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Relationship between the Observation Ability and Scientific Creativity of Elementary Students: Focus on Observation Learning of Outdoor Plants

초등학생의 관찰 능력과 과학 창의성의 관계 분석 - 야외 식물 관찰 학습 사례를 중심으로 -

  • Kim, Hyun-Ju (Seoul Aju Elementary School) ;
  • Kim, Min-Ju (Seoul Munhyeon Elementary School) ;
  • Lim, Chae-Seong (Seoul National University of Education)
  • 김현주 (서울아주초등학교) ;
  • 김민주 (서울문현초등학교) ;
  • 임채성 (서울교육대학교)
  • Received : 2022.04.25
  • Accepted : 2022.08.29
  • Published : 2022.11.30

Abstract

This study aimed to analyze the relationship between the observation ability and scientific creativity of elementary students through observation learning of outdoor plants and to identify the factors that influence the two constructs. The study recruited 21 fifth-graders in Seoul. After evaluating observation ability and scientific creativity through observation tasks, qualitative data were obtained through interviews with students about their observation of the plants. Additionally, the study collected various materials, such as the observation records and worksheets of the students to verify the validity of research. The main results of this study are as follows. First, the students were first classified into four groups according to levels of observation ability and scientific creativity. The result demonstrated that the higher the level of observation ability, the higher the level of scientific creativity. Second, observation ability and scientific creativity pointed to a positive correlation. Furthermore, originality, which is one of the components of scientific creativity, indicated a weak positive correlation with observation ability. Third, the factors that influenced observation ability were frequency of plant observation and interest and cooperation in observation learning, and those of scientific creativity were observation ability and the level of plant-related knowledge. Lastly, the study discussed educational methods for improving observation ability and scientific creativity.

본 연구는 야외 식물 관찰 학습에서 초등학생의 관찰 능력과 과학 창의성의 관계를 알아보고, 관찰능력과 과학 창의성에 영향을 미치는 요인에 대해 알아보았다. 이를 위해 서울특별시 5학년 21명을 대상으로 야외 식물 관찰 학습을 시행했다. 관찰 과제를 통해 학생의 관찰 능력과 과학적 창의성을 평가하여 정량적 자료를 얻은 뒤, 식물 관찰에 대한 학생과의 면담을 통해 정성적 자료를 얻었다. 이외에도 연구자의 참여 관찰 기록, 학생의 활동 결과물 등 다양한 자료를 수집함으로써 연구의 타당성을 높이고자 했다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생을 관찰 능력과 과학 창의성 상·하 수준에 따라 HH(고관찰-고창의)형, HL(고관찰-저창의)형, LH(저관찰-고창의)형, LL(저관찰-저창의)형의 4개 집단으로 유형화한 결과 전체 학생 21명 중 HH형과 LL형에 속한 학생이 15명으로 관찰 능력이 높을수록 과학적 창의성이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 관찰 능력과 과학 창의성은 정적인 상관관계를 보였으며. 특히 과학 창의성 요소 중 독창성과도 관찰 능력과 약한 정적 상관관계를 보였다. 셋째, 야외 식물 관찰 학습에서 초등학생의 관찰 능력에 영향을 미치는 요인은 평상시 식물 관찰 빈도와 식물 관찰 학습에 대한 흥미, 식물 관찰 학습에서의 협력이었다. 넷째, 야외 식물 관찰 학습에서 과학 창의성에 영향을 미치는 요인은 관찰 능력과 식물 관련 지식의 양임을 알 수 있었다. 이러한 분석을 바탕으로, 본 연구는 관찰 능력과 과학 창의성을 향상시키기 위한 교육적 방법에 대해 논의하였다.

Keywords

References

  1. 강보미, 배진호(2016). 식물체험활동 수업이 초등학생의 환경소양, 과학적 태도, 식물친숙도에 미치는 영향. 생물교육(구 생물교육학회지), 44(4), 646-657. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2016.44.4.646
  2. 곽영순, 명전옥, 최승언(1995). 지구과학 실험 수업에서 V 모형의 적용 효과. 과학교육연구논집, 20(1), 89-105.
  3. 권용주, 이준기, 신동훈, 정진수(2007). 기공과 새우 과제에서 초.중등 교사들이 생성한 관찰의 분석 및 관찰력 지수의 개발. 중등교육연구, 55(3), 83-112. https://doi.org/10.25152/SER.2007.55.3.83
  4. 권용주, 정진수, 강민정, 박윤복(2005). 생명현상에 대한 초.중등 과학교사의 관찰에서 나타난 과학적 관찰의 유형. 한국과학교육학회지, 25(3), 431-439.
  5. 김민주, 임채성(2022). 창의 과정과 산물의 구조적 관계에 따른 초등학생의 과학 창의성 유형 탐색. 한국과학교육학회지, 42(1), 33-49. https://doi.org/10.14697/JKASE.2022.42.1.33
  6. 김선복(2000). 관찰, 분류, 측정 훈련이 초등학생의 과학탐구 능력과 태도에 미치는 영향. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문.
  7. 김성일(2007). 재미는 어디서 오는가?. 한국심리학회 학술대회 자료집, 2007(1), 12-13.
  8. 김순식(2010). 문제발견 중심의 과학 탐구수업이 영재학생들에게 미치는 효과. 영재와 영재교육, 9(2), 37- 63.
  9. 김영관(2011). 시적 상상력을 통한 시 창작 교육 연구. 우리말교육현장연구. 5(1), 209-236. https://doi.org/10.23109/FSIKLE.2011.5.1.008
  10. 김영민, 서혜애, 박종석(2013). 잘 알려진 창의적 과학자들의 과학적 문제 발견 패턴 분석. 한국과학교육학회지, 33(7), 1285-1299. https://doi.org/10.14697/JKASE.2013.33.7.1285
  11. 김영수(2010). 생물교육론. 서울: 서울대학교 사범대학생물교육연구실.
  12. 김영신, 정지숙, 윤기영(2006). 초등학교 과학 영재아와 일반 학생의 관찰 방법과 행동 비교 연구. 한국생물교육학회지, 34(4), 432-438.
  13. 김재영(1994). 국민학교 학생의 생물에 대한 흥미도: 생물영역을 중심으로. 한국생물교육학회지, 22(1), 77-82.
  14. 김현주, 김민주, 임채성(2020). 초등과학영재학생의 과학지식과 과학창의성의 관계: 생명 영역을 중심으로. 초등과학교육, 39(3), 382-398.
  15. 박명희, 박윤복, 권용주(2005). 초등학생들의 어항 관찰 활동에서 나타난 관찰의 유형과 그 변화. 초등과학교육, 24(4), 345-350.
  16. 박승재, 조희형(1998). 과학론과 과학교육. 서울: 교육과학사.
  17. 박윤복(2005). 생물학에서 규칙성 지식 생성 과정의 규명 및 신경생리학적 해석. 한국교원대학교 대학원 박사학위논문.
  18. 박윤자, 한광래, 고한중(2001). 초등학교 학생들의 동백잎에 관한 관찰 능력. 과학교육연구 논문집, 23(1), 23-38.
  19. 박종원(2004). 과학적 창의성 모델의 제안: 인지적 측면을 중심으로. 한국과학교육학회지, 24(2), 375-386.
  20. 박창선, 엄안흠, 하민수, 차희영(2008). 관찰 자료의 종류와 제시 방법에 따른 초등학생들의 생물 관찰 유형 분석. 한국생물교육학회지, 36(4), 566-576.
  21. 박현주(2014). 과학적 관찰 활동이 중학생들의 창의성 변화에 미친 영향. 과학교육연구지, 38(2), 443-453. https://doi.org/10.21796/JSE.2014.38.2.443
  22. 박형민, 김재영, 임채성(2015). 뇌기반 진화적 접근법에 따른 과학 야외학습이 초등학생들의 흥미와 성취도에 미치는 영향. 초등과학교육, 34(2), 252-263.
  23. 배진호, 이혜진, 소금현(2013). 초등학생의 인지 양식에 따른 식물 관찰 능력 및 관찰 유형. 생물교육, 41(2), 225-238. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2013.41.2.225
  24. 백자연, 임채성, 김재영(2015). 뇌기반 진화적 접근법에 따른 과학 자유탐구에 대한 초등학교 학생의 인식. 초등과학교육, 34(1), 109-122.
  25. 석대웅, 이정화, 정연옥(2009). 가정내 식물 가꾸기 활동이 초등학생들의 정서지능에 미치는 영향. 농업생명과학연구, 43(6), 45-52.
  26. 성진숙(2002). 과학 영재의 창의적 문제해결력에 영향을 미치는 세 변수: 확산적사고, 과학지식, 내.외적 동기 성격 특성 및 가정환경. 이화여자대학교 대학원 박사학위논문.
  27. 송숙희(2008). 성공하는 사람들의 7가지 관찰습관. 서울: 위즈덤하우스.
  28. 신영준, 동효관, 장윤경(2009). 초등학생의 인지 발달 수준과 식물 관찰 빈도 관계 분석. 생물교육, 37(2), 177-190. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2009.37.2.177
  29. 안양희, 김의숙, 함옥경, 김수현, 김순옥, 송명경(2012). 의료수급권자의 사례관리 요구측정도구의 타당도 신뢰도 검증. 대한간호학회지, 42(4), 122-150.
  30. 유경진, 천재순, 정진수(2010). 중학생의 생명현상 관찰활동에서 과학적 흥미 발생 요인 분석. 한국과학교육학회지, 30(5), 594-608. https://doi.org/10.14697/JKASE.2010.30.5.594
  31. 이귀옥, 정남용(2008). 식물체험활동이 아동의 정서발달에 미치는 영향. 한국실과교육학회지, 21(1), 113- 128.
  32. 이시은, 최선영(2013). 초등과학 수업에서 다중지능 요소별 관찰전략을 활용한 관찰학습이 학생의 관찰능력, 성취도 및 과학적 태도에 미치는 효과. 과학교육연구지, 37(1), 1-10. https://doi.org/10.21796/JSE.2013.37.1.1
  33. 이종연, 구양미, 진석언, 서정희, 고범석(2007). 창의적 문제해결(Creative Problem Solving) 모형 기반 초등학교 사회과 수업의 효과성 분석: 학습자의 창의적 문제해결력 및 학업성취도에 미치는 영향 중심으로. 교육공학연구, 23(2), 105-133.
  34. 이혜정, 이근경, 권용주(2010). 과학적 관찰 전략을 적용한 과학수업에서 초등학교 6학년 학생들의 관찰지식 생성에 대한 연구. 한국과학교육학회지, 30(1), 13-26. https://doi.org/10.14697/JKASE.2010.30.1.013
  35. 임성민, 박승재(2000). 중학생의 물리학습에 대한 흥미의 다차원성 분석. 한국과학교육학회지, 20(4), 491- 504.
  36. 임옥기, 김효남(2017). 초등학교 교사와 학생의 과학 글쓰기에 대한 인식 분석. 청람과학교육연구논총, 23(1), 37-52.
  37. 임재근(2010). 탐구과제에 대한 사전지식이 초등과학 영재의 관찰방법과 의문에 미치는 영향. 과학교육연구지, 34(1), 105-112. https://doi.org/10.21796/JSE.2010.34.1.105
  38. 임채성(2009). 뇌기반 진화적 과학 교수학습 모형의 개발. 한국과학교육학회지, 29(8), 990-1010.
  39. 임채성(2014). 과학창의성 평가 공식의 개발과 적용. 초등과학교육, 33(2), 242-257.
  40. 임채성(2015). 초등과학창의성의 정의.실제.평가. 한국초등과학교육학회 학술대회, 69, 1-36.
  41. 한안진(1987). 현대탐구과학교육. 교육과학사: 서울. 130-132.
  42. Adderholdt, M. R., & Goldberg, J. (1999). Perfectionism: What's bad about being too good? Minneapolis, MN: Free Spirit.
  43. Alexander, P. A. (1992). Domain knowledge: Evolving themes and emerging concerns. Educational Psychology, 27(1), 33-51. https://doi.org/10.1080/01443410601061397
  44. Amabile, T. M. (1983). The social psychology of creativity. New York: Springer-Verlag.
  45. Amabile, T. M. (1987). The motivation to be creative. Ln S.G. Lsaksen (Ed.), Frontiers of creativity research: Beyond the basics (pp. 223-254). Buffalo, NY: Bearly Limited.
  46. Amabile, T. M. (1996). Creativity in context. Colorado: Westview Press, Inc.
  47. Ault, C. R. (1998). Criteria of excellence for geological inquiry: The necessity of ambiguity. Journal of Research in Science Teaching, 35, 189-212. https://doi.org/10.1002/(sici)1098-2736(199802)35:2@@<@@189::aid-tea8@@>@@3.0.co;2-o
  48. Bruner, J. S. (1962). The conditions of creativity. In H. E. Gruber, G. Terrell, & M. Wertheimer (Eds.), Contemporary approaches to creative thinking: A symposium held at the University of Colorado (pp. 1-30). Atherton Press.
  49. Chadwick, B., & Barlow, S. (1994). Science in Perspective: Book I. Marrickville, Australia: Science Press). I.
  50. Collette, A. T., & Chiappetta, E. L. (1994). Science instruction in the middle and secondary schools. New York: Macmillan.
  51. Conant, J. B. (1976). Scientific principles and moral conduct. American Scientist, 55(3), 311-328.
  52. Creswell, J. W. (2011). 연구방법, 질적, 양적, 및 혼합적, 연구의, 설계. 김영숙 외 공역. 서울: 시그마프레스.
  53. Cropley, D., & Cropley, A. (2005). Engineering creativity: A systems concept of functional creativity. In J. C. Kaufman & J. Baer (Eds.), Creativity across domains: Faces of the muse (pp. 169-185). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
  54. Csikszentmihalyi, M. (1996). Creativity: Flow and the psychology of discovery and invention (1st ed.). New York: Harper Collins Publishers.
  55. Davis, G. A. (1997). Identifying creative students and measuring creativity. In N. Colangelo & G. A. Davis (Eds.), Handbook of gifted education (pp. 269-281). Needham Heights, MA: Viacom.
  56. Feldman, D. H. (1993). Creativity: Dreams, insights, and transformations. In R. J.
  57. Finley, F. N., & Pocovi, M. C. (2000). Considering the scientific method of inquiry. Inquiring into Inquiry Learning and Teaching in Science, 47-62.
  58. Fleiss, J. L. & Cohen, J. (1993). Design and analysis of clinical experiments. New York: Wiley.
  59. Gardner, H. (1989). To open minds: Chinese clues to the dilemma of contemporary education. Basic Books.
  60. Ghiselin, B. (1963). Ultimate criteria for two levels of creativity. In C. W. Taylor & F. Barren (Eds.), Scientific creativity: Its recognition and development (pp. 30-43). New York: Wiley
  61. Gijlers, T. T., & Jong, T. D. (2005). The relation between prior knowledge and students' collaborative discovery learning processes. Journal of Research in Science Teaching, 42(3), 264-282. https://doi.org/10.1002/tea.20056
  62. Gilhooly, K. J. (1988). Thinking: Directed, undirected and creative. Academic Press.
  63. Gott, R., & Welford, G. (1987). The Assessment of Observation in Science. School Science Review, 69(247), 217-27.
  64. Guilford, J. P. (1950). Creativity. American Psychologist, 5, 444-454. https://doi.org/10.1037/h0063487
  65. Hanson, N. R. (1961). Patterns of discovery: An inquiry into the conceptual foundations of science. Cambridge: Cambridge University Press.
  66. Harrington, D. M., Block, J. H., & Block, J. (1987). Testing aspects of Carl Rogers's theory of creative environment child-rearing antecedents of creative potential in young adolescents, Journal of Personality and Social Psychology, 52(4), 851-856. https://doi.org/10.1037//0022-3514.52.4.851
  67. Hayes, J. R. (1989). Cognitive processes in creativity. In Handbook of creativity (pp. 135-145). Springer, Boston, MA.
  68. Hu, W., & Adey, P. (2002). A scientific creativity test for secondary school students. International Journal of Science Education, 24(4), 389-403. https://doi.org/10.1080/09500690110098912
  69. Izard, C. E., & Ackerman, B. P. (2000). Motivational, organizational, and regulatory functions of discrete emotions. Handbook of emotions, 2, 253-264.
  70. Jardine, L. (2000). Ingenious pursuits. London: Little Brown and Company.
  71. Jose, S. B., Wu, C. H., & Kam oun, S. (2019). Overcoming plant blindness in science, education, and society. Plants, People, Planet, 1(3), 169-172. https://doi.org/10.1002/ppp3.51
  72. Kim, J., Lim, N., & Kim, N. (2000). A study on development of modelling for field trips of biology learning. Biology Education, 28(2), 129-135.
  73. Kim, K. H. (2006). Can we trust creativity tests? A review of the Torrance Tests of Creative Thinking (TTCT). Creativity Research Journal, 18(1), 3-14. https://doi.org/10.1207/s15326934crj1801_2
  74. Kinchin, I. M. (1999). Investigating secondary-school girls' preferences for animals or plants: A simple "head-tohead" comparison using two unfamiliar organisms. Journal of Biological Education, 33(2), 95-99.
  75. Klahr, D., Fay, A. L., & Dunbar, K. (1993). Heuristics for scientific experimentation: A developmental study. Cognitive Psychology, 25(1), 111-146. https://doi.org/10.1006/cogp.1993.1003
  76. Kohlhauf, L., Rutke, U., & Neuhaus, B. (2011). Influence of previous knowledge, language skills and domain-specific interest on observation competency. Journal of Science Education and Technology, 20(5), 667.
  77. Lawson, A. E. (1995). Science teaching and the development of thinking. Belmont, CA: Wadsworth Academic Press, Inc.
  78. Malcolm, C. (1987). The science framework P-10: Science for every child. Melbourne, Australia: Ministry of Education.
  79. Mansfield, R. S., & Busse, T. V. (1981). The psychology of creativity and discovery: Scientists and their work. Chicago: Nelson-Hall.
  80. Mayer, R. E. (1999). Fifty years of creativity research. In R. J. Sternberg (Ed.), Handbook of creativity. New York: Cambridge University Press.
  81. Mayr, E. (1982). Growth of biological thought. Cambridge, MA: Harvard University Press.
  82. Mayr, E. (1997). This is biology. Cambridge: Belknap Press of Harvard University Press.
  83. Meador, K. S. (2003). Thinking creatively about science: Suggestions for primary teachers. Gifted Child Today, 26(1), 25-29. https://doi.org/10.4219/gct-2003-93
  84. Merriam, S. B. (1988). Case study research in education: A qualitative approach. Jossey-Bass.
  85. Mumford, M. D., Reiter-Palmon, R., & Redmond, M. R. (1994). Problem construction and cognition: Applying problem representations in ill-defined domains.
  86. Newell, A., & Simon, H. A. (1972). Human problem solving (Vol. 104, No. 9). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-hall.
  87. Newton, D. P. (2010). Assessing the creativity of scientific explanations in elementary science: an insider-outsider view of intuitive assessment in the hypothesis space. Research in Science &Technological Education, 28(3), 187-201. https://doi.org/10.1080/02635143.2010.501752
  88. Norris, S. P. (1984). Defining observational competence. Science Education, 68, 129-142. https://doi.org/10.1002/sce.3730680206
  89. Ochse, R. A., & Ochse, R. (1990). Before the gates of excellence: The determinants of creative genius. CUP Archive.
  90. Osborn, A. F. (1963). Applied imagination. NY: Charles Scribner's Sons.
  91. Qin, Z., Johnson, D. W., & Johnson, R. T. (1995). Cooperative versus competitive efforts and problem solving. Review of Educational Research, 65(2), 129-143. https://doi.org/10.3102/00346543065002129
  92. Rigden, J. S. (1983). The art of great science. Phi Delta Kappan, 64(9), 613-617.
  93. Rogers, C. R. (1954). Toward a theory of creativity. ETC: A Review of General Semantics, 11(4), 249-260.
  94. Rogoff, B., Paradise, R., Mejia Arauz, R., Correa-Chavez, M., & Angelill, C. (2003). Firsthand learning through intent participation. Annual Review of Psychology, 54, 175-203. https://doi.org/10.1146/annurev.psych.54.101601.145118
  95. Silvia, P. J. (2008). Creativity and intelligence revisited: A latent variable analysis of Wallach and Kogan. Creativity Research Journal, 20(1), 34-39. https://doi.org/10.1080/10400410701841807
  96. Simonton, D. K. (1988). Scientific genius: A psychology of science. Cambridge University Press.
  97. Simonton, D. K. (2004). Creativity in science: Chance, logic, genius, and zeitgeist. Cambridge University Press.
  98. Sim pson, R. D., & Anderson, N. D. (1981). Science, students, and schools: A guide for the middle and secondary school teacher. New York, NY: John Wiley & Sons.
  99. Slavin, R. E. (2015). Cooperative learning in elementary schools. Education 3-13, 43(1), 5-14. https://doi.org/10.1080/03004279.2015.963370
  100. Starko, A. J. (2000). Finding the problem finders: Problem finders and the identification and development of talent. In R. C. Friedm and, & B. M. Shore (Eds.), Talents unfolding: Cognition and development. Washington DC: American Psychological Association.
  101. Sternberg, R. J., & Lubart, T. I. (1993). Creative giftedness: A multivariate investment approach. Gifted Child Quarterly, 37(1), 7-15. https://doi.org/10.1177/001698629303700102
  102. Sternberg, R. J., & Lubart, T. I. (1996). Investing in creativity. American Psychologist, 51(7). 677-688. https://doi.org/10.1037/0003-066X.51.7.677
  103. Sternberg, R. J. (1998). Handbook of human creativity (Ed.). Cambridge: Cambridge University Press.
  104. Subotnik, R. F., & Steiner, C. L. (1994). Problem identification in academic research: A longitudinal case from adolescence to early adulthood. In M. A. Runco (Ed.), Problem finding, problem solving, and creativity (pp. 188-200). Norwood, NJ: Ablex Publishing Corporation.
  105. Torrance, E. P. (1974). The Torrance test of creative thinking: Norms and technical manual. Bensenville, IL; Scholastic Testing Service, Inc.
  106. Uno, G. E. (2009). Botanical literacy: What and how should students learn about plants? American Journal of Botany, 96(1), 1753-1759. https://doi.org/10.3732/ajb.0900025
  107. Wandersee, J. H. (1986). Plants or animals: Which do junior high school students prefer to study? Journal of Research in Science Teaching, 23(5), 415-426. https://doi.org/10.1002/tea.3660230504
  108. Wandersee, J. H., & Schussler, E. E. (1999). Preventing plant blindness. The American Biology Teacher, 61(2), 82-86. https://doi.org/10.2307/4450624
  109. Weisberg, R. W. (1999). Creativirty and Knowledge: A challenge to theories. In R. J. Sternberg (Ed.), Handbook of creativity. New York: Cambridge University Press.
  110. Weisberg, R. W. (2006). Creativity: Understanding innovation in problem solving, science, invention, and the arts. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
  111. Wolpert, L. (1992). The Unnatural Nature of Science. Cambridge: Harvard University Press.
  112. Yang, K. K., Lin, S. F., Hong, Z. R., & Lin, H. S. (2016). Exploring the assessment of and relationship between elementary students' scientific creativity and science inquiry. Creativity Research Journal, 28(1), 16-23. https://doi.org/10.1080/10400419.2016.1125270
  113. Yorek, N., Sahin, M., & Aydin, H. (2009). Are animals 'More Alive' than plants? Animistic-anthropocentric construction of life concept. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 5(4), 369-378.