예비과학교사의 창의적 문제 해결력 향상을 위한 일반 화학 탐구 실험에서의 가설 설정 모형 개발 및 적용 효과

Abstract

The purpose of this study is to investigate the change of creative problem solving ability of Pre-service science teachers in the class which applied the ‘Scientific term listing and replacement or addition technique' model to the hypothesis making activity of general chemical inquiry experiment. In this study, we defined creative problem solving ability as interaction between creative thinking ability and critical thinking ability in inquiry ability. Pre-service science teachers who took general chemical inquiry experiments were selected for 29 experimental groups and 28 comparative groups. Ten activities of making hypotheses by ‘Scientific term listing and replacement or addition technique' method were presented as teaching materials to experimental groups over one semester. Before and after the class, we analyzed the result of the pre-test and post-test using the 'Creative Problem Solving Ability Test for College Students'. The results of this study are as follows. First, The experimental group showed a statistically meaningful improvement in creative thinking skills(p<.05). In addition, the three sub-elements of creative thinking skills, fluency, flexibility and originality, all showed statistically meaningful improvement(p<.05). In the hypothesis setting phase, it is necessary to find out various variables, to think about them, and to think about them in various categories. Therefore, fluency and flexibility are enhanced. In this process, originality is also created by creating creative thinking that others can not think about. It is thought that creative thinking power of consultation is expanded. Second, there was significant statistical improvement in critical thinking skills with respect to the inquiry thinking skills(p>.05). The sub-elements of critical thinking skills, recognition of problems, control of variables, transformation and interpretation of data, showed a statistically meaningful improvement(p<.05), but there was no significant statistical improvement in making conclusion and generalization(p>.05). This results is to be basic materials for the enhancement of creative and critical thinking skills in the general chemistry laboratory in college for the future.;본 연구에서는 Lawson(1995)의 탐구 순환 학습을 활용한 일반 화학 탐구 실험의 가설 설정 활동에 ‘용어 나열-교체/추가 기법’모형을 적용한 수업에서 예비과학교사들의 창의적 문제 해결력 변화를 협의의 창의적 사고력 변화와 탐구 능력 측면에 대한 비판적 사고력 변화로 알아보고자 하였다. 서울시 소재 사범대학 과학교육과에서 개설된 일반 화학 탐구 실험을 수강하는 예비과학교사 57명을 실험 집단 29명, 비교 집단 28명으로 선정하였으며, 실험 집단에서는 일반 화학 탐구 실험 과정의 가설 설정 활동에 ‘용어 나열-교체/추가 기법’모형을 적용한 수업을 진행하였고, 비교 집단에서는 강순희와 우애자(2008)의 일반 화학 탐구 실험 수업을 진행하였다. 수업처치 전과 후에 강순희 외(2010)의 ‘대학생용 창의적 문제 해결력 검사지’를 이용하여 사전 검사와 사후 검사를 진행한 후 그 결과를 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, ‘용어 나열-교체/추가 기법’ 모형이 적용된 일반 화학 탐구 실험을 한 학기 동안 경험한 실험 집단 예비과학교사들의 협의의 창의적 사고력이 통계적으로 유의미하게 향상되었다(p<.05). 또한 협의의 창의적 사고력의 3개 하위 요소들인 유창성, 융통성, 독창성에서 통계적으로 모두 유의미하게 향상되었다(p<.05). ‘용어 나열-교체/추가 기법’ 모형이 가설 설정 단계에서 다양한 변인들을 찾아내고 생각해보게 하는 동시에 여러 범주에서 생각해보게 하는 과정을 포함하고 있기 때문에 유창성과 융통성이 신장되었고, 이러한 과정에서 다른 사람들이 생각해내지 못하는 독창적인 사고를 생성함으로써 독창성 또한 신장되어 협의의 창의적 사고력이 신장되었다고 생각된다. 둘째, 실험 집단의 예비과학교사들의 탐구 능력 측면에 대한 비판적 사고력이 통계적으로 유의미하게 향상되었다(p<.05). 탐구 능력의 5개 하위 요소들 중에서 문제 인식 능력, 가설 설정 능력, 변인 통제 능력, 자료 해석 및 자료 변환 능력에 대한 비판적 사고력은 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났으나(p<.05), 결론 도출 및 일반화 능력에 대한 비판적 사고력은 통계적으로 유의미하게 향상되지 않았다(p>.05). 모든 하위요소에서 통계적으로 유의미한 값을 얻지는 못했지만, 전체적인 탐구 능력에 대한 비판적 사고력 향상에 통계적으로 유의미한 값이 나타났으므로 ‘용어 나열-교체/추가 기법’을 활용한 수업이 예비과학교사의 탐구 능력 향상에도 긍정적인 영향을 주었다는 것을 알 수 있다. 이 연구에서 개발한 ‘용어 나열-교체/추가 기법’으로 가설 설정 활동을 강화한 일반 화학 실험 교수 전략들은 대학생들의 창의적 사고력과 탐구 능력 측면의 비판적 사고력을 신장시키는 실험 교수 전략으로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.