• 제목/요약/키워드: creative problem solving in science

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초등과학 실시간 쌍방향수업을 위한 인공지능 융합교육프로그램의 개발과 적용 - '식물의 생활' 단원을 중심으로 - (Development and Application of Artificial Intelligence STEAM Program for Real-time Interactive Online Class in Elementary Science - Focused on the Unit of 'Life of Plant' -)

  • 김혜란;최선영
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제40권4호
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    • pp.433-442
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 초등과학 실시간 쌍방향수업을 위하여 인공지능 융합교육프로그램을 개발하고 그 효과로 과학학업성취도와 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 적용 단원은 초등학교 4학년 과학 '식물의 생활'이다. 이 단원은 주로 암기 중심의 학습이 이루어지고 가르치기에 어려운 단원이다. 개발된 프로그램의 주제는 '식물박사 인공지능 챗봇 만들기'이다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 본 연구에서 개발한 프로그램은 초등학생의 과학학업성취도와 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서 초등과학 쌍방향 수업을 위한 인공지능 융합교육프로그램은 학생들의 과학학업성취도와 창의적 문제해결력 향상에 효과적이다. 그리고 인공지능융합교육 이론, 방법 및 실습에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

초등 과학 교과서에서 창의적 문제해결력 분석특 개발과 적용 - 5, 6학년 1학기 교과서를 중심으로 - (Development and Application of a Creative Problem Solving Analysis Framework for Elementary School Science Textbook - Focused on the 5th and 6th grade 1st semester -)

  • 김현정;최선영;강호감
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제22권2호
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    • pp.163-172
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    • 2003
  • The purpose of this study was to develop the analytic framework of Creative Problem Solving(CPS) for elementary school science textbook. For this purpose, we developed the framework based on the theories of problem, definition of problem solving and various kinds of CPS model. The six elements of the framework for content analysis were extracted through theoretical examination: problem introduction, problem statement, solution thinking, formulating hypothesis, testing hypothesis, and assessment. The developed framework was applied to the extbooks for the 5th and the 6th grades 1st semester in elementary science textbook of the 7th national curriculum. The results of this study were as follows: 1. The scores of the framework for content analysis in the 5th grade were slightly higher than those of the 6th grade, but there were no significant difference. 2. The comparison of the scores between the elements of the framework was found that the scores on the elements of testing hypothesis and formulating hypothesis were higher than those of the other elements. 3. The comparison of the scores between the units was found that the scores of the framework for the 9th unit (“trip of water”) of the 5th grade were higher than those of the other units, which were presented lower level than 1.0 (50.0%) score of the framework. 4. The comparison of the scores between the intensive course and the regular coures in the 6th grade textbook was showed that the scores on the intensive course were higher than the basic course. In conclusions, it was found that the problem introduction and problem statement in the textbook should be amended, and that various information and activities should be presented in the textbook.

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초등 과학 수업에 VR 구현 프로그램을 활용한 SW 융합교육프로그램의 개발과 적용 (The Development and Application of the SW-STEAM Program by Utilizing Software Supporting the Creation of VR for Elementary Science Class)

  • 김혜란;최선영
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제39권2호
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    • pp.296-305
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    • 2020
  • The purpose of this study was to analyse the effects of the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR for elementary science class. Two classes of 5th grade were selected, and were engaged in different teaching and learning methods during 12 class hours. The experimental group which is consisted of 20 students participated in the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR, the comparative group which comprised 19 students was thaught by using a traditional instruction. Teaching unit was 'the solar system and stars' in 5th grade science text book. The results of this study were as follows. The SW-STEAM program by utilizing software the creation of VR had a positive effect on elementary school students' creative problem solving ability, scientific interest, science achievement. Therefore, the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR could be meaningful works to encourage students' creative problem solving ability, scientific interest, science achievement, and this study will help elementary teachers teach 'the solar system and stars' in 5th grade science text book more interesting.

창의적 문제 해결력 신장을 위한 중학교 과학 교육과정 연구-현행 교육과정과 수업현장 분석을 중심으로- (A Study for the Middle School Science Curriculum to Enhance Creative Problem Solving Abilities-Focusing on the 6th National Curriculum and Classroom Observations-)

  • 최경희;조연순;조덕주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.149-160
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    • 1998
  • 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.

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초등융합영재 선발요소의 상관관계 및 그룹 차이 분석 (Analysis of Correlation and Group Difference for Selection of Elementary Fusion Gifted Students)

  • 민미경;김갑수
    • 정보교육학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.491-500
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    • 2018
  • 4차 산업혁명시대에 필요한 인재는 특정 학문에 종속되는 것이 아니라 여러 학문들을 융합할 수 있어야 한다. 초등학생들의 경우에 다양한 변화의 가능성이 있기 때문에 융합적인 사고를 갖는 것이 중요하다. 따라서 초등학교 영재를 선발할 때에도 융합 영재 학생들을 선발하고 있다. 본 연구에서는 융합 영재 학생들을 선발할 때에 창의적인 문제 해결력, 서류 평가, 면접 요소들이 학생 선발에 어떤 영향을 미치는지 알아본다. 연구 결과 창의적 문제해결력이 선발에 미치는 영향력이 가장 높다. 5학년의 경우에는 창의적인 문제 해결력과 서류 평가가 선발에 영향을 미치고, 4학년의 경우에는 창의적인 문제 해결력과 면접이 선발에 영향을 미치고. 여학생들은 창의적인 문제해결력과 서류 평가가 선발에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 그룹별로 차이를 분석한 결과, 성별에서는 서류 평가에서 성별로 차이가 있었고, 학년별 유의미한 차이점이 없다는 것을 알 수 있었다.

TRIZ와 브레인스토밍을 이용한 신뢰성 있는 공학설계 방법 (- The Credible Design Method for Solving Engineering Problems using TRIZ and Brainstorming -)

  • 서승우;박강
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.287-302
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    • 2004
  • Most of people who are engaged in research and development find it difficult to solve the engineering problems creatively due to the lack of ideas. There are two famous methods for inventive problem solving' 'Brainstorming' and 'TRIZ'. Brainstorming is the most popular tool until now to find a creative solution and TRIZ is not so popular yet but leads us to a very useful and clear solution. These two methods whose goals are the same usually take quite different routes to the final solution; Those routes have their own unique advantages and disadvantages. In this paper, a creative problem solving method optimized by correlating Brainstorming and TRIZ is proposed. And this method demonstrates how rough initial ideas can be quickly refined and how a problem can be solved correctly.

TRIZ와 브레연스토밍를 이용한 실용적인 공학문제 해결 방법론 (The Pragmatic Methodology for Solving Engineering Problems using TRIZ and Brainstorming)

  • 성승우;박강
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.329-340
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    • 2004
  • Most of people who are engaged in research and development find it difficult to solve the engineering problems creatively due to the lack of ideas. There are two famous methods for inventive problem solving: '"Brainstorming" and "TRIZ" Brainstorming is the most popular tool until now to find a creative solution and TRIZ is not so popular yet but leads us to a very useful and clear solution. These two methods whose goals are the same usually take quite different routes to the final solution; Those routes have their own unique advantages and disadvantages. In this paper, a creative problem solving method optimized by correlating Brainstorming and TRIZ is proposed. And this method demonstrates how rough initial ideas can be quickly refined and how a problem can be solved correctly.can be solved correctly.

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초등과학 수업에서 절차적 사고과정을 활용한 학습 전략이 컴퓨팅 사고력과 창의적 문제해결력에 미치는 효과 (The Effects of Instructional Strategies Using the Process of Procedural Thinking on Computational Thinking and Creative Problem-Solving Ability in Elementary Science Classes)

  • 김현석;최선영
    • 과학교육연구지
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    • 제43권3호
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    • pp.329-341
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    • 2019
  • 이 연구의 목적은 초등 과학 수업에서 절차적 사고 과정을 사용하여 학생들의 컴퓨팅적 사고와 창의적 문제해결 능력에 대한 교수 전략의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 과학수업에서 활용할 수 있는 절차적 사고 과정을 이용한 수업 전략이 개발하여 적용하였다. 이 연구의 대상은 김포시에 있는 S 초등학교의 실험반(29 명)과 비교반(29 명)의 6학년 학생이었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등과학 수업에서 절차적 사고과정의 수업전략을 활용한 실험반 학생들의 컴퓨팅 사고력은 비교반 학생들에 비해 높아졌으나 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 둘째, 실험반 학생들의 창의적 문제 해결력에 있어서도 비교반 학생보다 높게 향상되었고 이는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다(p < .05).

창의적 문제해결력 향상을 위한 인포그래픽과 3D모델링을 활용한 STEAM 프로그램 개발 (Development of STEAM Program Using the Infographic and 3D Modeling for Creative Problem Solving Ability)

  • 전지현;김동호
    • 정보교육학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.67-76
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    • 2017
  • 최근 교육부는 4차 산업혁명에 대비한 창의인재 양성을 위한 다양한 교육 개혁을 추진하고 있다. 본 연구에서는 인포그래픽과 3D모델링을 활용하여 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 프로그램을 개발하였다. 개발된 STEAM 프로그램을 활용하여 서울시 ${\circ}{\circ}$초등학교 6학년 2개 학급을 대상으로 적용한 결과 본 프로그램에 참여한 모든 학생들의 창의적 문제해결력이 향상되는 결과를 보였으며, 특히 창의적 문제해결력 요소 중에서 동기적사고가 가장 큰 향상을 보였다. 본 연구 결과를 통하여 초등학교 현장에서 인포그래픽과 3D모델링을 활용한 다양한 STEAM 프로그램을 개발하여 적용함으로써, 미래 사회를 대비한 창의적 사고력을 갖춘 인재를 양성할 수 있을 것으로 기대된다.

과학영재 선발을 위한 교사 추천의 타당성 분석 (The Validity of Teacher Nominations for the Selection of Scientifically Gifted Students)

  • 윤초희
    • 영재교육연구
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    • 제24권4호
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    • pp.679-701
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    • 2014
  • 영재선발을 위한 교사 관찰 추천의 타당성 문제가 꾸준히 제기되고 있는 가운데, 이 연구는 과학영재 선발을 위한 교사 추천(지명)의 타당성을 분석하고자 하였다. 타당성의 준거변인으로 과학적 문제해결력, 과학적 태도와 같은 영역 특수적 변인과 확산적 사고, 창의적 인성, 내재적 동기, 리더십과 같은 영역 일반적 변인이 사용되었다. 현재 영재교육을 받고 있는 과학영재 학생, 영재교육을 받은 적은 없지만 교사에 의해 영재로 판단되어 추천된 잠재영재 학생, 그리고 일반학급의 학생들이 연구대상으로 참여하였다. 분산분석 결과, 창의적 문제해결력의 하위 변인인 독창성과 확산적 사고의 하위 변인인 유창성과 독창성을 제외한 모든 변인에서 영재학생/추천학생과 일반학생 간에 유의한 차이가 발견되었다. 즉, 영재학생/추천학생은 이들 변인에서 일반학생보다 우수한 것으로 나타났다. 판별분석 결과, 영재학생/추천학생을 일반학생과 유의하게 판별해주는 함수가 도출되었으며, 판별함수에 부하된 변인은 독창성을 제외한 과학 창의적 문제해결력과 과학효능감으로 나타났다. 이러한 결과는 교사가 과학영재 학생을 추천할 때 논리적 사고나 문제해결력, 과학수행, 그리고 이로 인해 강화되는 과학효능감과 같이 보다 '적응' 지향적인 학문적 탁월성을 고려하는 반면, 다양한 새로운 반응들을 신속하게 생성해내는 '혁신' 지향적인 속성(유창성이나 독창성으로 나타나는)은 덜 고려한다는 것을 말해준다. 또한 교사추천의 기준은 학문적 탁월성을 지향하는 과학영재교육기관의 선발기준과도 부합하며, 이러한 기준으로 영재를 판별할 때는 교사추천만으로도 영재판별이 가능함을 시사한다.