본 연구의 목적은 과학 내용을 묻는 문제가 어떤 형태로 제시되면 자학영재 선발을 위해 대상자의 수학능력 외에도 창의성까지 볼 수 있는지를 알아보는 것이다. 연구의 1단계에서는 과학적 재능 검사에 자주 사용되는 토랜스 도형 창의력, 과학적 태도, 과학 탐구력, 논리적 사고력, 과학 창의적 문제해결력 검사 사이의 상관관계를 분석하기 위해 7, 8학년 383명을 대상으로 검사를 실시하였다. 2단계에서는 학력이 상위 5% 안에 드는 6학년 학생 583명을 대상으로, 과학 내용을 소재로 한 5가지 다른 유형의 문제를 풀게 하는 동시에 트랜스 도형 창의력과 과학 탐구력 검사를 실시하여 어떤 형태의 내용 문제가 창의력, 탐구력 검사 점수와 상관관계가 높은지 알아보았다. 과학자 이름 나열하기, 과학자 업적에 대한 글쓰기, 상상력, 이론의 이해와 적용, 법칙의 이해와 응용으로 나눌 수 있는 5가지 유형의 문제는 모두 탐구력 검사와 유의미한 상관관계를 나타내었지만, 트랜스 도형 창의력 검사는 주어진 주제에 대한 자신의 의견이나 문제 해결을 위한 아이디어를 글쓰기로 나타내는 문제와 상관 관계가 높았다.
본 연구에서는 과학영재(n=159)를 대상으로 뇌 활용 성향과 과학 창의적 문제해결력 간의 관계를 분석하였다. 뇌 활용 성향은 좌상뇌, 좌하뇌, 우하뇌, 우상뇌로 구분되었으며, 과학 창의적 문제해결력은 타당성, 과학성, 정교성, 독창성, 유창성의 하부점수로 구분이 되었다. 분석 결과 과학영재집단은 네 가지의 뇌 유형 중에서 좌상뇌의 점수가 가장 높고 빈도수도 높게 나타나 좌상뇌의 특성인 분석적이고 비판적인 사고를 하는 성향이 강하다는 것을 알 수 있었다. 과학 창의적 문제해결력 점수에 따라 상위 집단과 하위 집단으로 구분하여 두 집단 간에 뇌 활용 성향 점수의 차이를 분석한 결과, 유창성 점수가 더 높은 집단이 낮은 집단에 비해서 우 상뇌의 활용 점수가 높게 나타났다(p<0.05). 뇌 활용 성향과 과학 창의적 문제해결력 간의 상관도를 분석한 결과, 우상뇌 활용 성향과 유창성 및 독창성 점수 간에 통계적으로 유의미한 상관도를 보였다(p<0.05). 이러한 결과는 상상력이 풍부하고 도전적인 우상뇌의 활용 성향이 과학 창의적 문제해결에 있어 많은 아이이어와 독창적인 아이디어를 만들어내는데 관련이 있음을 시사한다.
일선 교육 현장에서 영재를 지도함에 있어서 해결해야 할 당면 과제는 판별 도구와 학습 프로그램의 개발이다. 영재를 위한 수학 프로그램을 문제 해결형, 수학 탐구형, 과제 해결형의 3가지로 분류할 경우, 퍼즐은 문제 해결형과 수학 탐구형 프로그램의 특성을 공통적으로 갖고 있는 유형으로 수학적 지식의 통합과 연결성. 그리고 창의적 문제 해결력 신장 및 수학적 원리 ${\cdot}$ 법칙을 체험적으로 만들 수 있는 기회를 제공한다는 점에서 매우 가치있는 프로그램이다. 특히 조작퍼즐은 기존의 대수적 표현 체계로 학습하기가 힘든 관찰력이나 공간에 대한 인식과 표현력 친 공간 추론력을 기르는 데 유용하며, 게임적인 요소가 포함된 퍼즐은 지필에 의존해 왔던 수학학습에 대한 부정적인 인식을 해소하는 데 크게 기여할 것이다. 본 고에서는 수학 퍼즐의 종류 및 특성과 교육적 가치에 대해서 개괄적으로 살펴보고, 실제 프로그램 작성을 위한 정보를 제공과 영재들의 공감 감각을 기르기 위한 프로그램의 원을 이용한 수학 퍼즐의 개요를 제시한다.
본 연구는 2007개정 교육과정에서 강조하는 창의적인 탐구, 문제해결에 관련된 문헌연구로, 본 연구에서는 문제의 이해 단계에서 수행하는 분석의 본질 및 유형을 문헌연구를 통해 고찰하였으며, 구체적인 방정식 문제들에 대한 분석을 제시하였고, 분석을 통해 얻어진 정보들을 활용한 다양하고 비정형적인 문제해결의 방법들을 제시하였다. 이를 통해, 고등학교의 수학교실에서 방정식 단원의 다양한 해법찾기 활동에 관련된 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는, 6년 전에 개발된 수학 창의적 문제 해결력 검사(MCPSAT; 한국교육개발원(김흥원 외, 1997))에 대한 현시점의 적합성여부를 알아보기 위하여 이 검사의 중학교 1-3학년용 A형 1부 검사와 고등학교 1-2학년용 A형 1부 검사를 해당 학년 학생들에게 적용하여 분석하였다. 검사도구의 양호도는 비교적 좋은 것으로 나타났다. 즉, 중학교와 고등학교 모두 문항 내적 일관성 신뢰도(Cronbach ${\alpha}$)의 계수가 약간 떨어져 있지만 비교적 양호한 것으로 볼 수 있으며 변별도는 점이연 상관 계수가 0에 가까운 문항이 없는 것으로 나타났다. 따라서 모든 문항이 학생들의 수학 창의적 문제 해결력을 변별해 줄 수 있을 것으로 생각한다. 내적 타당도는 중학교의 경우 관대하게 본다면 수용할 만 하고, 고등학교의 경우 아직은 우려할 수준은 아니다. 즉, 중학교 문항 1과 문항 4는 적합도 지수 1.2를 상회하였으나 Infit과 Outfit 모두 1.5를 넘는 문항은 없었다. 고등학교의 문항 4는 문항의 적합도 지수 1.2를 상회하는 것으로 나타나고 있으나 Infit과 Outfit 모두 1.2를 상회하지 않았다. 난이도 측면에서 볼 때, 이 검사의 계속 사용은 염려스러운 면이 있다. 즉, 중학교에서는 6년 전 보다 쉬운 것으로 나타나고 있는 바 이것은 현재의 학생들이 이러한 유형의 문항을 많이 접하였을 것으로 추측할 수 있다. 고등학교에서는 6년 전 보다 조금 더 어려워 졌다고 볼 수 있다. 위의 사항을 종합할 때, 수학 창의적 문제 해결력 검사에서 중학생용은 현재의 학생들의 수준을 고려하여 재 표준화하는 것이 바람직하고, 고등학생용은 개발 당시의 신뢰도, 난이도, 변별도 등에서 유사하므로 당분간 계속 사용하여도 될 것이다.
빅데이터분석은 조직의 문제해결을 위한 융합적 수단이다. 효과적인 문제해결을 위해서는 문제의 형태, 데이터의 유형 및 존재여부, 데이터 분석역량, 분석을 위한 기반정보기술의 수준 등 다양한 요인을 융합적으로 고려하여 문제해결의 접근법이 결정되어야 한다. 본 연구에서는 기획 접근법으로 논리적인 하향식 접근법, 데이터기반의 상향식 접근법, 그리고 문제해결 환경의 불확실성을 극복하기 위한 프로토타이핑 접근법 등 세 가지 유형을 제안한다. 특히, 이 유형 중에서 창의적 문제해결과 상향식 접근법이 어떤 연관성을 갖는지 살펴본다. 또한 데이터 거버넌스와 데이터 분석역량을 융합적으로 고려하여 조직의 빅데이터분석의 소싱과 관련한 주요 전략적 이슈를 도출한다.
모순에 대한 일반적인 생각은 모순을 해결 가능성이 전혀 없는 공집합이나 논리적으로 틀린 것이다. 두 가지 대안 중에서 어느 쪽도 바람직하지 못한 결과를 초래하는 딜레마는 그 안에 숨어 있는 모순을 해결해야 하므로 해결이 어렵다. 하지만 이런 특성으로 인해 역설적으로 모순 해결은 혁신적이고 창의적인 문제 해결로 간주 되어왔다. 문제의 해법을 모순 해결의 관점에서 분석하는 트리즈(TRIZ)는 그동안 컴퓨터보다는 인간의 관점에서 문제 해결 방법으로 사용되었다. 트리즈처럼 모순 해결 중심으로 문제를 분석하는 나비 모형은 문제 해결의 자동화 관점에서 기호 논리학을 이용하여 모순 문제의 유형을 분석하였다. 모순문제유형별 구체적 해결전략을 적용하기 위해 본 연구에서는 의사결정트리 기반의 나비 알고리즘을 설계하였다. 본 연구는 파이선 tkInter를 바탕으로 주어진 모순 문제의 구체적 해결전략을 찾아 사용자들에게 제시하는 시각화 도구를 개발하였다. 개발한 도구를 검증하기 위하여 중학교 3학년 학생들이 나비 알고리즘을 학습한 후, 나무지지대의 모순 문제를 분석하도록 하였다. 학생들이 새로운 해결책을 찾아 발명대회에 참가하여 대상을 받았다. 본 연구에서 개발한 의사결정트리 기반 나비 알고리즘은 문제 해결 초기에 문제의 해결공간을 체계적으로 줄여주어 시행착오 없이 모순 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.
수학경시 대회는 수학분야에 남다른 재능을 가진 학생을 확인하고 인정을 해 주며, 수학에 대한 흥미와 도전 의식을 자극하는 과정에서 수학에 대한 이해를 촉진시키고, 자기 반성을 통한 학습의욕을 자극하며, 수학적 재능을 개발 촉진시키는 데 있다. 올림피아드를 통하여 학생들은 다양한 유형의 문제를 접해 봄으로써 수학에 대한 이해를 넓히고, 논리력 및 추론력 등 수학적인 사고와 창의적인 문제해결력을 기를 수 있다. 그리고 학부모들은 학교수학에 대한 이해를 넓힐 수 있으며, 자녀의 수학적 능력 및 지도를 위한 유용한 정보를 제공받을 수 있다. 이를 위한 올림피아드 유형은 다양성이 지원되어야 함에도 불구하고 현재 국내에서 이루어지는 올림피아드 유형은 문제풀이 중심의 단편성을 벗어나지 못하고 있는 실정이다. 본고에서는 수학의 대중화와 올림피아드 다변화 방안의 하나로 문제의 유형에 따라 문제해결력 대회, 수학 탐구형 대회, 과제해결력 대회, 수학 박람회 등에 대해서 살펴보고자 한다.
Creative problem solving skills in mathematics were measured by fluency, flexibility, and originality; cognitive strategies were measured by rehearsal, elaboration, organization, planning, monitoring, and regulating. The Creative Problem Solving Test in Mathematics developed at the Korea Educational Development Institute(Kim et al., 1997) and the Motivated Strategies for Learning Questionnaire(Pintrich & DeGroot, 1990) were administered to 84 subjects in grade 5(45 girls, 39 boys). Data were analyzed by Pearson's correlation, multiple regression analysis, and canonical correlation analysis. Results indicated that positive regulating predicted total score and fluency, flexibility, and originality scores of creative problem solving skills. Elaboration, rehearsal, organization, regulating, monitoring, and planning positively contributed to the fluency and flexibility scores of creative problem solving skills.
이 연구에서는 창의적인 문제해결능력을 검사하는 도구로 널리 알려진 개방형 문항 5 문제를 수정 또는 번역하여 중학교 2학년 학생들에게 적용하고 그 결과를 분석하였다. 검사도구에 대한 양호도 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 문항 내적 일관성 신뢰도(Cronbach ${\alpha}$)의 계수는 0.8이다. 둘째, 문항반응이론에 근거한 문항의 적합도 지수는 모두 1.2미만으로서 분석모형에 적합한 문항이라고 볼 수 있다. 또한, 문항간의 난이도의 차이는 로짓트 점수가 0.6을 넘지 않은 범위에서 골고루 분포되어 있다. 셋째, 문항 신뢰도 지수가 모두 0.80보다 높은 것으로 나타나 사용된 문항들은 서로 잘 분리되어 창의적 문제해결력을 추정하고 변별하는데 무리가 없다. 학생들의 반응에 대한 분석 결과는 다음과 같다. 문항1에서 곡선을 이용한 반응은 영재학생들에서만 발견할 수 있었다. 문항2에 대한 각 반응의 독창성 점수는 모두 0이다 이것은 문항2가 널리 알려진 문제에 기인한 것으로 해석된다. 문항3은 영재학생들이 더 많은 반응을 보인 것으로 모든 반응이 독창성 점수를 부여받았다. 문항4에 대하여 일반학생들은 거의 반응을 하지 못하였다. 문항5는 대부분의 학생이 반응을 하였으며 반응의 종류도 가장 다양하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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