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표제지

국문초록

목차

I. 서론 9

1. 연구의 필요성 9

2. 연구의 목적 10

3. 용어의 정의 11

가. TRIZ 11

나. 발명 사고력 12

4. 연구의 제한점 12

II. 이론적 배경 14

1. TRIZ의 개요 14

가. TRIZ 개념 14

나. ARIZ 개념 14

다. '물질'과 '장'의 분석 16

라. 기능분석 17

마. TRIZ와 실과 교과서의 발명기법 비교분석 18

바. 발명 아이디어의 창의성 수준 21

2. 발명과 발명소양 23

가. 발명의 개념 23

나. 발명 소양 개념의 도출 25

3. 선행 연구의 고찰 35

가. 아동의 창의적 사고 능력에 대한 연구 35

나. TRIZ기법을 적용한 아동의 창의적 사고 능력에 대한 연구 36

III. 연구의 방법 및 절차 40

1. 연구의 대상 40

2. TRIZ의 유형화 과정 41

가. 발명 기법의 분석 41

나. 유형화의 분류 45

3. 유형화의 타당도 검증 방법 48

가. 1차 조사연구 48

나. 2차 조사 51

다. 3차 조사 53

4. 연구의 절차 55

IV. 연구의 결과 및 해석 56

1. 응답자의 일반적 특성 56

2. 유형화의 타당도 검증 결과 59

가. 1차 검증 분석 59

나. 2차 검증 분석 62

다. 3차 검증 분석 63

3. 종합 및 논의 64

V. 요약·결론 및 제언 70

1. 요약 70

2. 결론 73

3. 제언 74

참고문헌 76

부록 80

[부록 1] TRIZ(트리즈) 기법의 유형화에 관한 1차 질문지 81

[부록 2] TRIZ(트리즈) 기법의 유형화에 관한 2차 질문지 85

[부록 3] TRIZ(트리즈) 기법의 유형화에 관한 3차 질문지 90

ABSTRACT 93

표목차

〈표 II-1〉 장(field)의 종류 17

〈표 II-2〉 트리즈와 실과 교과서의 발명기법 비교분석 18

〈표 II-3〉 발명소양 내용 기준 26

〈표 II-4〉 소양의 영역기준에 대한 선행연구의 분석 29

〈표 II-5〉 소양의 수준기준에 대한 선행연구의 분석 30

〈표 II-6〉 2009년 개정 교육과정 교육목표 31

〈표 II-7〉 학교급별 발명교육의 목표 32

〈표 II-8〉 Piaget(1950, 1952) 인지발달이론의 주요 내용 34

〈표 II-9〉 선행 연구에서 분석된 발명소양의 내용 35

〈표 II-10〉 트리즈 기법을 이용한 초등학생 학습적용 관련 주요 선행 연구 37

〈표 III-1〉 트리즈 유형화를 위한 발명기법의 선정 과정 44

〈표 III-2〉 유형화에 따른 트리즈 기법의 분류 47

〈표 III-3〉 1차 안면 타당도 검사표 49

〈표 III-4〉 2차 안면 타당도 검사표 51

〈표 III-5〉 3차 안면 타당도 검사표 54

〈표 III-6〉 연구의 수행 절차 55

〈표 IV-1〉 1차 타당도 검증단의 일반적 특성 56

〈표 IV-2〉 2차 타당도 검증단의 일반적 특성 57

〈표 IV-3〉 3차 타당도 검증단의 일반적 특성 58

〈표 IV-4〉 트리즈 유형화에 대한 1차 타당도 검증 결과 59

〈표 IV-5〉 트리즈 유형화에 대한 2차 타당도 검증 대상의 선정 61

〈표 IV-6〉 트리즈 유형화에 대한 2차 타당도 검증 결과 62

〈표 IV-7〉 트리즈 유형화에 대한 3차 타당도 검증 대상의 선정 63

〈표 IV-8〉 트리즈 유형화에 대한 3차 타당도 검증 결과 63

〈표 IV-9〉 트리즈 유형화에 대한 최종 검증 결과 65

〈표 IV-10〉 유형화 수준의 3단계 67

〈표 IV-11〉 유형화의 초급, 중급, 고급의 교과관련 시수 분석 69

그림목차

[그림 II-1] 발명 아이디어의 창의성 수준 22

초록보기

이 연구의 목적은 창의성을 향상 시키고 문제 해결력을 길러주는 기법 중 하나인 트리즈를 초등학생의 수준과 능력에 알맞게 유형화 하는데 있다.

이 연구의 목적인 유형화를 검증하기 위해서 1차 검증은 교수 3명, 교사 4명으로 실시하였고, 2차와 3차 검증은 교사 31명으로 실시하였다.

이 연구에서는 발명의 방법과 법칙, 교과서 분석 등을 토대로 초등학생들의 발명 수업에 적용할 수 있는 트리즈 기법의 유형을 찾아 형태변화, 더하기, 분리, 간편사용, 반대로 하기, 반복하기, 기체활용, 방어하기 의 8가지 유형으로 압축하였고, 트리즈 40가지 기법들이 8가지 유형화에 모두 포함된다는 것이 검증되었다.

검증된 유형화를 분석해 보면 형태변화는 국소적 성질, 비대칭, 높이 맞추기, 곡선화, 역동성, 차원변경, 기계시스템 대체, 다공성 물질, 색깔 변경, 속성변환, 열팽창 기법들이다. 더하기는 통합, 다용도, 포개기, 동질성, 활성화, 복합재료 기법들이다. 분리는 분할, 추출 기법들이다. 간편사용은 매개체, 셀프 서비스, 복제, 일회용품, 폐기 또는 재생 기법들이다. 반대로 하기는 반대로, 과부족, 해를 이롭게 기법들이다. 반복하기는 진동, 주기적 작용, 유익한 작용의 지속, 피드백 기법들이다. 기체활용은 공기 유압 활용, 상전이, 비활성화 기법들이다. 방어하기는 평형추, 사전반대조치, 사전조치, 사전 예방조치, 고속처리, 얇은 막 기법들이다.

초등학교 실과 교과에서 배우는 발명의 기법들과 발명교육에서 많이 사용되는 기법, 그리고 초등학생들의 수준과 능력을 고려하여 형태변화, 더하기, 분리는 초급, 간편사용, 반대로 하기, 반복하기는 중급, 기체활용, 방어하기는 고급의 수준으로 구분하였다.

이 연구의 결과를 토대로 교육 현장 활동의 개선과 후속 연구를 위하여 다음과 같이 제언한다.

첫째, 연간 102시간으로 운영되고 있는 창의 체험학습 시간을 발명교육을 위해 최대한 확보할 필요가 있다. 둘째, 발명교육과 관련된 과학, 미술, 실과 교과를 연계하여 시수를 확보할 수 있다. 셋째, 발명교육 담당 교사의 전문성을 높일 필요가 있다. 넷째, 트리즈 기법의 8가지 유형화에 대한 학습 프로그램의 개발이 필요한다. 다섯째, 유형화 기법을 통한 발명교육이 학생들의 지식, 기능, 태도의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 후속 연구가 필요하다. 여섯째, 유형화 기법을 현장에서 적용해 보고 각 유형화의 문제점과 개선점을 찾아 재 적용하는 등 발명교육 프로그램의 지속적인 개선이 요구된다.

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