발명교육 프로그램의 교육 효과성 메타분석 = Meta-analysis of educational effects in invention education programs

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to scrutinize measurable effects of science linked invention education with the increasing administrative, financial, and legislative supports, this study explored journal articles published since 1999 with the search key words, “invention education” in the database of Korea Education and Research Information Service. After having been screened out by filter words in statistics, 29 measurements in 22 journal articles were selected for further meta-analysis. Among the selected researches on invention education, effect sizes (r²) were calculated in terms of student creativity (n = 12, M = 39.6), attitudes and interests (9, 22.9%), efficacy (3, 25.1%), and problem solving skills (5, 16.9%). The findings indicate that these programs as independent variables have utilized certain teaching strategies such as Goldberg devices, everyday life invention activities, educational donations, scientific inquiry, scientific history learning, and the science-technology-society learning. The methods range from inventors’ unique way of making inventions to teaching strategies frequently found in science curriculums and other extracurricular activities. In addition, these quantitative results were summarized with a moderating variable, “school levels”, through linear regression analysis. The higher school level could suggest students’ moderately higher creativity (β = 15.46, r² = .15) and sturdy efficacy (9.99, 0.79). However, the higher school level does not assure higher attitudes or interest in invention (-3.96, 0.06). Moreover, it significantly lowers problem solving skills (-6.98, 0.26). The findings call for our attentions on developing invention education programs through inquiry based problem solving, learning with historic science inventions, and the science-technology-society based learning in everyday life in order to enhance students’ problem solving skills, creativity, and efficacy.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 정규·비정규 과학교육과 연계되어 행재정 및 법률적 지원이 강화되는 발명교육의 효과를 확인하고자 한국교육학술정보원의 데이터베이스에서 키워드 검색으로 1999년부터 투고된 양적 논문을 검색하고 선정 작업을 거처 최종 22편의 29개 측정결과에 대한 메타분석을 실시하였다. 분석 대상의 연구에서 발명교육은 종속 변수 측면에서 창의성(n = 12, M = 39.6%), 발명 태도·흥미도(9, 22.9%), 효능감(3, 25.1%), 문제해결력 측면(5, 16.9%)의 4가지 영역에서 측정 도구를 활용하여 발명교육 효과 크기(r²)의 평균을 파악하였다. 그 결과, 독립변수인 발명교육 프로그램의 내용 측면에서 골드버그 장치, 생활기술을 통해 본 발명, 발명체험 교육기부활동, 과학탐구, 과학사적 접근 수업, 과학-기술-사회 연계 학습 등이 활용되는 것으로 나타나, 발명가들이 사용하는 발명기법부터 기존의 과학교수학습법 등이 정규 및 비교과 수업시간에 폭넓게 활용되고 있음을 파악하였다. 또한 학교급별 조절변수로 선형회귀분석을 실시한 결과 학교급이 높아질수록 창의성(β = 15.46, r² = .15)과 효능감(9.99, 0.79)은 증가하는 반면, 발명 태도·흥미도(-3.96, 0.06)의 경우 고학년으로 진입할 때 향상됨을 확인할 수 없었으며, 문제해결력(-6.98, 0.26)은 유의하게 하락함을 파악하였다. 종합하면, 발명교육은 과학탐구기반의 문제해결 학습, 역사적으로 유명한 과학적 발명을 소재로 하는 과학사 기반학습, 생활중심의 과학-기술-사회 기반 학습 등으로 과학교육과 연계하여 학습할 때 중간(태도 & 흥미, 문제해결력) 혹은 큰 효과(창의성, 효능감)의 크기로 그 교육효과가 예상된다.

참고문헌 (Reference)

• 1 박병기, "학업수행 자기효능감 척도의 개발 및 타당화" 한국교육심리학회 19 (19): 1219-1240, 2005
• 2 김동하, "학술지 논문에 기초한 발명교육 연구 동향 분석" 한국기술교육학회 14 (14): 216-233, 2014
• 3 장경혜, "탐구학습 중심 과학교수방법이 유아의 창의성과 문제해결력에 미치는 영향" 중앙대학교 교육대학원 1994
• 4 문성환, "초등학생의 창의성 신장을 위한 슬기로운생활 교과 활용 발명교육 프로그램 개발" 교과교육연구소 15 (15): 333-351, 2011
• 5 윤태호, "초등학생의 창의성 신장을 위한 동화활용 발명교육 프로그램 개발 및 적용" 초등교육연구원 25 (25): 335-350, 2014
• 6 임형규, "초등학생의 발명에 대한 태도" 경인대학교 교육대학원. 2012
• 7 김준희, "초등학생의 발명 흥미도 신장을 위한 TRIZ기법 적용 실과 교육 프로그램 개발" 한국실과교육학회 22 (22): 93-114, 2009
• 8 하주현, "창의적 인성 검사 개발" 14 : 187-210, 2000
• 9 강정하, "창의적 문제해결력 프로그램이 대학생의 창의적 문제해결 성향과 수행능력에 미치는 효과" 한국교육심리학회 20 (20): 679-701, 2006
• 10 문현정, "창의성 즉석 과제 수행이 초등 발명영재의 창의적 인성에 미치는 효과" 한국실과교육학회 26 (26): 179-194, 2013
• 11 변순학, "창의성 신장을 위한 발명교육 프로그램 개발 및 적용" 서울교육대학교 교육대학원 2010
• 12 왕유진, "창의발명교육 프로그램이 초등영재학생들의 창의적 인성에 미치는 효과" 한국실과교육학회 27 (27): 189-203, 2014
• 13 김영채, "창의력의 이론과 개발" 교육과학사 236-242, 2007
• 14 김기열, "중학생의 발명에 대한 태도 및 이미지" 한국과학교육학회 36 (36): 63-73, 2016
• 15 한국교육개발원, "중학생 영재의 지적-정의적 특성에 따른 효과적인 교수학습 전략 탐색" 한국교육개발원 2004
• 16 김근영, "전통기술 발명교육 프로그램이 초등학생의전통기술 이미지와 발명 흥미도에 미치는 영향" 한국실과교육연구학회 19 (19): 251-270, 2013
• 17 정진현, "유치원 창의적 공학기술교육 프로그램이 유아의 창의성에 미치는 효과" 초등교육연구원 25 (25): 201-214, 2014
• 18 김기열, "위대한 발명가의 ‘발명품'을 소재로 한 발명교육 프로그램 개발 및 효과" 한국기술교육학회 13 (13): 47-69, 2013
• 19 박상우, "역사적 발명가를 기초로 한 발명영재교육 프로그램 개발과 적용 효과" 한국실과교육학회 25 (25): 243-264, 2012
• 20 안덕근, "역공학 교육방법을 활용한 발명영재교육 프로그램의 개발: RSP 프로그램의 개발 및 효과성을 중심으로" 한국영재학회 25 (25): 731-747, 2015
• 21 김춘일, "아동 창의성 검사" 현대창의성 연구소 1997
• 22 최유현, "실과교육연구" 형설출판사 1997
• 23 김유정, "스캠퍼(SCAMPER) 기법을 활용한 악기 발명 교육 프로그램개발 및 적용" 초등교육연구원 26 (26): 105-122, 2015
• 24 정미경, "생활중심 발명체험활동이 아동의 발명태도 및 수업만족도에 미치는 영향" 한국실과교육학회 26 (26): 231-246, 2013
• 25 조형숙, "생활발명 활동이 유아의 창의성과 과학적 문제해결력, 과학적 태도에 미치는 영향" 한국유아교육학회 33 (33): 401-422, 2013
• 26 최유현, "발명체험 교육기부활동이 예비기술교사의 교수 효능감에 미치는 영향" 대한공업교육학회 38 (38): 156-175, 2013
• 27 박수진, "발명영재교육에서 팀 상호작용 촉진을 위한 수업모형이 팀 효능감에 미치는 영향" 한국영재교육학회 11 (11): 73-101, 2012
• 28 특허청, "발명영재교육 평가방법 매뉴얼"
• 29 한국발명진흥회, "발명교육포털사이트 : 발명교육센터 소개" 한국발명진흥회 2017
• 30 최유현, "발명교육 프로그램이 초·중·고등학교 학생들의 기술적 문제해결 성향 및 발명태도에 미치는 효과" 한국실과교육연구학회 13 (13): 271-288, 2007
• 31 이은상, "발명 애니메이션이 초등학생의 발명 태도에 미치는 영향" 한국수산해양교육학회 27 (27): 634-643, 2015
• 32 신연미, "발견 발명 활동이 유아의 창의적 사고에 미치는효과" 8 : 93-104, 1999
• 33 권은미, "대학교 팀 프로젝트 학습에서 팀 효능감, 대인관계의 이해, 문제해결의 적극성과 팀 성과 간 상관분석" 이화여자대학교 교육대학원 2010
• 34 왕유진, "국내 초등발명교육의 연구 동향 분석" 한국실과교육연구학회 16 (16): 97-118, 2010
• 35 배선아, "교대 발명교육이 초등 예비교사의 기술적 사고성향 및 발명 태도에 미치는 영향" 한국실과교육연구학회 22 (22): 201-216, 2016
• 36 이봉우, "과학교육에서 발명교육에 관한 과학교육자의 인식 조사" 한국과학교육학회 37 (37): 17-24, 2017
• 37 교육부, "과학과 교육과정"
• 38 김영준, "골드버그 장치 수업 프로그램이 초등 영재 학생들의 창의적 인성에 미치는 영향" 한국영재학회 22 (22): 451-465, 2012
• 39 이영덕, "간편 창의성 검사" 코리안 테스팅 센타 1995
• 40 박승기, "‘한국의 에디슨’ 육성…초중고서 발명 교육"
• 41 Riggs IM, "Toward the development of an elementary teacher’s science teaching efficacy belief instrument" 74 : 62-638, 1990
• 42 Torrance EP, "The Torrance Tests of Creative Thinking streamlined (revised) manual Figural A and B" Scholastic Testing Service 1984
• 43 Wu TF, "Technological and personal problem solving styles: Is there a difference?" 7 : 55-71, 1996
• 44 Gravetter FJ, "Statistics for the Behavioral Sciences" Cengage Learning 2016
• 45 Cohen J, "Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences?" Lawrence Earlbaum Associates 1988
• 46 한국과학창의재단, "STEAM 교육 실현을 위한 교, 사대 교육과정 개발 연구 : 교육대학교 교육과정" 한국과학창의재단 2012
• 47 Tegano DW, "Problem-finding and solving in play: The teacher’s role" 66 : 92-97, 1989
• 48 Rubinstein M, "Patterns of Problem Solving" Prentice-hall, inc 1975
• 49 Wolff-Michael Roth, "Inventors, copycats, and everyone else: The emergence of shared resources and practices as defining aspects of classroom communities" Wiley 79 (79): 475-502, 1995
• 50 Organization for Economics Cooperation and Development[OECD], "Draft collaborative problem solving framework"
• 51 NGSS Lead States, "DCI Arrangements of the Next Generation Science Standards"
• 52 배선아, "3D 펜을 활용한 체험활동 교육프로그램이 초등학생의 창의성과 정서지능에 미치는 영향" 한국실과교육학회 27 (27): 303-324, 2014
• 53 이영찬, "3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과" 한국실과교육연구학회 21 (21): 39-54, 2015
• 54 특허청, "2017년도 성과관리 시행계획"
• 55 서울특별시교육청, "2016 주요 업무계획"