitivity with a well-balanced curriculum. In this study, considering the student's interest, a theme-centered STEAM program was developed in the 'Strata and Fossils' unit of elementary 4th grade science. The purposes were to find the impact on the academic achievement, creative problem solving abilities, and scientific attitude of elementary school students. The STEAM program are composed of contents which can be applied effectively indoors. As application results for STEAM program to J elementary school's students in J province, the experimental group increased significantly in the academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude compared to the control group. Therefore, it is necessary to be developed continuous and systematic STEAM programs in units of various subjects to improve the students' academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude.
이 연구의 목적은 과학 창의적 문제 해결력을 신장시키기 위한 교사 연수 프로그램을 개발하고 그에 대한 평가를 하는 것이다. 이를 위하여 선행연구를 고찰하고, '과학 창의적 문제 해결 과정'을 제안하였다. 또한 교수체제설계 단계에 따라 초등교사 연수프로그램을 개발하였으며, 평가의 질을 높이기 위하여 Kirkpatrick의 4단계 평가 모델을 적용하였다. 평가 결과, 학습목표가 모두 성취되었으며, 교사의 과학 창의적 문제 해결 과정에 대한 교수 능력에 대한 인지가 높아졌다. 또한 연수 프로그램에 대한 교사의 평가는 긍정적이었으며, 학교 현장에 적용하고자 하는 의지도 높았다. 이를 통해 연수 프로그램을 학교에 적용하는 것에 대한 가능성을 확인할 수 있었다.
In this study, a theme-centered STEAM program converged with field trip was developed in the 'The stratum and fossils' unit of elementary science. The objectives were to find the influences on academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude of elementary school students. The STEAM education program was composed of content which can be applied effectively by converging field trip and STEAM elements. As the results applied the STEAM program to elementary school students, the experimental group improved effectively in the academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude compared to the control group, which took the theoretical lesson. In conclusion, it is necessary to develop systematically and continuously programs converging STEAM and field trip in various units of science subject which field trip is possible.
이 연구에서는 창의적 문제 해결력 신장을 위하여 중학교 과학 교육과정을 내용 지식, 과정 지식, 창의적 사고 기능의 3요소를 중심으로 재구성하였다. 내용 지식은 에너지, 변화, 구조, 상호작용, 안정성의 5가지 주제를 중심으로 구성하였으며, 과정 지식은 관찰, 분류, 측정, 의사소통, 추론, 예측의 기본 과정 지식과 가설설정, 실험설계, 실험, 자료수집 및 처리 통합적 과정 지식으로 구성하였다. 창의적 사고 기능은 확산적 사고와 비판적 사고로 규정하고, 확산적 사고의 요소로는 유창성, 융통성, 독창성을, 비판적 사고 요소로는 적절성, 신뢰성, 정교성을 선정하였다. 또한 이러한 창의적 사고 기능이 궁극적으로 문제해결을 가능하게 해야 한다고 보고 5가지의 과학적 문제해결 단계를 선정하였으며, 각 단계별로 확산적 사고와 비판적 사고의 요소들을 각각 적용하였다.
본 연구는 창의적 문제해결력 신장을 위한 초등 과학 교육과정 개발을 위한 2차 연구의 첫 단계로서 초등 과학교육의 세 가지 영역인 물상과학(물리+화학), 생명과학(생물), 지구과학의 개념들간에 공통적으로 함축되어 있는 주제들을 찾아내어 주제중심으로 교과내용의 재구성을 시도하는 연구이다. 채택한 주제는 에너지, 변화, 상호작용, 규모와 구조, 안정성의 5가지로서 이들은 각 학문 영역의 개념들이 단편적으로 제시되는 교육과정의 구성방식을 획기적으로 전환하도록 이끌어 줄 수 있는 하나의 모델이 될 것을 기대한다. 재구성의 절차는 우선, 물상과학, 지구과학, 생명과학의 영역별 총괄개념을 정하고, 그것을 다시 학년별 주개념으로 나눈 다음, 위의 다섯가지 주제별로 하위개념들을 기술하였다.
본 연구는 창의적 문제해결력 신장을 위한 중등 과학 프로그램 개발의 기초연구를 위해 수행된 것이다. 기초 연구로서 제 6차 과학과 교육과정에는 창의적 문제해결력에 관한 내용이 어떻게 반영되고 있으며, 교실현장에서는 창의적 문제해결력 신장을 위한 수업이 이루어지고 있는지에 대하여 알아보았다. 이를 위하여 제 6차 중 학교 과학과 교육과정의 성격, 목표, 방법에 나타난 창의적 문제해결력의 요소를 조사하였으며, 과학 수업 관찰, 교사면담을 실시하였다. 중학교 과학과 교육과정은 특정, 총괄목표, 하위목표 모두 창의성 및 문제해결력이라는 용어를 명시함으로써 창의적 문제해결력을 강조하였다. 그러나 현 중학교 과학교육에 있어 창의적 문제해결력은 교육과정의 성격 및 총괄 목표에만 포괄적으로 기술되어 있을 뿐, 실제적으로는 실시되지 못하고 있음이 드러놨다. 또한 과학 교사들은 창의적 문제해결력에 대하여 대체로 이해하고 있었으나 교과진도 문제, 학급당 과다한 학생수, 지식중심의 교과 내용, 입시와 연관된 평가, 교사의 준비 부족으로 인하여 창의적 문제해결력 배양을 위한 수업은 거의 하지 못하고 있음을 밝혔다.
본 연구는 데이터 시각화에 기반한 과학 학습 프로그램이 초등학교 과학영재의 과학 탐구 능력과 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 탐색하고자 한 것이다. 이를 위해 총 12차시의 테블로를 활용한 데이터 시각화 과학 학습 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 연구자가 지도하고 있는 3개의 영재학급 학생 61명으로 하였으며, 환경과 상황에 맞게 수정된 과학 탐구 능력 검사지와 창의적 문제해결력 검사지를 사전, 사후에 투입하였다. 연구 결과 데이터 시각화에 기반한 과학 학습은 과학 탐구 능력 중 기초탐구 능력에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 다만 하위영역 중 추리 영역에서만 유의미한 결과가 나타났다. 반면 기초 탐구 능력과 대조적으로 통합 탐구 능력에는 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 5개의 하위영역 중 자료변환, 자료해석, 변인통제 3개의 영역에서 유의미한 결과가 나타났다. 하지만 변인통제와 연관이 있는 가설설정의 경우 학생들이 변인통제 과정과 가설설정의 정확한 개념을 혼동한 것으로 나타났다. 한편, 프로그램 적용을 통해 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 탐색하였는데 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 4개의 하위영역 모두에서 유의미한 결과가 나왔다. 테블로의 기능을 학생들이 능숙하게 익히게 된 것과 토의 토론하는 협력학습, 절차적 사고를 중시하는 데이터 시각화 프로그램의 주제적 영향이 이와 같은 결과에 기인한 것으로 해석되었다. 본 연구를 통해 데이터 시각화에 기반한 과학 학습과 앞으로의 미래교육 방향에 대하여 시사점을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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