중학교 발명수업에서 설계과정을 통한 문제해결 사례연구 = A Case Study on Problem Solving Based on Design Process in Middle School Invention Class
저자
발행사항
청원군 : 한국교원대학교 대학원, 2014
학위논문사항
학위논문(박사) -- 한국교원대학교 대학원 , 기술교육학과기술교육전공 , 2014. 2
발행연도
2014
작성언어
한국어
주제어
DDC
607.1 판사항(22)
발행국(도시)
충청북도
형태사항
ix, 308 p. ; 26 cm
일반주기명
한국교원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수 : 최준섭
심사위원 : 정동양, 김진수, 이경택, 고흥, 최준섭
참고문헌 : pp. 151-162
소장기관
본 연구의 목적은 중학교 발명수업에서 설계과정을 통한 문제해결과정을 살펴보고, 설계과정을 통한 문제해결이 학습신장에 어떻게 영향을 미치는가를 분석하는 데 있다.
연구의 대상은 중학교 영재반 학생 4명(2팀)을 대상으로 하였고, 연구 문제는 ‘각도조절이 가능하고 투척물 10 g을 3 m 이상 이동이 가능한 투석기 제작’ 이다. 이 연구를 수행하기 위해 학생들은 연구자와 팀별로 만나 과제를 5개월 수행하였다. 또한 학생들의 행동을 분석하기 위해 수업 진행 맥락을 그대로 반영해 상황을 기록한 문서조사, 면담, 관찰을 병행 실시하였고, 작성된 자료는 코딩한 후 분석하였다. 이 연구에서 얻어진 주요 결과는 다음과 같다.
첫째, 문제를 확인하고 A, B 팀의 학생들이 설계과정을 통해 문제해결 과정을 살펴본 결과, 전반영역과 후반영역으로 이루어지는 설계과정을 통한 문제해결은 순차적과정(sequential process)으로 이루어지지 않고 있으며, 주로 기능적 과정으로 이루어졌다. 또한 설계과정 내에서 전반영역과 후반 영역이 서로 영향을 주고 있었다.
둘째, 학생들의 설계과정 수행과정을 분석한 결과 문제를 파악한 후 팀별 문제해결을 위한 경로는 서로 달랐지만, A팀의 경우 문제를 해결하기 위한 설계과정의 총 그림의 수는 58장, B팀은 42장으로 나타났다. 하지만 두 팀 모두 각 단계마다 순환적인 피드백이 일어났고, A팀은 제작(MA) - 스케치(SK) 단계에서, B팀은 스케치(SK)-구상도(CD) 단계에서 가장 많은 빈도수를 가지고 문제 해결을 하였다.
셋째, 학생들이 설계과정을 통한 문제해결 사례를 통해 경험적 설계모형을 살펴보면 설계과정 중 ‘브레인스토밍’, ‘스케치’, ‘구상도’, ‘부품도’, ‘제작’을 통한 소단위 문제해결이 전체 문제해결에 기여하고 있었고, 문제해결 과정 중 ‘스케치’가 가장 중요한 설계과정 요소의 하나로 인식하고 있었다. 또한 제작을 통한 문제해결 사례에서 학생들이 가장 어려운 작업으로 생각하는 것 중 하나는 공구사용의 미숙과 실험결과 해석으로 나타났다.
넷째, 학생들이 문제의 조건을 만족하는 설계과정을 통한 문제해결을 하기 위해서는 단순한 시행착오를 넘어 학습에 꼭 필요한 경험적 사고를 수반하기 때문에 학습 신장에 도움이 되고 있음을 알 수 있었다. 또 이러한 학습의 연결고리는 실용적인 기술의 유용성을 체험하고 동시에 이론적인 과학지식의 응용사례를 경험할 수 있게 함으로써 학습의 동기부여가 이루어졌다.
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