발명영재 교육기관은 발명영재들에게 체계적 교육과정 설계와 운영을 통해 미래사회에 능동적으로 대처할 창의적 문제해결력과 발명 역량을 길러 주어야 한다.
본 연구에서는 발명영재교육 기관이 무엇을(what) 어떻게(how) 가르치고 있는지를 분석함으로써, 발명 영재교육의 목적, 학습내용 및 수업 전략 등이 얼마나 상호 유기적으로 연계되어 있는지를 알아보았다. 따라서 이를 구체적으로 표현하면 1) 초등학교 발명영재교육원의 학습내용 영역과 학습요소는 어떠한 특성을 지니고 있는가?, 2) 발명영재교육 기관의 학습 내용 요소들간에는 어떠한 의미 네트워크 구조를 지니고 있는가?, 3) 초등 발명영재교육 기관의 담당교원들은 매년 발명영재 교육과정을 실제로 어떻게 설계하고 있는가?, 4) 발명영재 교육 담당 교원들은 실제로 어떠한 수업행동 특성을 나타내는가? 와 같이 연구문제를 설정하였다.
이와 같은 연구문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 특허청과 한국발명진흥회가 발표한 ‘발명교육 내용 표준’을 내용분석의 기준으로 삼았다. 분석대상으로는 초등 실과 6학년 교과서의 발명 단원과 경상남도 18개 지역교육청의 ‘2020학년도 연간 교육과정’ 문서에 나타난 발명영재 수업 주제의 내용 영역과 요소를 비교 분석하였다. 또한, 발명교육 학습내용 간 연결 중심성을 파악하기 위해 ‘UCINET 6.0’을 이용하여 네트워크 구조를 분석하였다. 그리고 발명영재 교육과정의 설계와 수업 행동 특성을 분석하기 위하여 설문조사와 개인별 심층 면담법을 적용하였다.
그 결과를 토대로 한 본 연구의 결론은 다음과 같다.
첫째, 초등 실과 교과서의 발명단원은 적은 수업시수 분량에도 불구하고, 평균 약 30개 가량의 학습내용들을 다루고 있는 반면, 발명영재교육원의 학습 주제는 훨씬 더 적게 선정되어 있음을 알 수 있다. 전자가 발명교육의 기초적 이해를 돕기 위해 발명교육의 다양한 주제들을 폭넓게 제시하고 있으나, 후자는 발명교육 실제에 초점을 두어 학습내용을 소수에 집중해 선정하였음을 알 수 있다. 이로써, 초등학교 정규 학급에서 실시해 온 발명교육 단원의 학습과 발명영재교육원의 발명교육 학습내용이 체계적으로 잘 연계되어 있다고 판단된다.
둘째. 초등학교 실과 교과서의 발명단원 내용은 국가 수준에서 개발된 발명교육과정 기준을 피상적 수준에서나마 폭넓게 반영하였다고 판단된다. 반면에, 발명영재교육 기관의 학습 주제 내용은 그 시간적 제약성이나 영재학생의 특성 등으로 인하여 주로 발명 실제에 집중화되어 있다. 그런만큼, 정규 학교에서의 발명교육에서는 학생들의 발명 기초 역량들을 강화하고, 발명영재교육원에서는 그를 토대로 보다 심화된 발명학습 활동을 경험할 수 있게 연계해 가야 할 것이다.
셋째, 초등 실과의 발명단원이나 발명영재교육원의 학습내용 키워드 네트워크 분석 결과, 양 기관의 학습내용이 문제의 발견과 해결, 만들기 등 발명영재교육의 기본 성격이나 목표와 잘 부합하는 것을 알 수 있다. 이는 발명영재교육이 세상의 필요에 대해 단순히 (knowing)앎의 차원을 넘어서서 행함(doing)을 통한 문제해결을 지향하기 때문인 것으로 해석된다.
넷째, 발명영재교육과정 설계와 관련하여, 발명영재교육의 목표와 부합성은 높은 것으로 분석되었으나, 교육과정 설계의 단계별로 참여교원들이 집단적 숙의나 탐구 활동을 수행하는 노력들이 미흡한 것을 알 수 있다. 가령, 교육과정 설계의 실제를 조사했을 때, 학습주제 내용간의 유기적 관련성이나 위계성 등이 부족한 것으로 나타났으며, 담당교사들이 교육과정 설계의 역할을 임의로 분담하여 전체적인 정합성을 유지하기 어려울 뿐만 아니라 교사들의 전문적 경험을 공유할 수 있는 기회가 부족하다. 향후 발명영재교육원에서는 공통적인 교육목표나 학습목표를 설정하고 그에 알맞은 학습내용 선정 및 조직, 수업 전략의 설계 등을 위한 정기적인 집단협의회를 활성화해 가야 할 것이다.
다섯째, 발명영재교육원의 수업 실제에서 교사들은 전반적으로 영재교육의 전형적인 수업행동 특성을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 같은 수업 전략이라도 수업 행동 요소들간에 의미있는 출현 빈도의 차이가 관찰되는 만큼, 발명영재교육의 기본 수업 원리를 충실하게 실천하려면 동일한 수업전략 영역 내에서 하위 전략들간의 차이에 유의하여 강약점을 보완해 주는 수업 설계가 요구된다. 가령, ‘일반적인 영재수업 전략’에서는 학생들의 호기심과 상상력을 발현할 기회를 제공하는 수업 활동을 늘려가는 노력이 요구되고, ‘심화학습’ 전략에서는 개인별 차이를 고려한 심화학습 기회를 마련하거나 일반화된 지식과 원리를 익혀 깊이 이해하고 적용해 볼 시간을 마련해 줘야 할 것이다.

Educational institutions for the invention gifted should foster creative problem-solving skills and invention competency through systematic curriculum design and operation so that the invention gifted can actively cope with the future society. This study analyzed what and how educational institutions for the invention gifted are teaching in order to examine how the educational goals, learning contents, and teaching strategies of the invention gifted education are organically interconnected. Specifically, this study set up the following research questions: 1) What are the characteristics of the learning areas and elements of the educational institutions for invention gifted elementary school students? 2) What network structure is found among the learning elements of the educational institutions for invention gifted elementary school students? 3) How do the teachers of the educational institutions for invention gifted elementary school students actually design the annual curriculum? 4) What teaching behavioral characteristics are actually presented by the teachers of the invention gifted?
In order to solve these questions, this study employed the Standards of Invention Education Contents suggested by Korean Intellectual Property Office and Korea Invention Promotion Association as the basis of content analysis. The learning contents compared and analyzed in this study were the invention unit of elementary school 6th grade Practical Arts textbook and in the learning areas and elements of invention gifted class topics described in the‘Annual Curriculum for the School Year of 2020’ documents of 18 local Offices of Education in Gyeongsangnam-do. Also, a network structure analysis was conducted by using ‘UCINET 6.0’ in order to identify the degree centrality among invention education learning contents. In addition, this study adopted a questionnaire survey and individual in-depth interview in order to analyze the curriculum design process and teaching behavioral characteristics of the teachers of the invention gifted.
The conclusions of this study based on the research findings are as follows:
First, it was found that the invention unit of the elementary school Practical Arts textbook covers an average of about 30 relevant learning contents despite the small amount of class time, whereas the Invention Gifted Education Centers show far less arrangement of relevant learning topics. The former presents a wide range of invention education topics to help students with the basic understanding of invention education, while the latter focuses on the practice of invention education and selects a small number of learning contents. Therefore, it was judged that the learning contents of the invention unit implemented in regular elementary school classes and the invention education learning contents of the Invention Gifted Education Centers are systematically connected.
Second. it was found that the contents of the invention unit in elementary school Practical Arts textbook broadly reflect the standards of the invention curriculum developed at the national level, albeit at a superficial level. On the other hand, the contents under the learning topics of the Invention Gifted Education Centers are mainly focused on invention practice due to time constraints or the characteristics of gifted students. Therefore, invention education in regular schools should focus on strengthening students' basic competencies for invention, and the Invention Gifted Education Centers should link what students learn at school with their curriculum, making sure that students can have more in-depth invention learning activities based on school curriculum.
Third, as a result of conducting a network analysis on the learning content keywords from the invention unit in elementary school Practical Arts textbook and the curriculum documents of the Invention Gifted Education Centers, it was found that the learning contents of both institutions are in good agreement with the basic characteristics and goals of invention gifted education, inclusive of finding and solving problems, and making (creating). This can be attributed to the fact that invention gifted education aims to solve problems through ‘doing’ beyond the level of simply ‘knowing’ when it comes to the needs of the world.
Fourth, in relation to curriculum design for the invention gifted, it was found that the curriculum highly conform with the educational goals for the invention gifted, but the efforts of the participating teachers are insufficient in terms of conducting collective deliberation and inquiry activities at each stage of curriculum design. For example, as a result of examining the actual curriculum design, it was found that there was a lack of organic relevance or hierarchy between the contents of learning topics. It was also found that maintaining overall coherence in curriculum design is hindered as teachers in charge arbitrarily divide the role of curriculum design, and that the teachers lack of opportunities to share their professional experiences. In the future, the Invention Gifted Education Centers should set common educational goals or learning goals and activate regular group councils that will select and organize appropriate learning content and design instructional strategies according to those educational goals or learning goals.
Fifth, in terms of class practice at the Invention Gifted Education Centers, it was confirmed that the teachers generally exhibit typical teaching behavioral characteristics of gifted education. However, given that significant frequency difference was observed in the display of teaching behavioral elements even for the same teaching strategy, it is necessary to design classes that make use of strengths and make up for weaknesses while paying attention the differences between sub-strategies within the same class strategy in order to faithfully practice the basic teaching principles of invention gifted education. For example, for ‘general gifted class strategy’, teachers need to make an effort to increase class activities that provide students the opportunities to express their curiosity and imagination, while for ‘intensive learning strategy’, they should provide students opportunities for in-depth learning considering their individual differences or arrange time for them to understand the generalized knowledge and principles in depth and apply them.