Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의...

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敎育學碩士學位請求論文 트리즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과 Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary School Students' Creativity Progress 2006年 8月 仁荷大學校 敎育大學院 共通科學敎育專攻 金錫燦

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Page 1: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

敎育學碩士學位請求論文

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

2006年 8月

仁荷大學校 敎育大學院

共通科學敎育專攻

金錫燦

敎育學碩士學位請求論文

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

2006年 8月

指導敎授 김 유 항

이 論文을 석사학위 論文으로 提出함

仁荷大學校 敎育大學院

共通科學敎育專攻

金錫燦

本 論文을 金錫燦의 碩士學位論文으로 認准함

2006年 8月

主審 印

副審 印

副審 印

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國 文 抄 錄

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

김 석 찬

인하 학교 교육 학원 공통과학교육 공

(지도교수 김 유 항)

21세기 현대 정보화 사회에서는 어느 때보다 창의성을 가진 사

람을 요구하고 있다 현행 제 7차 교육과정에서도 창의적인 인간

양성에 목표를 두고 교육과정상에서 창의성을 기르기 위해 노력하

고 있지만 정규 수업 시간에 별도의 창의성 교육을 실시하는 것

은 현실적으로 어렵다 따라서 주6회 아침자습 시간과 주 1회 재

량활동 시간을 이용하여 트리즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창

의성 향상에 어떤 효과를 나타내는가에 대하여 알아보았다

연구 문제는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는

어떠한가

둘째 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효

과를 나타내는가

인천시 소재 H초등학교 6학년 학생 65명 중 실험집단 32명과

비교집단 33명을 연구 대상으로 하였다 실험 집단과 비교 집단을

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대상으로 사전 창의성 검사를 실시하였다

2005년 9월부터 2005년 12월까지 2시간씩 10회 동안 실험 집

단에게는 발명기법 중심의 발명교육을 적용하고 비교 집단에게는

창의력 키우기 문제가 실려 있는 어린이 신문을 이용하여 문제 풀

이와 한자 쓰기 활동을 실시하였다 12월 8일 실험 집단과 비교

집단을 대상으로 사후 창의성 검사를 실시하였으며 발명과 창의성

에 대한 생각의 변화를 알아보기 위하여 실험 집단만을 대상으로

사후 설문조사를 실시하였다 창의성 검사를 통해 초등학생의 창

의성 및 창의성의 하위 요인인 창의적 성격 창의적 사고 창의적

동기를 향상시키는 데 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험 집단

과 비교 집단에 따른 차이를 검중했다 검증 방법은 t-test를 이용

한 사전사후에 따른 좌우 검증법으로 하였다

연구결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인

인 창의적 성격 창의적 사고 창의적 동기 향상에 효과를 나타낸

다는 것을 알 수 있었다(plt05)

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 발명에 대한 초등학생의 인식에

긍정적인 영향을 미친다

이 연구의 결과로부터 초등학생의 창의성 향상을 위해 교사가

아침자습 시간이나 재량활동시간에 발명기법 중심의 발명교육을

지속적으로 실시한다면 학생들의 창의성 향상에 더욱 효과적일 것

이다

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목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

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Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

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표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

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그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

- 4 -

을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

- 5 -

다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

- 6 -

Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

- 7 -

는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

교육부(1997) 초middot중등학교 교육과정(교육부 고시 1997-15호)

교육부(2003) 초등교육과정해설서

김병재 박성균(2005) 알기쉬운 트리즈 인터비젼

김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

심옥화(1997) 창의성 교육 프로그램 개발과 효과에 관한 연구 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

윤경동(2000) 과학middot발명활동 촉진을 통한 창의성 신장 방안 교육단체

총연합회 전국현장연구발표대회 논문

윤종건(1996) 창의력의 이론과 실제 원미사

위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

이영덕 정원식(1995) 간편 창의성 검사지 개발 서울대학교

이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

임병국(2001) 창의력 계발을 위한 과학과 교재 개발 인천교육대학교

교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 2: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

敎育學碩士學位請求論文

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

2006年 8月

指導敎授 김 유 항

이 論文을 석사학위 論文으로 提出함

仁荷大學校 敎育大學院

共通科學敎育專攻

金錫燦

本 論文을 金錫燦의 碩士學位論文으로 認准함

2006年 8月

主審 印

副審 印

副審 印

- i -

國 文 抄 錄

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

김 석 찬

인하 학교 교육 학원 공통과학교육 공

(지도교수 김 유 항)

21세기 현대 정보화 사회에서는 어느 때보다 창의성을 가진 사

람을 요구하고 있다 현행 제 7차 교육과정에서도 창의적인 인간

양성에 목표를 두고 교육과정상에서 창의성을 기르기 위해 노력하

고 있지만 정규 수업 시간에 별도의 창의성 교육을 실시하는 것

은 현실적으로 어렵다 따라서 주6회 아침자습 시간과 주 1회 재

량활동 시간을 이용하여 트리즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창

의성 향상에 어떤 효과를 나타내는가에 대하여 알아보았다

연구 문제는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는

어떠한가

둘째 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효

과를 나타내는가

인천시 소재 H초등학교 6학년 학생 65명 중 실험집단 32명과

비교집단 33명을 연구 대상으로 하였다 실험 집단과 비교 집단을

- ii -

대상으로 사전 창의성 검사를 실시하였다

2005년 9월부터 2005년 12월까지 2시간씩 10회 동안 실험 집

단에게는 발명기법 중심의 발명교육을 적용하고 비교 집단에게는

창의력 키우기 문제가 실려 있는 어린이 신문을 이용하여 문제 풀

이와 한자 쓰기 활동을 실시하였다 12월 8일 실험 집단과 비교

집단을 대상으로 사후 창의성 검사를 실시하였으며 발명과 창의성

에 대한 생각의 변화를 알아보기 위하여 실험 집단만을 대상으로

사후 설문조사를 실시하였다 창의성 검사를 통해 초등학생의 창

의성 및 창의성의 하위 요인인 창의적 성격 창의적 사고 창의적

동기를 향상시키는 데 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험 집단

과 비교 집단에 따른 차이를 검중했다 검증 방법은 t-test를 이용

한 사전사후에 따른 좌우 검증법으로 하였다

연구결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인

인 창의적 성격 창의적 사고 창의적 동기 향상에 효과를 나타낸

다는 것을 알 수 있었다(plt05)

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 발명에 대한 초등학생의 인식에

긍정적인 영향을 미친다

이 연구의 결과로부터 초등학생의 창의성 향상을 위해 교사가

아침자습 시간이나 재량활동시간에 발명기법 중심의 발명교육을

지속적으로 실시한다면 학생들의 창의성 향상에 더욱 효과적일 것

이다

- iii -

목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

- iv -

Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

- v -

표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

- 1 -

Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

- 2 -

의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

- 4 -

을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

- 5 -

다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

- 6 -

Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

- 7 -

는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 3: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

本 論文을 金錫燦의 碩士學位論文으로 認准함

2006年 8月

主審 印

副審 印

副審 印

- i -

國 文 抄 錄

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

김 석 찬

인하 학교 교육 학원 공통과학교육 공

(지도교수 김 유 항)

21세기 현대 정보화 사회에서는 어느 때보다 창의성을 가진 사

람을 요구하고 있다 현행 제 7차 교육과정에서도 창의적인 인간

양성에 목표를 두고 교육과정상에서 창의성을 기르기 위해 노력하

고 있지만 정규 수업 시간에 별도의 창의성 교육을 실시하는 것

은 현실적으로 어렵다 따라서 주6회 아침자습 시간과 주 1회 재

량활동 시간을 이용하여 트리즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창

의성 향상에 어떤 효과를 나타내는가에 대하여 알아보았다

연구 문제는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는

어떠한가

둘째 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효

과를 나타내는가

인천시 소재 H초등학교 6학년 학생 65명 중 실험집단 32명과

비교집단 33명을 연구 대상으로 하였다 실험 집단과 비교 집단을

- ii -

대상으로 사전 창의성 검사를 실시하였다

2005년 9월부터 2005년 12월까지 2시간씩 10회 동안 실험 집

단에게는 발명기법 중심의 발명교육을 적용하고 비교 집단에게는

창의력 키우기 문제가 실려 있는 어린이 신문을 이용하여 문제 풀

이와 한자 쓰기 활동을 실시하였다 12월 8일 실험 집단과 비교

집단을 대상으로 사후 창의성 검사를 실시하였으며 발명과 창의성

에 대한 생각의 변화를 알아보기 위하여 실험 집단만을 대상으로

사후 설문조사를 실시하였다 창의성 검사를 통해 초등학생의 창

의성 및 창의성의 하위 요인인 창의적 성격 창의적 사고 창의적

동기를 향상시키는 데 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험 집단

과 비교 집단에 따른 차이를 검중했다 검증 방법은 t-test를 이용

한 사전사후에 따른 좌우 검증법으로 하였다

연구결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인

인 창의적 성격 창의적 사고 창의적 동기 향상에 효과를 나타낸

다는 것을 알 수 있었다(plt05)

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 발명에 대한 초등학생의 인식에

긍정적인 영향을 미친다

이 연구의 결과로부터 초등학생의 창의성 향상을 위해 교사가

아침자습 시간이나 재량활동시간에 발명기법 중심의 발명교육을

지속적으로 실시한다면 학생들의 창의성 향상에 더욱 효과적일 것

이다

- iii -

목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

- iv -

Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

- v -

표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

- 1 -

Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

- 2 -

의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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현실과 미래사

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

- 50 -

[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 4: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- i -

國 文 抄 錄

트리즈 기법의 발명교육이

초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과

김 석 찬

인하 학교 교육 학원 공통과학교육 공

(지도교수 김 유 항)

21세기 현대 정보화 사회에서는 어느 때보다 창의성을 가진 사

람을 요구하고 있다 현행 제 7차 교육과정에서도 창의적인 인간

양성에 목표를 두고 교육과정상에서 창의성을 기르기 위해 노력하

고 있지만 정규 수업 시간에 별도의 창의성 교육을 실시하는 것

은 현실적으로 어렵다 따라서 주6회 아침자습 시간과 주 1회 재

량활동 시간을 이용하여 트리즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창

의성 향상에 어떤 효과를 나타내는가에 대하여 알아보았다

연구 문제는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는

어떠한가

둘째 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효

과를 나타내는가

인천시 소재 H초등학교 6학년 학생 65명 중 실험집단 32명과

비교집단 33명을 연구 대상으로 하였다 실험 집단과 비교 집단을

- ii -

대상으로 사전 창의성 검사를 실시하였다

2005년 9월부터 2005년 12월까지 2시간씩 10회 동안 실험 집

단에게는 발명기법 중심의 발명교육을 적용하고 비교 집단에게는

창의력 키우기 문제가 실려 있는 어린이 신문을 이용하여 문제 풀

이와 한자 쓰기 활동을 실시하였다 12월 8일 실험 집단과 비교

집단을 대상으로 사후 창의성 검사를 실시하였으며 발명과 창의성

에 대한 생각의 변화를 알아보기 위하여 실험 집단만을 대상으로

사후 설문조사를 실시하였다 창의성 검사를 통해 초등학생의 창

의성 및 창의성의 하위 요인인 창의적 성격 창의적 사고 창의적

동기를 향상시키는 데 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험 집단

과 비교 집단에 따른 차이를 검중했다 검증 방법은 t-test를 이용

한 사전사후에 따른 좌우 검증법으로 하였다

연구결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인

인 창의적 성격 창의적 사고 창의적 동기 향상에 효과를 나타낸

다는 것을 알 수 있었다(plt05)

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 발명에 대한 초등학생의 인식에

긍정적인 영향을 미친다

이 연구의 결과로부터 초등학생의 창의성 향상을 위해 교사가

아침자습 시간이나 재량활동시간에 발명기법 중심의 발명교육을

지속적으로 실시한다면 학생들의 창의성 향상에 더욱 효과적일 것

이다

- iii -

목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

- iv -

Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

- v -

표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

- 2 -

의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

- 18 -

일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

- 50 -

[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 5: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- ii -

대상으로 사전 창의성 검사를 실시하였다

2005년 9월부터 2005년 12월까지 2시간씩 10회 동안 실험 집

단에게는 발명기법 중심의 발명교육을 적용하고 비교 집단에게는

창의력 키우기 문제가 실려 있는 어린이 신문을 이용하여 문제 풀

이와 한자 쓰기 활동을 실시하였다 12월 8일 실험 집단과 비교

집단을 대상으로 사후 창의성 검사를 실시하였으며 발명과 창의성

에 대한 생각의 변화를 알아보기 위하여 실험 집단만을 대상으로

사후 설문조사를 실시하였다 창의성 검사를 통해 초등학생의 창

의성 및 창의성의 하위 요인인 창의적 성격 창의적 사고 창의적

동기를 향상시키는 데 미치는 효과를 검증하기 위하여 실험 집단

과 비교 집단에 따른 차이를 검중했다 검증 방법은 t-test를 이용

한 사전사후에 따른 좌우 검증법으로 하였다

연구결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인

인 창의적 성격 창의적 사고 창의적 동기 향상에 효과를 나타낸

다는 것을 알 수 있었다(plt05)

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 발명에 대한 초등학생의 인식에

긍정적인 영향을 미친다

이 연구의 결과로부터 초등학생의 창의성 향상을 위해 교사가

아침자습 시간이나 재량활동시간에 발명기법 중심의 발명교육을

지속적으로 실시한다면 학생들의 창의성 향상에 더욱 효과적일 것

이다

- iii -

목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

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Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

- v -

표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

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를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

- 18 -

일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 6: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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목 차

Ⅰ 서론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

1 연구의 필요성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1

2 연구 문제 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 2

3 용어의 정의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 3

4 연구의 제한점 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4

Ⅱ 이론적 배경 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

1 트리즈(TRIZ) 기법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6

2 창의성 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16

3 창의성과 과학교과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

4 선행연구 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22

Ⅲ 연구방법 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

1 연구대상 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

2 연구절차 및 설계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

3 교수 학습 자료 개발 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

4 검사도구 및 자료 처리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28

- iv -

Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

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표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

- 2 -

의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

- 5 -

다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

- 6 -

Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

- 7 -

는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

- 8 -

lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

- 9 -

제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

- 10 -

해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

- 12 -

만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

- 14 -

가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

- 15 -

하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

- 18 -

일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 7: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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Ⅳ 연구결과 및 논의 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36

Ⅴ 결론 및 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

1 결론 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 41

2 제언 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42

Ⅵ 참고 문헌 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43

영문초록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 45

부록 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 47

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표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

- vi -

그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

- 2 -

의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

- 4 -

을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

- 5 -

다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

- 6 -

Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 8: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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표 목 차

lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8

lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24

lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27

lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26

lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40

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그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

- 4 -

을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

- 7 -

는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

- 8 -

lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

- 9 -

제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

- 10 -

해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

- 11 -

하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

- 12 -

만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

심옥화(1997) 창의성 교육 프로그램 개발과 효과에 관한 연구 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

윤경동(2000) 과학middot발명활동 촉진을 통한 창의성 신장 방안 교육단체

총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

이영덕 정원식(1995) 간편 창의성 검사지 개발 서울대학교

이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

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교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 9: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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그 림 목 차

lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30

lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32

lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34

lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

- 5 -

다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

- 6 -

Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

- 7 -

는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

- 8 -

lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

- 9 -

제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

- 10 -

해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

- 12 -

만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

- 14 -

가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

- 15 -

하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

- 18 -

일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 10: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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Ⅰ 서론

1 연구의 필요성

ldquo날마다 진보하지 않는 자는 반드시 날마다 퇴보한다 진보하지 않

고 퇴보하지도 않는 것은 있을 수 없다rdquo라는 주자의 말이 있다 이 말에

비추어볼 때 현대인을 두 종류로 나누어 볼 수 있다 즉 소극적이고 수

동적이며 어떤 일을 해 보지도 않고 두려워하는 사람 반면에 적극적이

고 능동적이며 실패를 두려워하지 않고 도전하는 사람 유형이다 전자를

20세기형 인간이라고 한다면 후자는 21세기형 인간이라고 할 수 있다

(박성익 외 6명(2003) 재인용) 미래 사회는 과학기술과 아이디어를 소

유한 사람이 사회의 중심이며 지적 수준이 높고 창의성이 뛰어난 인재를

많이 가진 나라가 강국으로 대두하게 될 것이다 다양한 문화와 가치가

함께 존재하는 21세기를 주도할 인간상은 복잡한 문제 상황을 나름대로

의 독특한 사고방식으로 해결하는 창의적인 인간상과 다양한 능력과 개

성을 지닌 인간상이다(김주영 2001) 고도의 인류 문명 발전의 원동력

인 창의성은 국가적 생존과 지속적인 번영의 필수요소가 되었다 이러한

필요성에서 창의력을 신장시키는 교육과정의 개발 및 적용이 요구되고

있다(성철 1998) 왕연중(1987)이 말한 바와 같이 국토 면적과 부존 자

원이 부족한 우리 나라로서는 더욱 더 창의적인 사람이 필요하다

현행 7차 교육과정에서는 추구하는 인간상 중 하나를 lsquo기초 능력을 토

대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람rsquo이라고 정하고 있다(교육부2003)

즉 현행 교육과정은 창의적인 인간 양성을 교육의 목표로 삼고 창의성

교육의 필요성을 강조하고 있다고 할 수 있다 또한 창의성 교육의 필

요성에 대해서는 많은 연구자들이 언급한 바 있다 먼저 이영덕 정원

식(1995)는 lsquo창의성은 계발될 수 있고 계발이 시급히 요청된다rsquo고 하였

다 윤종건(1994)은 현행 교육과정에서 요구되는 바람직한 인간상이 창

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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

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를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

- 8 -

lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

교육부(1997) 초middot중등학교 교육과정(교육부 고시 1997-15호)

교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

심옥화(1997) 창의성 교육 프로그램 개발과 효과에 관한 연구 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

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교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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의적인 인간임에도 불구하고 과대학교 과밀학급 열악한 환경 입시 지

옥 등의 요인으로 창의성의 교육성과가 제대로 나타나지 못하고 있음을

언급하고 있다 위 연구자들은 각각 성취도의 차이는 있으나 창의성이

교육을 통해서 길러진다고 하였다

또한 위내한(1998)은 ldquo발명활동 여건을 통하여 발명반 학생의 창의력

을 신장시킬 수 있다rdquo고 하였고 허옥진(1999)은 ldquo발명아이디어를 내고

발명품을 만드는 발명교육이 창의성 교육과 직결된다rdquo고 하였으며 윤경

동(2000)은 ldquo과학 발명활동 촉진을 통하여 창의성을 신장시킬 수 있

다rdquo고 하였고 김상윤(2001)은 ldquo발명공작 활동을 통하여 창의성을 향상

시킬 수 있다rdquo고 하였다 이러한 연구들은 발명교육이 창의성 계발에 효

과가 있음을 말해주고 있다

그렇지만 선행 연구들은 발명에 관심이 있어서 모인 집단(발명반 발

명공작반 특기적성 발명교실)을 대상으로 한 연구이고 학교에서의 정규

시간이 아니라 방과후 시간을 활용하였다 또한 과학적 태도를 관련지은

연구는 선행되어 왔지만 발명기법인 트리즈(Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb TRIZ)와 창의성 향상에 관한 연구는 드물다

트리즈는 알트슐러가 창시하였고 다양한 기술 시스템과 기술은 공통된

진화 유형을 갖고 있으며 이 진화 유형은 배울 수 있고 새로운 기술을

개발하는데 이용할 수 있으며 수많은 시행착오를 피할 수 있다 이에 본

연구자는 초등학교 6학년 학급 학생 32명을 대상으로 재량활동 시간을

활용하여 발명교육을 실시함으로써 트리즈 기법이 일반 초등학교의 창의

성 향상에 미치는 영향을 검증해 보고자 한다

2 연구 문제

본 연구는 트리즈 기법이 초등학교 학생의 창의성 신장에 미치는 효과

- 3 -

를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 12: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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를 알아보기 위해 다음과 같이 연구문제를 설정하였다

가 트리즈 기법이 초등학생의 창의성 신장에 미치는 효과는 어떠한

나 트리즈 기법은 창의성 및 창의성 하위 요인별로 어떤 효과를 나타

내는가

3 용어의 정의

가 트리즈 기법

TRIZ란 용어는 lsquo창의적 문제 해결 이론(Theory of Solving Inventive

Problem)이라는 의미를 갖는 러시아의 어구 Teorija Rezbenija

Izobretatelskib Zadacb에서 온 것이다

나 창의성

창의성이란 영어의creativity에 해당하는 것으로 창조성 창의력 창

조력 독창성 독창력 등이 있다 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고

력 창의적 문제해결능력 등으로 표현되기도 한다 일반적으로 무엇인가

기발하고 지금까지 없었던 새로운 것을 만들어 내거나 생각해 내는 능

력이라고 정의할 수 있다 본 연구에서는 어휘를 창의성으로 통일하도

록 한다

다 발명과 발명교육

특허법에서 규정하는 발명과 학교 발명교육에서의 발명은 차이를 가진

다 특허법에서 규정하는 발명은 세상에 전혀 없던 새로운 것을 말하는

협의의 발명이고 학교에서의 발명은 전혀 새롭지 않더라도 기존의 물건

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

- 10 -

해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

- 11 -

하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

- 13 -

성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 13: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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을 편리하고 아름답게 또는 쓰임을 다르게 하는 것 등도 발명이라는 광

의의 개념을 가진다 이에 본 연구에서의 발명 교육은 학교에서 이루어

지는 발명에 대한 교육을 말하는 것으로 규정한다

라 발명기법

발명기법이란 어려운 발명에 접근하기 위한 발명 아이디어를 창출해

내는 기술(방법)을 말한다 실제로 발명교실이나 계발활동의 발명반에서

필수적으로 지도되고 있다

마 재량활동 시간

초등학교에서는 재량활동이 전학년 주당 2시간 실시된다 이 시간은

창의적 재량활동을 하는 시간으로 다양한 프로그램을 적용해 볼 수 있는

시간이기도 한다(교육부 1997)

4 연구의 제한점

본 연구는 다음과 같은 제한점을 가진다

가 연구대상

6학년 2개 학급을 대상으로 실험반 1개반 32명 비교반 1개반 33명

을 선정하였다 학생의 수가 적어서 연구의 효과를 일반화하는데 어려움

이 있다

나 발명기법과 초등학교 6학년 교육과정과의 관련성

트리즈 기법을 적용하였으며 6학년 교육과정과의 관련성은 고려하지

않았다

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

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교육대학원 석사학위 논문

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 14: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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다 창의성 검사지 및 채점

최인수 이종구(2004)의 초등학생의 창의성 계발을 위한 창의성 검사

를 심리검사전문 연구기관인 한국가이던스를 통해 구입하여 사용하였고

한국가이던스의 채점 결과표를 받아 보았다 따라서 이 연구의 결과는

활용한 창의성 검사 도구가 지닌 한계 내에서 이해되어야 한다

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 15: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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Ⅱ 이론적 배경

1 트리즈(TRIZ) 기법

가 트리즈 기법과 창의적 사고 능력

트리즈 기법은 다방면의 기술 영역에서 발생된 지식과 경험을 추출하

여 체계화한 논리적이고 과학적인 문제 해결 방법론이다 수학이 모든

기술 영역에 적용되는 정량적인 방법론이라면 트리즈 기법은 문제가 있

는 많은 영역에 적용할 수 있는 지식 기반의 기술 개발 방법론으로 기존

의 기술 시스템의 개선 인과 관계의 규명 신개념의 차세대 기술 제품

공정 개발 연구개발 전략의 수립 및 기술 예측 등의 기술 분야의 문제

해결 과정에 널리 응용될 수 있을 것이다

트리즈 기법은 구 소련의 개방 및 개혁 정책과 맞물려 1980년대 후

반 이후 서방 세계에 알려지기 시작하였고 미국이나 유럽 그리고 일본

등지에서 활발히 도입 연구하여 현재 많은 기술 개발 과제에 적용하고

있다 1996년부터 국내에도 트리즈 기법이 도입되어 LG에서 lsquo에어컨 소

음 감소rsquo 연구 과제에 적용한 이래 일부 대기업체를 중심으로 기술 개발

및 제품 개발 프로젝트에 시험적으로 적용하여 몇몇 성공적인 결과를 제

시하고 있기도 하다 또한 트리즈 기법은 다방면의 기술 과제에 응용할

수 있는 신뢰성 있는 문제해결방법론으로 계속 발전하고 있으므로 기술

적 한계 상황에 대한 창조적 돌파구를 제공하는 역할을 수행할 것으로

기대되고 있다(김익철 2001)

나 트리즈 기법

14살 때 수중 호흡 장치를 발명하여 특허를 획득한 어린 발명가였고

구 소련의 해군에서 특허 심사관이며 발명가로 활동을 하던 Altshuller

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

- 15 -

하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

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Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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회 전국교원발명연구회 논문

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한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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현실과 미래사

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 16: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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는 lsquo일반적이며 재사용이 가능하고 교육이 가능한 문제해결 방법론rsquo의

존재 가능성에 대하여 많은 관심을 가졌다 그는 종래의 심리학적 관점

에서 출발한 기존의 문제해결 방법론이나 창의적 사고 과정을 연구하면

새로운 방법을 발견할 수 있을 것이라 생각하고 다양한 산업 영역의 기

술과 제품에 대한 개발의 역사 그리고 발명 아이디어인 특허에 대해서

분석적인 연구를 시작하였다 그는 약 10년에 걸쳐 전 세계에 등록된 특

허 중 약 20만 건을 분석한 결과 기술시스템은 일정한 규칙에 의해 진

화하고 창의적인 문제를 해결하는 방법에도 객관적인 법칙들이 있음을

발견하였으며 이를 기반으로 TRIZ 기법을 주창하기에 이르렀다 트리즈

기법의 핵심적인 개념들은 다음과 같다

첫째 발명 문제의 정의에 대한 것이다

특허에 대한 분석 연구로부터 기술의 발전은 시스템 내부에 존재하고

있는 모순의 해결에서 시작하므로 모순을 가진 문제를 발명문제라 정의

하였다 모순을 가진 발명 문제를 타협하지 않고 근본적으로 해결하고자

시도함으로써 기술 발전을 가속화할 수 있다는 것이 트리즈 기법의 기본

적인 개념이다

둘째 해결안의 수준에 대한 것이다

기술적으로 해결해야 할 문제를 평가하여 해결안의 수준을 5단계로

구분하였으며 기술 혁신은 높은 수준의 발명에 의해 가능하며 높은 수준

의 발명은 동일 산업 분야의 지식에 의해서 달성되는 것이 아니라 다른

기술 분야의 지식이나 공학 기술의 기반 기술인 자연과학적 지식을 활용

함으로써 가능하다는 개념이다 더 자세히 살펴보면 lt표 Ⅱ-1gt과 같다

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

- 13 -

성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

- 14 -

가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

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현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 17: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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lt표 Ⅱ-1 gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준

수준 정의전체 특허

중 비율요구지식수준 특징

1명백한

해32 개인의 전문 지식 기술적 모순이 없음

2 개선 45 기업내 지식 해당분야 지식을 이용한 모순 해결

3 혁신 18 동일 산업 지식다른 분야 지식을 이용한 모순 해

4 발명 4 산업 외 지식자연 과학 원리를 이용한 모순의

해결

5 발견 1 가용한 모든 지식 과학 원리 발견 및 응용

셋째 발명의 규칙성에 관한 것이다

기술 분야가 다르다고 하더라도 해결하고자 하는 문제가 유사하면 이

에 대한 해결안도 유사하다는 발견으로 일종의 규칙을 발견한 것이며

기술적인 문제를 해결하는데 반복적으로 재사용할 수 있다는 개념이다

발명 원리와 표준 해법 등이 제공되어 기술적 모순이나 문제가 발생하는

상황에 규칙적으로 적용할 수 있다

넷째 발명 문제는 진화한다는 법칙이다

시스템이나 기술이 발전을 하는 데에는 객관적인 법칙이 있으며 시

대 지역 기술 분야가 달라도 동일한 기술적 진화 과정이 이루어지므로

이를 통해 기술 발전을 예측하고 개발할 수 있다는 개념으로 트리즈 기

법의 이론적 기반인 동시에 가장 핵심적인 개념이다

알트슐러는 다른 분야의 기술에 의해 기술의 혁신이 가능하다는 사실

에 입각해 다른 분야의 지식을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 체제를

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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

- 12 -

만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

- 13 -

성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

- 14 -

가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

- 15 -

하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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제안하였다 즉 공학 기술의 원천이 되는 물리 화학 수학과 같은 방대

한 양의 자연 과학 지식을 기능 즉 요구되는 작용과 작용의 대상을 기준

으로 분류함으로써 엔지니어나 문제해결자가 문제 해결을 위해서 요구되

는 기능을 알면 이러한 기능을 수행하는 공학 및 자연과학적 사실에 근

거한 지식을 제공할 수 있게 된 것이다 따라서 작용의 대상이 물질인지

장(fields) 인지를 구분하고 대상이 수행해야 하는 기능이나 작용을 선택

하면 이에 해당하는 과학적인 지식과 효과(effect)에 접근할 수 있는 체

제로 정리한 것이다 그러므로 문제해결자가 수행하고자 하는 기능이 액

체를 이동시키는 것이라면 모세관 현상이나 로렌쯔 법칙과 같은 액체를

이동시킬 때 적용할 수 있는 자연과학적 원리를 쉽게 찾을 수 있게 된

다 종래의 물리학 사전이나 화학 사전은 효과의 이름별로 색인이 되어

있어서 해당 분야의 전문가가 아니면 사용이 불가능하게 되어 있으나 트

리즈 기법에서는 기능별 색인으로 기술적 문제 해결에 매우 유용한 지식

들이 재분류되어 있어 누구나 쉽게 과학적 지식을 이용할 수 있으므로

다른 기술 분야의 지식을 보다 용이하게 이용할 수 있는 기반이 마련되

어 있는 것이다

트리즈 기법은 인류가 축적해 온 방대한 기술적 지식을 재가공하여

규칙적이고 체계적으로 재사용할 수 있는 발명 원리와 발전의 법칙 그리

고 자연 과학적 지식을 용이하게 활용할 수 있도록 기능별로 체계화한

지식 기반의 기술개발방법론이라고 정의할 수 있을 것이다

다 트리즈 기법의 원리와 구성

기술 영역에서 사용되고 있는 가장 과학적인 문제해결방법론으로 수

학을 들 수 있을 것이다 수학에서는 문제가 주어지면 주어진 문제를 일

반식의 형태로 변환시킨다 즉 어떤 2차 방정식 문제가 있다면 이 문제

는 2차 방정식의 일반식의 형태로 변환한 후 근의 공식이라는 표준 해

법을 이용하여 미지수 값을 구한다 트리즈 기법에서도 기술적 문제를

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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

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최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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현실과 미래사

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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해결하기 위해 적용되는 원리는 수학의 문제 해결 과정과 유사하다 어

떠한 문제의 상황이 있다면 트리즈 기법을 이용한 문제 해결을 위해서는

우선 문제의 재정의 과정을 통해 문제를 일반화해야 한다 문제를 재정

의 하는 과정은 어려운 문제를 쉬운 형태의 일반적인 문제로 변환하는

과정으로 이 과정에서는 가급적 전문 용어나 기술 용어를 배제함으로써

기술적 고정관념이나 심리적 관성을 극복할 수 있게 된다 일반화된 형

태의 문제는 다른 기술 분야의 특허 및 해결 원리 등에 의해 해결 방법

이 알려져 있다고 가정할 수 있다 트리즈 기법에서는 이러한 기존의 해

결 방법을 발명 원리 또는 표준화된 해법이라는 형태의 지식으로 정리해

두었으므로 표준해법으로부터 본래의 문제를 해결할 수 있는 개념만을

유추적으로 구상할 수 있는 것이다 트리즈 기법에서 말하는 40가지 원

리는 모수변화 사전 준비 조처 분할 기계식 시스템의 대체 분리 유연

성 주기적 조처 기계적 진동 색상 변화 반전 대체수단 국소품질 일

회용품 기압 및 수압 폐기 또는 복구 조처 과부족 복합 재료 중간 매

개물 다른 차원 범용성 타원체 유해물 이용 불활성 환경 비대칭 연

한 껍질이나 얇은 막 열팽창 상태전이 셀프서비스 사전 보호 조처 다

공성 소재 강한 산화제의 이용 평형추 병합 포개기 건너뛰기 피드

백 높이 유지 동질성 사전 예방 조처 유용한 조처의 지속 등이다

기술적 문제 해결 이론에 따르면 문제를 분석한 다음 이상적인 최종

결과인 IFR(Ideal Final Result)을 상상해 보도록 권한다 IFR은 문제 해

결에 도달하기 위한 방법론으로 동화에서나 가능한 이상적 결과를 상상

해 봄으로써 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 심리적

인 고정 관념(심리적 관성)에서 탈피하는 것을 가능하게 한다 그 이상

적인 결과가 해결 불가능한 것이면 그것보다 조금 부족한 듯하게 해 보

라는 원칙을 이용하여 문제를 해결할 수 있다

물리적 모순(Physical Contradiction PC)이란 기술시스템의 어느

한 속성이 높아야 함과 동시에 낮아야 하고 있어야 함과 동시에 없어야

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

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lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

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Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

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lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

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(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

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Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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교육대학원 석사학위 논문

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 20: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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하는 상황을 말한다 이러한 물리적 모순을 해결하기 위해서 TRIZ는 다

음과 같은 4가지 분리의 원리(Separation Principle)를 이용한다

첫째 시간에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 때는 높고 어떤 때

는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 어떤 때는 존재하고 어떤 때는 존재

하지 않게 한다 전투기의 날개는 물리적 모순을 시간적 분리로 해결한

예이다 전투기가 이착륙을 할 때에는 날개를 넓게 펴지만 비해 중에는

날개를 접는다

둘째 공간에 의한 분리이다 하나의 속성이 한쪽에서는 높고 다른

쪽에서는 낮게 한다 혹은 하나의 속성이 한쪽에서는 존재하고 다른 쪽

에서는 존재하지 않게 한다 노인들이 주로 사용하는 초점이 두 개인 안

경이 대표적인 예라고 할 수 있다

셋째 부분에 의한 분리이다 하나의 속성이 전체 시스템의 수준에서는

어떤 하나의 값을 갖고 부품 수준에서는 다른 값을 갖게 한다 혹은 하

나의 속성이 시스템의 수준에서는 존재하지만 부품 수준에서는 존재하

지 않게 한다 예를 들어 자전거의 체인은 마이크로 수준에서는 단단하

지만 매크로 수준에서는 유연하다 에폭시수지와 경화제가 혼합되기 이

전에는 액체이지만 혼합되면 고체로 변한다

넷째 조건에 의한 분리이다 하나의 속성이 어떤 조건에서는 존재하

고 다른 조건에서는 존재하지 않는다 예를 들어 가는 체의 틈새들은

물을 통과시키는 구멍의 역할을 하지만 곡물에 대해서는 구멍 역할을

하지 않는다 낮은 속도로 물에 들어가면 물은 부드럽지만 10미터 이상

의 높이에서 물에 뛰어들면 물은 매우 딱딱하게 느껴진다

기술적 모순은 시스템의 한 특성을 개선하고자할 때 그 시스템의 다

른 특성이 악화되는 상황을 말한다 기술적 모순을 해결하기 위해서

TRIZ는 모순행렬이라는 것을 제공한다 모순행렬은 사용하기 쉬운 간단

한 도구인데 1956년에서 1975년 사이에 Altshuller에 의해서 개발되었

다 그후로 Altshuller와 그의 동료들은 좀 더 새롭고 강력한 도구들을

- 12 -

만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

김병재 박성균(2005) 알기쉬운 트리즈 인터비젼

김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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만들었다

모순행렬은 39가지의 표준특징과 40가지의 발명원리로 구성되어 있

다 표준특징은 길이 부피 힘 속도 등과 같은 공학적 모순들이다 발명

원리는 기술적 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 원리들로서

Altshuller가 전세계의 특허들을 조사하면서 도출한 것들이다 모순행렬

의 좌측에는 개선하려는 표준특징들이 놓이고 상단에는 이로 인하여 악

화되는 표준 특징들이 놓이게 된다 행렬의 내부에는 이 기술적 모순을

해결하는데 사용될 수 있는 발명원리들이 놓이게 된다

이상적인 상태의 기계(IFR)와 기술적 모순의 개념을 활용하면 발명

문제의 해결 과정을 상당 부분 조절할 수 있다 이상적인 기계는 탐색

방향을 결정하는데 도움을 주고 기술적 모순은 제거해야 할 장애물을 확

인하는데 도움을 준다 그러나 때로 모순은 교묘하게도 문제의 진술 속

에 숨어버리고 만다 더욱이 도출한 모순이 모두 저절로 사라지는 것은

아니다 그것을 제거하는 방법을 찾아야 한다 문제를 진술하는 것에서

그것의 해결책으로 단번에 뛰어넘는다는 것이 가능하지 않을 때가 많다

문제의 해결책을 향하여 한 걸음씩 나아갈 수 있도록 도와주는 합리적인

수단이 필요하다 여기서는 이러한 수단을 적용하기 위한 방법으로

ARIZ라는 발명 문제 알고리즘을 적용한다

일반적으로 말해서 알고리즘(algorithm)이라는 단어는 매우 애매하

다 수학에서 의미하는 알고리즘은 문제를 해결하는데 필요한 엄격히 규

정된 연속적인 과정을 의미한다 예를 들어 수학의 알고리즘은 양수의

제곱근을 구하기 위해서 수행하는 일련의 과정들이다 이러한 유형의 알

고리즘은 엄격한 것이 그 특징이다 다시 말하면 각각의 과정들이 정확

하게 연결되어 있고 문제의 조건을 바꾸는 것이 불가능할 뿐만 아니라

문제를 해결하려는 사람의 성격에 의존하지도 않는다 알고리즘은 연속

적인 구조화된 행위의 집합으로 이루어지는 과정이다 이것이 바로 발명

문제를 해결하는 과정을 알고리즘이라고 부르는 이유이다 ARIZ는 융통

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

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lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 22: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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성이 있다 동일한 문제도 문제를 해결하는 사람과 어떻게 문제를 해결

해야 되는지에 따라 다양하게 접근하여 문제를 해결할 수 있다 ARIZ는

그것을 사용하는 개인의 성격을 무시하지 않는다 대신 발명가 개개인의

특별한 능력을 최대한 활용하도록 자극한다 그러므로 문제 진술에서 그

해결책까지의 통로는 사람마다 다를 수 있다 발명가는 그의 지식 경험

창조적 능력에 따라 행동한다 ARIZ는 단지 발명가가 잘못된 과정을 수

행하지 않도록 도와 줄 뿐이다 ARIZ 과정은 현재도 개발 중에 있으며

그 중 한 가지를 소개하면 다음과 같다

첫번째 단계로 문제를 선택한다(Choosing the Problem) 최종 해결

책의 목표를 결정한 다음 우회적 접근법을 조사한다 원칙상 이 문제를

해결할 수 없다고 가정하고 요구되는 최종 결과를 달성하기 위해서 다른

좀 더 일반적인 문제를 해결할 수 있을지 알아본다 본래 문제와 우회

문제 중에서 어떤 것이 해결하는데 적합한지를 결정하고 요구되는 정량

적인 특징을 결정한다 정량적인 특징에 시간 보정(time-correction)을

도입한다 발명이 가능할 수 있는 특징에 대한 요구사항을 정의한다

두번째 단계로 문제를 좀 더 정확하게 정의한다(Defining the

problem) 기존의 특허 정보를 활용하여 문제를 좀 더 정확하게 정의한

다 STC(크기 시간 비용) 연산자를 이용한다 문제의 조건을 구체적으

로 진술한다 특정한 용어를 사용하지 말고 또한 정확히 무엇을 생각해

내고 발견하고 개발해야 하는지를 진술하지 않는다

세번째 단계는 분석단계(Analytical stage)이다 먼저 IFR을 정립한다

초기상태와 이상상태(IFR을 달성할 때의 조건)의 두 개의 그림을 그린

다 문제로 선택한 구성요소를 이상상태 그림에서 확인한 후 요구조건

하에서 요구되는 기능을 수행할 수 없는 부분을 다른 색을 이용하여 강

조하여 나타낸다 왜 이 구성요소는 스스로 요구되는 기능을 수행할 수

없는가 를 분석하고 어떤 조건하에서 이 구성요소는 요구되는 기능을

수행하는가 이것을 달성하기 위해서 이 구성요소는 무엇을 해야 하는

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

- 18 -

일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

- 19 -

확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

- 21 -

토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 23: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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가 를 알아보고 실제로 실현될 수 있는 개념을 정립한다 만일 여러 개

의 개념이 있다면 가장 유망한 개념을 1번으로 하여 순서대로 번호를

매기고 가능성을 분석해본다

네번째 단계는 도달한 개념에 대한 사전평가(Preliminary analysis

of the arrived at concept)이다 새로운 아이디어나 개념을 활용하는

동안 무엇이 좋아지고 무엇이 나빠지겠는가 달성한 것과 좀 더 복잡해

지거나 좀 더 값이 비싸지는 것들을 기록한다 제안된 장치나 방법을 바

꿈으로써 나빠지는 것을 방지하는 것이 가능한가 바뀐 장치나 방법의

그림을 그린다 이제 무엇이 나빠지는가 이익과 손해를 비교한다 이제

이익이 손해보다 크다면 ARIZ의 종합단계인 여섯번째 단계로 간다 만

일 2차 분석이 새로운 결과를 도출하지 못한다면 두번째 단계로 되돌아

가서 표를 검토한다 시스템의 다른 구성요소를 선택하고 새로운 분석을

실시한다 2차 분석과 그 결과를 기록한다 만일 네번째 단계 이후에 만

족할만한 해결책이 없다면 ARIZ의 운영단계인 다섯번째 운영단계

(Operative Stage)로 간다

다섯번째 운영단계(Operative Stage)에서는 모순행렬의 종축으로부

터 개선되어야 하는 특징을 선택한다 알려진 방법을 이용하여 어떻게

이 특징을 개선할 수 있을까 만일 알려진 방법이 사용되면 어떤 특징을

받아들일 수 없게 되는가 모순행렬의 횡축으로부터 해당하는 특징을 선

택한다 행렬에서 기술적 모순을 제거하는데 사용할 수 있는 발명원리를

찾는다 이것은 열과 행이 교차되는 셀에 나타나 있다 이 발명원리들이

어떻게 사용될 수 있는지를 조사한다 만일 문제가 해결된다면 ARIZ의

네 번째 단계로 되돌아가서 새로운 아이디어를 평가하고 ARIZ의 여섯

번째 단계로 간다 만일 문제가 해결되지 않는다면 다섯 번째 단계를

반복해서 알아본다 물리 현상과 효과를 적용하는 것이 가능한지를 조사

한다 작용의 포인트(시점기간)를 바꾸는 것이 가능한지 조사한다 비슷

한 문제가 자연계에서 어떻게 해결되는가 우리의 대상과 연계하여 작동

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

- 16 -

2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

심옥화(1997) 창의성 교육 프로그램 개발과 효과에 관한 연구 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

윤경동(2000) 과학middot발명활동 촉진을 통한 창의성 신장 방안 교육단체

총연합회 전국현장연구발표대회 논문

윤종건(1996) 창의력의 이론과 실제 원미사

위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

이영덕 정원식(1995) 간편 창의성 검사지 개발 서울대학교

이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

임병국(2001) 창의력 계발을 위한 과학과 교재 개발 인천교육대학교

교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 24: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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하는 대상들을 바꾸는 것이 가능한지를 조사한다 만일 문제가 해결되지

않는다면 첫 번째 단계로 되돌아간다 만일 해결된다면 ARIZ의 네 번째

단계로 되돌아가서 발견한 아이디어를 평가하고 나서 ARIZ의 여섯 번

째 종합단계(Synthetic Stage)로 간다

여섯 번째 종합 단계(Synthetic Stage)에서는 우리의 수정된 시스템

이 속한 상위시스템이 어떻게 바뀌어야 하는지를 결정한다 우리의 수정

된 시스템이 어떻게 다르게 사용될 수 있는지를 탐구한다 새롭게 발견

한 기술 아이디어(혹은 발견한 아이디어에 반대되는 아이디어)를 다른

기술 문제로 해결하는데 활용한다

lt표 Ⅱ-2 발명 문제 알고리즘gt

문제선택(Choosing the Problem)

darr

정의단계(Defining the Problem)

darr

분석단계(Analytical Stage)

darr

사전평가(Preliminary Analysis)

darr

운영단계(Operative Stage)

darr

종합단계(Synthetic Stage)

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 25: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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2 창의성

가 창의성의 개념

학자들마다 창의성을 다르게 정의하고 있다 문제 상황에서 발휘되는

능력으로 기존하는 요소들로부터 유용한 결합을 이루어 내는 개인적 사

고 관련 특성이다(신현기 1999) 아직 알려지지 않은 참신한 아이디어

나 그 복합체를 산출하는 능력 또는 특성이며 다른 관점에서 정의한다면

생활에서 생기는 어려움에도 포기하지 않고 항상 도전하여 문제를 해결

해나가는 능력이다 또 조성수(1999)는 창의성은 통합적인 관점으로 보

아야 한다고 하였다

Guilford는 창의성은 인간의 지적 정의적 요인을 모두 포함하고 있으

며 지적요인은 인간의 보편적 잠재능력으로 창조적 사고를 발휘하게 하

고 정의적 요인은 창조적 행동을 발휘하는 개인의 인성적 기질적 특성

이라고 한다( 이종록 김택윤 1996)

Osborn은 창의성은 인간 모두가 지니는 보편적인 능력이며 인간은 누

구나 그 양에 있어서 차이는 있지만 창의적인 능력을 소유하고 있으며

잠재된 창의적 능력이 어떤 효과를 가져 올 지는 각자의 의도적 노력 여

하에 달려 있다고 정의하였다(최진이 1998)

창의성과 창의력은 창의력이란 새로운 것들을 생각하고 만들어 내는 힘

이 곧 창의력이라고 보고 창의력은 창의성 창조성 독창성 독창력 등과

같은 말이며 고등정신능력 문제해결력 창의적 사고력 등으로 표현되기

도 한다고 하였다 일반적으로 lsquo무엇인가 기발하고 지금까지 없었던 것

을 만들어 내거나 생각해 내는 능력rsquo이라는 뜻으로 해석되고 있다고 하

였다(윤종건 1996)

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나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

- 22 -

해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 26: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 17 -

나 창의성의 구성 요인

창의성에 대한 연구가 활발해지면서 학자마다 창의성과 창의성의 하위

구성요소를 다양하게 정의하고 있지만 근래에는 인지적 능력 요소와 정

의적 능력요소로 구별하여 정의하려는 추세를 보이고 있다

Guilford(1959)는 유창성 유통성 정교성 독창성의 4요소를 포함시켰다

Torrance(1962)는 유창성 정교성 독자성 추상성 제한에 대한 저항성

의 5요소를 인지적 측면의 범주에 속하는 요인으로 용기 호기심 사고

와 판단에서의 독자성 자신이 하고 있는 일에 대한 몰두 직관 이용 사물을 당연한 것으로 받아들이지 않음 직관적인 태도 모험심의 8가지를

정의적 측면의 범주에 석하는 요소로 제시하였다 최인수와 이종구

(2004)는 개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이

된 개인적 성향과 사고 특성 및 동기들을 포함하였다 창의적 성격 요소

로 철저함과 최선을 다함 사회적 책임감 개방성 독립성 독단적 충동적

성향의 5요소를 창의적 사고 요소로 상상력과 환상 확산적 수렴적 사

고 창의적 사고능력의 3요소로 창의적 동기 요소로 내재적 동기 호기

심과 다양한 관심 근면 용기의 4요소에 대해 알아보고자 한다

(가) 창의적 성격

창의적 성격(creative personality)은 창의적인 사람의 독특하고 두드

러진 생각과 행위를 결정한다고 보여주는 일관성 있는 동기 성향이나 행

동 성향 내지는 그 체계라고 할 수 있다

1) 철저함과 최선을 다함

일에 대한 태도가 적당히 대충하는 것을 용인하지 않고 맡겨진 일에 대

해서는 꼼꼼하다 또한 이 요인은 하는 일에 대해서는 최고가 되고 싶어

하는 성향을 말한다

2) 사회적 책임감

형식적 사고의 조숙한 발달로 인하여 창의적 영재들은 또래에 비하여

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 27: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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일찍 역할 바꾸기(role-reversal)를 할 수 있게 되고 이 결과로 사회적

책임감 등 도덕적인 성숙을 보이는 특성을 말한다

3) 개방성

칭찬이나 비난에 대해서도 수용적이다 즉 잘못을 인정하는 융통성을 가

지고 있다 새로운 자극이나 경험에 대한 민감성을 가지고 있고 정서적

으로도 섬세하다 또한 애매모호함도 참을 수 있는 성향을 말한다

4) 독립성

타인의 말에 부화뇌동하지 않고 자기 나름대로의 선택과 행동을 한다

생각이 독창적이며 자기만의 스타일을 고집한다

5) 독단적 충동적 성향

독립성과 창의성이 강하여 충동적 고집불통이거나 반항적이라는 말을

듣는 차분하지 못하고 즉흥적인 성향을 말한다

(나) 창의적 사고

창의적으로 사고한다는 것은 남들이 흔히 생각하지 않는 방식으로 생각

하는 것을 말하는데 그 중에서도 결코 다른 사람들을 본뜨거나 되풀이하

는 것이 아니고 전혀 새로운 것 자기만의 것을 생각해내고 만들어내는

것을 말한다 이것을 독창성이라고 하는데 창의적인 사람은 이 점에서

다른 사람과 크게 구별된다

1) 상상력과 환상

창의적인 생각을 위한 상상력의 폭과 깊이가 뛰어나며 또한 비유나 은

유를 사용하는 능력이 탁월하다 추리를 하거나 공상을 하는 것을 좋아한

2) 확산적 수렴적 사고

사고의 특성은 복합적이다 문제를 해결하기 위한 아이디어를 낼 때에는

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

- 23 -

학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

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교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

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구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 28: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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확산적 사고 즉 독창성 유창성 정교성으로 대별되는 사고를 많이 사용

한다 한편 다양한 정보 가운데 옥석을 쉽게 가르는 수렴적 사고를 말한

3) 창의적 사고 능력

옛 경험으로부터 새로운 지식을 얼마나 추출해낼 수 있는지 논리적인

사고를 하는지 기존의 형식 규범으로부터 얼마나 일탈된 생각을 할 수

있는지 내적 심상을 얼마나 잘 떠올리지 등의 능력을 말한다

(다) 창의적 동기

창의적 동기 요소는 창의적 사고력을 발휘하는 과정에서의 개인의 태도

를 의미한다

1) 내재적 동기

어떤 일을 하든지 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을 말한다

따라서 하는 일에 대한 흥미가 높고 그 일을 할 때 매우 열정적으로 파

고드는 특성을 보인다

2) 호기심과 다양한 관심

주변 사물이나 상황에 항상 관심과 의문을 가지고 끊임없이 문제를 제

기하는 태도를 말한다

3) 근면

맡겨진 일을 부지런하고 성실하게 수해하며 목표가 완성될 때까지는 한

눈을 팔지 않는 성향을 말한다

4) 용기

모험심이나 개척자 정신이 강하고 위험을 무릅쓰더라도 원하는 것을 성

취하려는 성향이다 자신감이 있고 실패를 두려워하지 않는 성향을 말한

다 목표를 완수하기 위해서는 끈기와 과제 집착력을 보인다

- 20 -

다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

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Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 29: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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다 창의성의 계발 방법

창의성을 계발하는 방법으로 가장 많이 사용되는 브레인스토밍 속성

열거법 형태학적 분석 시네틱스법 체크리스트법에 대하여 알아보기로

하자

(1) 브레인스토밍(Brainstorming)

한 가지 문제에 대하여 서로 의견 교환을 통하여 아이디어를 내는 것을

브레인스토밍이라고 한다 두뇌에 폭풍을 일으켜서 어떤 문제를 해결한

다는 뜻으로 집단 회의를 통하여 참가자가 자유롭게 생각하도록 하여 다

양한 아이디어 중에서 문제해결을 위한 우수한 아이디어를 찾아내는 방

법이다 상상력 유연성 향상 및 토론 기술을 강화시키는 훌륭한 기술로

다양한 주제와 여러 상황에서 편리하게 이용될 수 있는 문제 해결을 위

한 성공적인 방법이기도 하다 효과적인 브레인스토밍이 되게 하기 위하

여 비판을 하지 않고 자유분방한 사고를 하며 가능한 한 아이디어를 많

이 산출한다 결합과 조합을 통하여 개선을 하게 하는 등 브레인스토밍

은 네 가지의 기본 규칙으로 이루어져 있다(왕연중 1988) 네 가지 원

칙은 어떠한 아이디어라도 비판하거나 평가하지 말고 자유분방한 사고를

권장하며 아이디어의 양을 중시하며 결합과 조합을 통해 아이디어를 개

선한다(심옥화 1997)

(2) 속성 열거법(Attributes Listing)

어떤 물건을 개선하기 위한 아이디어를 얻으려 할 때 그 물건이 가지고

있는 특성을 열거하여 문제점을 발견할 수 있는 힌트를 얻는 방법이다

(신현돈 1996) 문제의 성질 특성 한계나 속성들을 명확하게 하여 변

화를 손쉽게 하고 그 변화를 통해 새로운 아이디어로 발전시킬 수 있도

록 촉진하는 기술이다 도표에서 구성요소 특성요소 개선하기 위한 아

이디어 등을 쓸 수 있으며 사물의 특징도는 속성을 전부 열거하고 특성

이나 속성을 계통적으로 분석 검토하고 특성이나 속성을 변경하여 새로

운 요구에 응하거나 더욱 효과적인 기능을 발휘하도록 한다 교실에서

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 30: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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토의를 촉진하는 발판으로 사용할 수 있으며 새로운 아이디어를 발전시

키는 데 유용한 방법이다

(3) 형태학적 분석(Morphological Analysis)

어떤 문제에 대하여 둘 이상의 구성 요소를 연구하는 것으로 속성 열거

법이나 체크리스트 방법은 수정의 원리에 초점을 맞추는 반면에 형태학

적 분석은 조합의 원리에 초점을 맞추고 있다 형태학적 분석에서는 현

존하는 자료나 문제의 부분을 새로운 방법으로 조합하고 독창적인 아이

디어나 해결책을 발견하고자 한다 형태학적 분석에서는 보통 우리가 문

제를 연구하는 것을 돕기 위하여 또 조직적인 방법으로 가능한 한 많은

조합을 전개시키기 위해서 바둑판 모양의 도표나 매트릭스를 사용한다

문제의 매개 변수들을 작성한 후 각 매개변수의 특성을 작성하며 다음

단계는 가능한 조합을 검토해 새로운 조합이나 독창적인 사고를 인지하

기 위하여 노력한다 이 분석법은 아이디어들을 모아서 새로운 가능성과

조합들을 타진해 볼 수 있는 형식적인 방법으로 우리가 개선하고자 하는

물건이나 대상의 구조를 분석하는 것이다 구조가 분석되면 강제 결합법

을 적용하여 아이디어를 산출하게 된다(임병국 2001)

(4) 시네틱스(Synetics)

창의적인 문제 해결을 위한 기법으로 상상력을 동원해서 특이하면서도

실질적인 문제 전략을 세우는데 효과적이므로 요즈음 관심을 끌고 있는

방법이다 개인이 처한 주위 상황에서 당연한 것으로 받아들이던 것을

이상한 것으로 받아들이든지 이상한 것을 친밀한 것으로 받아들이는 경

험을 통하여 사고의 민감성을 키우거나 문제 상황에서 문제 해결에 필요

한 정보를 산출해 낼 수 있는 기법이다(임선하 1993)

(5) 체크리스트법(Checklist)

아이디어를 효과적으로 얻기 위하여 생각을 시작하는 출발점과 문제를

해결하는 착안점을 미리 정한 후 여러 가지 방법으로 사고하는 방법이다

(허옥진 1999) 문제 해결을 위한 착안점과 생각하는 출발점을 미리 정

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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회 전국교원발명연구회 논문

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김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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교육대학원 석사학위 논문

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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논문

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현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 31: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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해 놓고 다각적으로 사고함으로써 좋은 아이디어를 얻는 방법이다 체크

리스트법에는 문제 해결을 위한 것과 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로

구분할 수 있다 좋은 아이디어를 얻기 위한 것으로는 체크리스트의 첫

글자를 딴 SCAMPER 기법이 있다 Substitute(대체하기-다른 것으로

바꾸기) Combine(결합하기-다른 것을 결합하기) Adapt(응용하기- 다

른 상황에 적용하기) Modify(축소하기-작게 가볍게 짧게 하기) Put

to other uses(다른 용도로 사용하기) Eliminate(빼기 제거하기)

Rearrange(다르게 배열하기) Reverse(거꾸로 하기) 등이 SCAMPER

기법에 속한다

3 창의성과 과학교과

초등학교 과학교과는 3학년부터 6학년까지의 학생을 대상으로 기초적

인 과학적 소양을 기르기 위하여 자연을 과학적으로 탐구하는 초보적인

능력과 기본적인 과학 개념을 습득하고 올바른 과학적 태도를 기르기

위한 교과이다 즉 자연과 자연 현상을 과학의 탐구 대상으로 과학의

탐구 과정을 통하여 기본 개념을 이해하고 탐구 능력과 과학적인 태도

를 함양한다 특히 최근에는 과학이 우리 사회에 미치는 영향이 굉장히

크기 때문에 과학이 우리 사회와 어떤 관계가 있는가를 이해하고 과학

이 우리 사회가 직면한 문제를 해결하는 데 잘 활용될 수 있도록 교육하

는 것이 매우 중요한 교육 목표로 부각되었다 초등학교의 과학 교육은

과학의 이러한 성격과 특성을 반영하여 기본적인 개념 이해와 초보적인

탐구 과정(관찰 분류 측정 예상 추리 문제 인식 가설 설정 변인 통

제 자료 변화 자료 해석 결론 도출 일반화)을 거치게 함으로써 과학

에 대한 올바른 인식과 태도를 가지고 실생활과 관련하여 과학적인 탐

구 활동(토의 실험 조사 견학 과제 연구)을 하는 데 중점을 두어야 한

다 과학과 기술은 우리 생활의 모든 영역에 영향을 끼치고 있으며 개

인의 행복은 물론 국가와 사회의 발전과도 밀접히 관련되어 있으므로 과

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 32: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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학기술사회(STS Science Technology and Society)에 대한 바른 이

해는 매우 중요한 과학 목표가 된다 학생은 탐구 과정과 탐구 활동을

진행해 나가면서 과학이 생활과 관련성이 많음을 알게 될 것이고 창의

성을 발휘하여 문제를 해결하는 과정을 거치게 될 것이다

4 선행연구

창의성을 향상시키기 위하여 발명교육을 적용한 연구를 중심으로 살펴

보면 다음과 같다 위내한(1998)은 발명반을 조직하고 발명활동 여건을

조성하여 발명기법을 지도함으로써 창의성이 향상되었다고 하였으며 정

건일(1998)은 단계별 지도과정과 발명지도 자료 개발로 창의력이 신장

될 수 있었다고 하였다 윤건동(2000)은 과학 발명반을 조직하여 기초적

인 발명 마인드 확산을 꾀함으로써 창의성을 신장시킬 수 있었다고 하였

으며 김상윤(2001)은 발명공작 활동을 통하여 창의력이 향상되었다는

연구 결과를 제시하였다

이상과 같은 발명교육과 창의성의 변화에 관한 연구들에서 발명교육의

방법은 약간씩 다르지만 다양한 발명 관련 교육을 통하여 창의성의 향상

을 가져왔다는 것을 알 수 있었다

위내한(1998)의 연구와 박정현(1998)의 연구에서는 창의성을 기르는

방법으로 발명기법을 명시하고 있다 그러나 선행연구들의 대부분이 이

미 기존의 발명 기법을 지도하였지만 본 연구에서는 창의적 문제 해결

방법론인 트리즈 기법을 적용하여 창의적 사고 능력과 창의성 특성을 신

장시킬 수 있을 것이라 판단하여 본 연구를 하게 되었다

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Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

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2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

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3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

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lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

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Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

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lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

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2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

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lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

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(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

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lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

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(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

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lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

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유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

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내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

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lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

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교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 33: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 24 -

Ⅲ 연구방법

1 연구대상

인천광역시에 소재한 H초등학교 6학년 학생 2개 학급 65명을 대상으

로 하였다 실험반은 연구자의 담임 학급으로 32명이고 비교반은 동학

년 1개 학급 33명으로 하였다 실험반을 맡고 있는 교사는 경력 5년 정

도의 30대 남교사로 초등과학교육을 전공하였고 비교반을 맡고 있는 교

사는 경력 4년 정도의 20대 후반의 여교사로서 과학에 관심을 가진 열

정적 교사이다

2 연구절차 및 설계

본 연구의 절차는 lt표 Ⅲ-1gt과 같다

lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차

선행 연구 분석 및 연구 주제 선정darr

연구 대상 선정darr

창의성 검사지 선정darr

사전 창의성 검사darr

트리즈 기법 적용darr

사후 창의성 검사darr

통계 처리 및 자료 분석darr

결과정리

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

- 44 -

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교육대학원 석사학위 논문

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 34: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 25 -

2005년 9월에 실험 집단 32명 과 비교집단 33명을 대상으로 사전 창

의성 검사를 실시하여 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 창의성

을 향상시키는데 미치는 효과를 검증하였다 2006년 9월부터 2006년

12월 까지 아침습시간과 주 1회 2시간 재량활동 10차시 동안 트리즈

기법을 적용하였다 반면에 비교 집단에서는 아침자습 시간에 대부분 학

급에서 실시하는 것처럼 어린이 신문을 이용하여 문제 풀기와 한자 쓰기

활동하으로 지도하였다

실험 처치 후 2005년 12월 실험 집단과 비교 집단을 대상으로 사후

창의성 검사를 실시하였다

본 연구의 실행 과정은 다음과 같다

비교 집단 O1 X1 O2

실험 집단 O1 X2 O2

O1 사전 창의성 검사

O2 사후 창의성 검사

X1 전통적인 자율 학습 운영(한자쓰기와 생각나무)

X2 트리즈 기법 중심의 발명교육

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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- 44 -

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한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 35: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 26 -

3 교수 학습 자료 개발

가 적용 자료 및 적용 시간 선정

발명교육 지도 내용 중 단독적으로 적용하여도 아동들에게 지루함을

주지 않도록 재미있게 지도할 수 있는 과정으로 트리즈 기법이 적당한

과정으로 생각하여 아침자습 시간과 재량활동 시간에 적용하기로 하였

나 트리즈 기법 자료 개발

본 연구의 목적을 달성하기위하여 트리즈 기법 프로그램을 아래lt표Ⅲ

-2gt와 같이 재구성하였다 트리즈 기법의 이론은 매우 방대하고 물리적

지식 화학적 지식을 기반으로 하며 그 절차 또한 장시간의 훈련을 요구

한다 그러나 본 연구는 아동을 대상으로 하는 단 기간의 연구이므로 본

연구의 대상 아동들이 이해할 수 있도록 쉽게 재구성하였다 기법 이론

을 배운 후 본 연구에 참여한 아동들이 물리적 모순을 해결하기 위한

40가지 원리 중 10가지를 선정하여 우리가 사용하고 있는 불편한 점을

개선할 수 있는 방법을 생각해 보고 그림과 글로 나타내고 설명하도록

하였다

lt표 Ⅲ-2 gt 트리즈 프로그램

회기 교수 - 학습 내용 실습 내용

1 발명 및 발명하는 방법 배우기 인터넷 활용

2 트리즈 기본 원리(발명문제 발명수준 발명

의 유형 진화의 유형) 자전거의 진화

3 이상적인 시스템 모순 가장 이상적인 연필

4 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명

원리

발명 원리 40가지 중 자신이

이해하고 있고 불편한 물건

을 개선시키는데 적용할 원

리를 찾아보도록 하였다5 IFR(가장 이상적인 상태의 물건 구상하기)

- 27 -

lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 36: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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lt표 Ⅲ-3 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용gt

차시 학습주제 학습내용

1 분할(Segmentation)

분열 미시수준으로 전이 시스템이나 대상물

을 독립적인 부분으로 나눈다 대상물을 분해

하기 쉽게 만든다 분할이나 분열의 정도를

높인다

2 분리(Separation)

대상물 또는 시스템에서 필요한 부분만 분리

하거나 방해되는 부분이나 성질을 제거한다

우리는 대개 시스템의 일부분이나 어떤 성질

이나 특징만을 필요로 한다

3 국소적 성질(Local Quality)

장소 또는 상황이 달라지면 대상물이 특성이

나 영향을 다르게 갖도록 대상물의 주고 또는

외부 환경을 바꾼다 대상물의 각 부분 또는

사용하는 시스템의 기능을 그 동작에 가장 적

합하도록 만든다

4 통합(Merging)동일하거나 비슷한 대상물을 모아서 가까이

놓는다

5 다기능성(Multifunctionality)

다기능성 또는 다용도 대상물 또는 시스템의

부분이 여러 가지 기능을 활 수 있도록 만든

다 다른 부분의 필요성을 제거한다 부품과

작업 횟수가 줄고 유용한 특성과 기능은 d지

된다

6다른 길로 돌아가기

(The other way around)

문제 해결에 사용되는 작용을 반대로 한다

움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된

부분을 움직이게 한다 대상물 또는 공정을

뒤집는다

7차원 바꾸기

(Dimensionality change)

2차원 또는 3차원 공간으로 대상물 또는 시

스템을 이동한다

8주기적 작동

(Periodic action)

연속적인 작동 대신 주기적인 또는 맥동적인

작동을 이용한다 만일 작동이 이미 주기적이

라면 주기의 크기 또는 주파수를 변경한다

9 셀프서비스(Self service)대상물이나 시스템이 유용한 보조 기능을 수

행하게 함으로써 스스로 서비스 하게 한다

10값싼 일회용품

(Cheap disposables)

어떤 품질은 손해 보면서 몇 개의 값싼 물건

으로 비싼 물건을 대체한다

- 28 -

4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 37: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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4 검사도구 및 자료 처리

한국가이던스에서 제작한 최인수와 이종구(2004)의 초등학생의 창의성

계발을 위한 창의성 검사를 사용하였다 이 검사는 창의성 성격 창의적

사고 창의적 동기의 3가지 요인과 12개의 하위 영역으로 구성되어 있

다 전체적인 신뢰도는 050~080의 신뢰도 계수 범위를 가지고 있다

이 검사에서 분석되는 창의성 하위 요인은 lt표Ⅲ-4gt와 같다

개인의 창의적 특성과 관련된 변인 즉 창의성 성취에 도움이 된 개인적

성향과 사고 특성 및 동기 효과를 검증하기 위하여 실험 집단과 비교 집

단 간의 차이를 검증했다 검증 방법은 t-test를 이용한 사전사후에 따

른 좌우 검증법으로 하였다

lt 표 Ⅲ-4 하위 영역별 문항수와 신뢰도 gt

하위검사 문항수 신뢰도

1 내재적 동기 8 0670

2 상상력과 환상 11 0726

3 호기심과 다양한 관심 9 0704

4 철저함과 최선을 다함 10 0788

5 사회적 책임감 10 0623

6 근면 8 0644

7 용기 11 0774

8 개방성 9 0554

9 독립성 10 0564

10 독단 및 충동적 사고 10 0670

11 확산적 사고 및 수렴적 사고 10 0719

12 창의적 사고 능력 9 0666

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Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

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lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

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2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 38: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 29 -

Ⅳ 연구결과 및 논의

1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과

가 창의성

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 창의성 검사지의 결과를 이용하여

실험집단과 비교집단의 창의성을 비교하였다 트리즈 기법을 실시하기

전에는 실험 집단과 비교 집단의 평균점수가 5043과 4571로 실험 집

단의 점수가 높았으나 두 집단 평균 점수에 대한 유의성 검증 결과 t값

이 2845로 통계적으로 유의미한 차이가 없었다 트리즈 기법을 실시한

후에는 실험 집단의 창의성 평균점수가 1265점 향상되었음에 비해 비

교 집단은 25점 향상된 것을 볼 수 있었다 사후 두 집단 사이의 창의

성을 비교한 결과 t값은 10157로서 05수준에서 유의미한 차이를 보였

트리즈 기법을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의성 점수가 더

높은 것으로 나타나 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 효과가

있음을 알 수 있다 실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 검사 결

과를 lt표 Ⅳ-1gt에 제시하였다 창의성 검사의 총점이 70점 이상의 경우

에 lsquo최상rsquo이라고 하고 63-69점의 경우에 lsquo상rsquo 56-62점의 경우에 lsquo중

상rsquo 45-55점의 경우에 lsquo중rsquo 38-44점의 경우에 lsquo중하rsquo 31-37점의 경우

에 lsquo하rsquo 30점 이하의 경우에 lsquo최하rsquo라고 해석한다 lt표 Ⅳ-1gt에서 살펴

보면 트리즈 기법을 실시한 결과 사후 창의성 검사 총점이 실험 집단은

lsquo상rsquo 비교 집단은 lsquo중rsquo으로 나왔다 또한 실험집단의 창의성 점수가

1264의 큰 향상을 보였음을 알 수 있다 즉 트리즈 기법의 발명교육이

창의성을 향상시키는데 도움을 준다는 것으로 볼 수 있다

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

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lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 39: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 30 -

lt표 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5043 839

2845 162

비교집단 33 4571 684

사후

실험집단 32 6308 708

10157 357

비교집단 33 4822 565

plt005

실험집단과 비교집단의 창의성 검사 결과를 그래프로 제시하면 lt그림

Ⅳ-1gt과 같다

lt그림 Ⅳ-1gt 사전사후 창의성 검사 결과

- 31 -

2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

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lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

교육부(1997) 초middot중등학교 교육과정(교육부 고시 1997-15호)

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

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- 44 -

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

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활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 40: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과

트리즈 기법의 발명교육이 창의성의 하위 요소(창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기)에 어떤 영향을 미쳤는지 살펴보았다

(1) 창의적 성격

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 성격을 비교 분석하였다

트리즈 기법의 중심의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서

는 lt표 Ⅳ-2gt와 같이 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 5138점 비

교 집단은 4629점으로 실험 집단의 점수가 비교 집단 보다 높았으나

두 집단의 창의적 성격에 대한 유의성 검증 결과 t값이 285로 유의미한

차이가 없었다 그러나 트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 사후 창의

성 검사에서는 창의적 성격 평균 점수가 실험 집단 6473점 비교 집단

4976점으로 실험 집단의 점수가 높게 나타났고 두 집단의 창의적 성격

점수에 대한 유의성 검증 결과 t값이 765로 005에서 유의미한 차이를

보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 성격 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의적

성격 향상에 효과가 있다 볼 수 있다

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 결과를 lt표 Ⅳ-2gt에

제시하였다

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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- 54 -

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- 56 -

  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 41: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 32 -

lt표 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5138 1003

285 0061

비교집단 33 4629 692

사후

실험집단 32 6473 885

765 0744

비교집단 33 4976 719

plt005

실험집단과 비교 집단의 사전사후 창의적 성격 비교 결과를 lt그림 Ⅳ

-2gt에 제시하였다

lt그림 Ⅳ-2gt 사전사후 창의적 성격 검사 결과

- 33 -

(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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(2) 창의적 사고

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전과 후의 실험 집단과 비교 집단

의 창의성 하위 요소 중 창의적 사고를 비교 분석하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서 lt표Ⅳ

-3gt과 같이 창의적 사고 평균 점수가 실험 집단은 5007점 비교 집단

은 4513점 이었으나 두 집단의 창의적 사고 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 256으로 유의한 차가 없었다 트리즈 기법의 발명교육

을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 사고 평균 점수가 실험 집

단 6368점과 비교 집단 4671점으로 두 집단 평균 점수에 대한 유의성

검증 결과 t값이 10319로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 사고 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의성

사고 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험 집단과 비교 집단의 사전사후 창의성 사고 검사 결과를 lt표 Ⅳ

-3gt와 lt그림 Ⅳ-3gt에 제시하였다

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 43: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 34 -

lt표 Ⅳ-3gt 사전사후 창의성 사고 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전

실험집단 32 5007 867

256 728

비교집단 33 4513 726

사후

실험집단 32 6368 840

1032 167

비교집단 33 4670 661

plt005

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

70

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-3gt 사전사후 창의적 사고 검사 결과

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

육학원론 교육과학사

성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

한국학교발명협회 전국교원발명연구대회 논문

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총연합회 전국현장연구발표대회 논문

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교육대학원 석사학위 논문

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 44: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 35 -

(3) 창의적 동기

트리즈 기법의 발명교육을 실시한 후 실험집단과 비교집단의 창의적

동기 변화를 비교 분석 하였다

트리즈 기법의 발명교육을 실시하기 전 사전 창의성 검사에서는 lt표

Ⅳ-4gt와 같이 창의적 동기 평균 점수가 실험 집단은 4952점 비교 집

단은 4544점이었으나 두 집단의 창의적 동기 점수에 대한 창의적 동기

검증 결과 t값이 208로 유의미한 차가 없었다 그러나 트리즈 기법의

발명교육을 실시한 후 사후 창의성 검사에서는 창의적 동기 평균 점수가

실험 집단 6056점과 비교 집단 4741점으로 두 집단 평균 점수에 대한

유의성 검증 결과 t값이 822로 유의미한 차이를 보였다(plt005)

트리즈 기법의 발명 교육을 실시한 집단이 그렇지 않은 집단보다 창의

적 동기 점수가 더 높은 것으로 보아 트리즈 기법의 발명 교육이 창의적

동기 향상에 효과가 있다고 볼 수 있다

실험집단과 비교집단의 사전사후 창의적 동기 결과를 lt표 Ⅳ-4gt와

lt그림 Ⅳ-4gt에 제시하였다

lt표 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

집단 n 평균(M) 표준편차 t p

사전실험집단 32 4952 842

208 0792비교집단 33 4544 767

사후실험집단 32 6056 721

8223 0660비교집단 33 4741 607

plt005

- 36 -

0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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- 54 -

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- 56 -

  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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0

20

40

60

80

0

20

40

60

80

사전검사 사후검사

실험집단

비교집단

lt그림 Ⅳ-4gt 사전사후 창의적 동기 검사 결과

3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향

트리즈 기법 중심의 발명교육에 대한 실험집단과 비교집단에 관한 사

후 검사를 살펴보면 lt표 Ⅳ-1gt과 같이 긍정적으로 변화됨을 볼 수 있

창의성 하위 영역별 사전 검사 결과lt표 Ⅳ-5 gt와 창의성 세부 하위

영역별 사후검사 결과lt표 Ⅳ-6gt를 아래에 제시하였다 사전 창의성 검

사에서 실험 집단과 비교집단 모두 독립성을 제외한 철저함 최선을 다

함 사회적 책임감 개방성 독단적 충동적 성향 상상력과 환상 확산적

수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심 다양한 관심 근

면 용기에서 유의미한 차이를 보이지 않았다

- 37 -

lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

- 38 -

유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

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육학원론 교육과학사

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자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 46: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 5138 1003212 0451

비교집단 33 4672 885

사회적

책임감

실험집단 32 5138 1003176 0259

비교집단 33 4759 922

개방성실험집단 32 5138 1003

2516 0148비교집단 33 4634 847

독립성실험집단 32 5138 1003

3326 0188비교집단 33 4465 837

독단적

충동적 성향

실험집단 32 5137 10032858 0011

비교집단 33 4613 965

상상력과

환상

실험집단 32 4994 9742881 0556

비교집단 33 4272 929

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 4987 9171742 0849

비교집단 33 4628 754

창의적

사고 능력

실험집단 32 5040 9362177 0253

비교집단 33 4637 702

내재적 동기실험집단 32 4931 1014

2142 0516비교집단 33 4425 999

호기심

다양한 관심

실험집단 32 5044 895170 0524

비교집단 33 4597 1085

근면실험집단 32 4950 1145

1627 0958비교집단 33 4534 892

용기실험집단 32 4884 951

108 0294비교집단 33 4618 838

lt표 Ⅳ-6gt에서 사후검사의 창의성 세부 하위 영역의 차이 검증을 살펴

보기 위해 t-감정을 실시하였다 철저함 최선을 다함에 대해서는 실험

집단(M=6503)이 비교집단(M=5138)보다 높게 나타났으며 통계적으로

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유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

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내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

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김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

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최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 철

저함을 유발한 것으로 보인다

사회적 책임감에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단(M=4947)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 사회적 책임감을 유발한 것으로 보인다

개방성에 대해서는 실험집단(M=6488)이 비교집단(M=4903)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 융통성과 민감성을 자극한 것으로 보인다

독립성에 대해서는 실험집단(M=6531)이 비교집단(M=5016)보다 높

게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법

의 발명교육이 학생들의 독창적 생각과 자기만의 스타일을 찾는데 도움

을 준 것으로 보인다

독단적 충동적 성향에 대해서는 실험집단(M=6375)이 비교집단

(M=4878)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다

상상력과 환상에 대해서는 실험집단(M=6294)이 비교집단(M=4438)

보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리

즈 기법의 발명교육이 학생들의 추리하거나 공상하는 능력을 자극한 것

으로 보인다

확산적 수렴적 사고에 대해서는 실험집단(M=6340)이 비교집단

(M=4734)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법 중심의 발명교육이 학생들의 복잡한 사고 과정을 자

극한 것으로 보인다

창의적 사고 능력에 대해서는 실험집단(M=6469)이 비교집단

(M=4841)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 논리적 사고 능력을 자극한

것으로 보인다

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 48: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

- 39 -

내재적 동기에 대해서는 실험집단(M=6222)이 비교집단(M=4813)보

다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈

기법의 발명교육이 학생들의 마음에서 우러나와 자발적으로 하는 성향을

유발한 것으로 보인다

호기심 다양한 관심에 대해서는 실험집단(M=6050)이 비교집단

(M=4643)보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보

였다 트리즈 기법의 발명교육이 학생들의 뛰어난 호기심과 함께 여러

분야에 걸쳐 관심을 갖도록 한 것으로 보인다

근면에 대해서는 실험집단(M=6069)이 비교집단(M=4759)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 목표가 완성될 때까지 한눈을 팔지 않는 성향을 자

극한 것으로 보인다

용기에 대해서는 실험집단(M=5884)이 비교집단(M=4747)보다 높게

나타났으며 통계적으로 유의미한(plt05)차이를 보였다 트리즈 기법의

발명교육이 학생들의 끈기와 과제집착력을 자극한 것으로 보인다

- 40 -

lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

- 42 -

2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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교육부(2003) 초등교육과정해설서

김병재 박성균(2005) 알기쉬운 트리즈 인터비젼

김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

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원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

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신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

윤경동(2000) 과학middot발명활동 촉진을 통한 창의성 신장 방안 교육단체

총연합회 전국현장연구발표대회 논문

윤종건(1996) 창의력의 이론과 실제 원미사

위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

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- 44 -

임병국(2001) 창의력 계발을 위한 과학과 교재 개발 인천교육대학교

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정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

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최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

- 48 -

[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

- 49 -

발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 49: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과

집단 n 평균 표준편차 t 유의확률

철저함

최선을 다함

실험집단 32 6503 891601 0532

비교집단 33 5138 828

사회적

책임감

실험집단 32 6469 893769 0528

비교집단 33 4947 785

개방성실험집단 32 6488 927

765 0740비교집단 33 4903 774

독립성실험집단 32 6531 894

686 0557비교집단 33 5016 973

독단적

충동적 성향

실험집단 32 6375 8947653 0484

비교집단 33 4878 776

상상력과

환상

실험집단 32 6294 891941 522

비교집단 33 4438 782

확산적

수렴적 사고

실험집단 32 6340 1030785 0168

비교집단 33 4734 842

창의적

사고 능력

실험집단 32 6469 903874 0431

비교집단 33 4841 689

내재적 동기실험집단 32 6222 819

721 0797비교집단 33 4813 704

호기심

다양한 관심

실험집단 32 6050 783779 0223

비교집단 33 4643 850

근면실험집단 32 6069 1013

549 0414비교집단 33 4759 749

용기실험집단 32 5884 906

531 0911비교집단 33 4747 821

plt05

창의성 세부 하위 영역에 대한 사후 검사 결과를 lt표 Ⅳ-6gt과 같이 나

타낼 수 있다 창의성 세부 하위 영역 전반에 걸쳐 고르게 향상된 점수

를 나타내는 것으로 보아 트리즈 기법의 발명교육이 창의성 향상에 긍

정적인 영향을 끼침을 알 수 있다

- 41 -

Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

- 43 -

Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

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임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

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Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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Ⅴ 결론 및 제언

1 결론

미래 사회는 무엇보다도 창의성이 요구되는 사회가 될 것이다 창의성

은 학교 발명교육의 한 가지 방법으로 생각한다 그래서 본 연구에서는

트리즈 기법의 발명교육을 주 1회 2시간 10회 동안 적용한 다음 트리

즈 기법의 발명교육이 초등학생의 창의성 향상에 미치는 효과를 알아본

결과는 다음과 같다

첫째 트리즈 기법의 발명교육은 초등학생들의 창의성 향상에 효과가

있는 것으로 나타났다

둘째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 요소인 창의적 성격 창의적

사고 창의적 동기에 효과가 있다

셋째 트리즈 기법의 발명교육은 창의성 세부 하위 요소인 철저함 최

선을 다함 사회적 책임감 개방성 독단적 독립성 충동적 성향 상상력

과 환상 확산적 수렴적 사고 창의적 사고 능력 내재적 동기 호기심

다양한 관심 근면 용기에 긍정적인 효과가 있다

트리즈 기법 중심의 발명교육이 발명에 대한 초등학생의 인식에 변화

를 일으킨다 하지만 초등학생들에게 새로운 것을 발명을 해내거나 이론

적 지식을 강요하는 어려운 수준의 것을 요구하기 보다는 발명에 대해

흥미를 가지고 생활에서 계속 관심을 가지며 발전해나가게 하는 것이 더

의미가 있을 것이다

즉 다양하고 효과적인 발명교육 프로그램을 계발하여 지속적으로 적

용한다면 발명교육은 초등학생의 창의성과 발명에 대한 흥미와 지속적

인 관심 등에 긍정적인 영향을 보일 것으로 기대된다

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

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Ⅵ 참고 문헌

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- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 51: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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2 제언

창의성 향상면에서 효과성이 검증된 트리즈 기법 중심의 발명교육을

발명반이나 일반 학급에서도 발명교육에 관심을 가지고 지도할 수 있기

를 바란다 소홀히 흘려버릴 수 있는 아침자습시간이나 재량활동 시간을

잘 활용한다면 발명에 대한 부담감을 없애고 발명에 가까이 다가서게 함

으로써 발명 아이디어 창출을 활성화 시켜 초등학생의 창의성 향상을 가

져 올 수 있을 것이다

교사들의 발명교육을 창의성 교육에 활용하는 데에 있어서 다음과 같은

제언을 하고자 한다

가 트리즈 기법과 더불어 발명 마인드를 높일 수 있는 발명 이론이나

창의성을 계발할 수 있는 발명공작활동도 함께 지도하면 초등학생의 창

의성 향상에 더욱 효과를 나타낼 수 있을 것이다

나 정규 교육과정을 지도하면서 아침자습 시간이나 재량활동 시간등

을 이용하여 1년 정도 지속적인 지도를 하면 초등학생들의 창의성 향상

에 더 큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

다 교육과정에서 창의성 지도를 목표로 하고 있음에도 불구하고 학

교 밖에서의 생활에서만 발명교육을 하였다 해당 학년 교과 교육과정에

서 포함하고 있는 발명지도요소 창의성 요소를 뽑아서 지도한다면 더

큰 효과를 기대할 수 있을 것이다

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Ⅵ 참고 문헌

교육부(1997) 초middot중등학교 교육과정(교육부 고시 1997-15호)

교육부(2003) 초등교육과정해설서

김병재 박성균(2005) 알기쉬운 트리즈 인터비젼

김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

회 전국교원발명연구회 논문

김익철(2001) 발명 특허의 정석 서울 현실과 미래 pp152-229

김주영(2001) 다중지능이론에 기초한 과학수업 활동이 초등학생의 창의

성과 과학탐구 능력에 미치는 영향 서울대학교 교육대학

원 석사학위 논문

박성익 조석희 김응원 이지현 윤여홍 진석원 한기순(2003) 영재교

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성철(1988) 발명교육 수업모형 및 심화과정 자료개발에 관한 연구

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신현기(1999) 발명반 지도교사 연수교재 서울특별시교육과학연구원

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왕연중(1987) 발명의 길 한국발명특허협회

윤경동(2000) 과학middot발명활동 촉진을 통한 창의성 신장 방안 교육단체

총연합회 전국현장연구발표대회 논문

윤종건(1996) 창의력의 이론과 실제 원미사

위내한(1998) 발명활동 여건 조성을 통한 발명반 아동의 창의력 신장

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이영덕 정원식(1995) 간편 창의성 검사지 개발 서울대학교

이종록 김택윤(1996) 창조교육이론 교육과학사

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임병국(2001) 창의력 계발을 위한 과학과 교재 개발 인천교육대학교

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임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

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조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

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최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

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허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

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Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

- 45 -

ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 52: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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Ⅵ 참고 문헌

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김상윤(201) 발명공작 활동을 통한 창의력 향상 방안 한국학교발명협

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교육대학원 석사학위 논문

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구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

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한국가이던스

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현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 53: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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임병국(2001) 창의력 계발을 위한 과학과 교재 개발 인천교육대학교

교육대학원 석사학위 논문

임선하(1993) 창의성에의 초대 교보문고

정건일(1998) 열린 발명활동이 창의력 신장에 미치는 영향 한국학교발

명협회 전국교원발명연구대회 논문

조성수(1996) 초등학교 아동의 창의성 신장을 위한 프로그램의 효과 연

구 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문

최인수 이종구(2004) 창의성 계발을 위한 창의성 검사의 이해와 활용

한국가이던스

최진이(1988) 창의성에 영향을 미치는 지능성 및 인성적 특성 이화여

자대학교 교육대학원 석사학위 논문

허옥진(1999) 다양한 발명관련 활동 경험을 통한 발명 아이디어 창출의

활성화 방안 한국학교발명협회 전국교원발명연구대회

논문

Genrich Altshuller(2004) 이노베이션 알고리즘 한국트리즈연구회

현실과 미래사

Guilford J P amp His Associates(1959) Psychological Laboratory

University of Southern California

Torrance P E(1969) Creativity California Dimensions

Publishing Co-Fearon Publishers

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 54: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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ABSTRACT

Effect of TRIZ-based Invention Education

on the Elementary School Students Creativity Progress

Kim Sok-Chan

Major in Common Science Education

Graduate School of Education

Inha University

The modern information society of 21st century demands a

more creative person than any other time The current National

7th Education Curriculum aims at the cultivation of creativity and

makes an effort to make children improve their creativity But the

tight regular class hours and not sufficient to undertake creativity

education However creativity education may be carried out using

the self-taught classes every morning six times a week and free

activity classes once a week The purpose of this research is to

find out how Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb(TRIZ) based

on invention techniques can affect the students creativity

The research questions were posed as below

1 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the development of elementary school students creative

thinking ability

2 What is the effect of Teorija Rezbenija Izobretatelskib Zadacb

on the change of creativity and its subcategories

To find out the answers to these questions this study employed

- 46 -

the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

- 47 -

[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 55: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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the following methods and materials First of all this research

required 65 students of H elementary school in Incheon The

students were divided into two groups experimental group of 32

students and comparison group of 33 students The preliminary

creativity tests were conducted

Over the 10 class hours Teoriya Resheniya Izobretaatelskih

Zadach(TRIZ) based on invention techniques was provided to the

experimental group Meanwhile members of the comparison group

were instructed to solve exercises in the newspaper and write

Chinese characters repeatedly On December 8th post creativity

test was given to both groups This test made it possible to

examine effects especially on creativity or its subcategories such

as creative personality creative thinking creative motivation The

results are analysed by means of independent Sample T-test

The study results are as follows First the TRIZ-based on

invention techniques had a significant effect on creativity progress

and especially on creative personality creative thinking creative

motivation that are subordinated in creativity(in three cases p

lt05) Secondly the TRIZ-based education has positive influence

on the elementary school students attitude about invention

In conclusion any enthusiastic instructor in teaching students

will succeed in developing creativity of the primary school

students if the invention education based on invention techniques

is applied in the self-taught classes and free activity class

continuously

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
Page 56: Effect of TRIZ-based Invention Education on the Elementary ... · 첫째, 트리즈 중심의 발명교육은 창의성 및 창의성의 하위 요인 인 창의적 성격, 창의적

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[부록1]

모순 행렬

39가지 매개 변수 40가지 발명 원리

1 움직이는 객체의 무게 2 고정된 객체의 무게 3 움직이는 객체의 길이 4 고정된 객체의 길이 5 움직이는 객체의 면적 6 고정된 객체의 면적 7 움직이는 객체의 부피 8 고정괸 객체의 부피 9 속도10 힘11 압력12 모양13 구성의 안전성14 강도15 움직이는 객체의 작용 시간16 고정된 객체의 작용 시간17 온도18 밝기19 움직이는 객체가 소모한 에너지20 고정된 객체가 소모한 에너지21 동력22 에너지의 손실23 물질의 손실24 정보의 손실25 시간의 손실26 물질의 양27 신뢰성28 측정의 정확성29 제조의 정확성30 외부로부터 객체에 작용하는 유해 한 요인31 객체가 유발한 유해한 요인32 제조 용이성33 사용 편의성34 수리 가능성35 적응성36 장치의 복잡성37 조절의 복잡성38 자동화의 정도39 생산성

1 분할 2 적출(회수 제거) 3 국부적 품질 4 비대칭 5 통합 6 다용도 7 포개기 8 평형추 9 사전 반대 조치10 사전 준비 조치11 사전 예방 조치12 높이 유지13 반전14 타원형15 유연성16 과부족 조치17 다른 차원18 진동19 주기적 조치20 유용한 작용의 지속21 고속 처리22 전화위복23 피드백24 중간 매개물25 셀프 서비스26 대체 수단27 일회용품28 기계 시스템의 대체29 공기나 유압 구조물30 유연한 막이나 얇은 필름31 다공성 소재32 색깔 변화33 동질성34 폐기 또는 복구35 특성 변형36 상태 전이37 열팽창38 산화 가속39 비활성 환경40 혹합 재료

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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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[부록2]

발명의 40가지 원리

발명

원리내용 발명

원리 내용

1 분할

a 객체를 독립된 여러 부분으로 나눈다b 객체를 조립과 분해를 쉽게 할 수 있도록 만든 다c 객체의 분할 정도를 높인다

1 1 사 전 예 방 조치

a 객체의 비교적 낮은 신뢰성을 미리 준비된 비상 수단으로 상쇄시킨다

2 적출( 회수 제거)

a 방해가 되는 부분이나 특성을 객체로부터 빼낸 다b 필요한 부분이나 특성만을 객체로부터 빼낸다

1 2 높 이 유지

a 객체를 들어 올리거나 내릴 필요가 없도록 작업 조건을 변화시킨다

3 국부 적 품질

a 객체나 외부 환경(작용)의 구조를 동질적인 것에 서 이질적인 것으로 변환한다b 객체의 여러 부분들이 서로 다른 기능을 수행하 게 한다c 어떤 객체의 각 부분은 그 작동에 있어서 가장 유리한 조건에 놓여 있어야 한다

1 3 반전

a 문제를 제시한 직접적인 작용 대신 반대작용(예 를 들어 가열 대신 냉각)을 실행한다b 객체 또는 외부 환경의 움직일 수 있는 부분을 고정시키고 고정된 부분을 움직일 수 있게 한 다c 객체의 위아래를 뒤집는다

4 비대칭

a 대칭형을 비대칭형으로 대체한다b 객체가 이미 비대칭이라면 비대칭의 정도를 높 인다

1 4 타 원형

a 직선 부분을 곡선 부분으로 평면 부분을 곡면 부분으로 정육면체 모양을 구 모양으로 바꾼다b 롤러 볼 나선형을 이용한다c 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다 원심력을 활 용 한다

5 통합

a 동질적인 객체나 연속적 작동을 하게 될 객체를 공간적으로 통합한다b 동질적이거나 연속적 작동을 시간적으로 통합한 다

1 5 유 연성

a 각 작동 단계에서 최적의 수행 능력을 제공하기 위해 객체나 외부 환경의 특성들이 바뀌어야 한 다b 객체가 움직일 수 없으면 움직일 수 있게 한다 객체를 교환 가능하게 만든다c 서로 위치를 바꿀 수 있도록 객체를 요소로 나 눈다

6 다용도

a 하나의 객체가 여러 가지 서로 다른 기능들을 수 행할 수 있다 따라서 다른 요소들을 제거할 수 있다

1 6 과 부족 조치

a 희망하는 효과의 100를 달성하는 것이 어렵다 면 희망하는 효과보다 많거나 적게 달성한다

7 포개 기(마트레 쉬카)

a 하나의 객체를 다른 객체의 속에 넣는다 그 객 체를 또 다른 객체 속에 넣는다b 하나의 객체가 다른 객체의 구멍을 통과한다

1 7 다 른차원

a 객체의 일차원의 이동이나 배치를 이차원으로 전환 한다 이차원을 삼차원으로 전환한다b 객체의 다층 구성을 활용한다c 객체를 기울이거나 옆으로 눞힌다d 주어진 표면의 반대쪽을 활용한다e 광선을 객체의 주변 영역이나 반대쪽으로 투사 시킨다

8 평형추

a 한 객체의 무게를 부력을 제공하는 다른 객체와 연결함으로써 상쇄시킨다b 외부 환경에 의해 영향을 받는 공기 역학적 힘 이나 유체 역학적 힘으로 객체의 무게를 상쇄시 킨다

1 8 진동

a 진동을 이용한다b 진동이 있다면 진동수를 초음파 수준으로 증가 시킨다c 공명 주파수를 이용한다d 기계 진동을 압전 진동으로 바꾼다e 초음파 진동을 전자기장과 연계하여 이용한다

9 사전 반 대 조치

a 지나치거나 바람직하지 못한 스트레스를 보정하 기 위해 미리 반대의 응력을 준다

1 9 주 기적 조치

a 연속적인 조치를 주기적 조치(충격)로 바꾼다b 조치가 이미 주기적이라면 빈도수를 바꾼다c 추가적인 조치를 취하기 위해 조치 사이에 휴지 기간을 이용한다

1 0 사 전 준 비 조치

a 완전하게 또는 부분적으로 객체에 필요한 변화 를 미리 준다b 가장 편리한 위치에서 즉시 작동할 수 있도록 객 체들을 미리 갖다 놓는다

2 0 유 용한 작용 의 지속

a 중단 없이 작용을 수행한다 객체의 모든 부분들 은 최대 용량으로 계속해서 작동해야 한다b 유휴 또는 단독 동작은 제거한다c 전후 왕복 동작을 회전 동작으로 바꾼다

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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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발명원리 내용 발명

원리 내용

2 1 고 속 처리

a 유해하거나 위험한 작업을 고속으로 수행한다

3 1 다 공성 소재

a 객체를 다공성으로 만들거나 보조적인 다공성 요소(삽입물 덮개 등)를 사용한다b 만일 객체가 이미 다공성이라면 구멍을 미리 어 떤 물질로 채운다

2 2 전 화위복

a 바람직한 효과를 얻기 위해서 해로운 요소(특히 환경 요소)를 활용한다b 유해한 요소를 또 다른 유해한 요소와 결합함으 로써 유해한 요소를 제거한다c 더 이상 유해하지 않을 범위까지 유해한 정도를 증가시킨다

3 2 색 깔 변화

a 객체나 외부 환경의 색깔을 변화시킨다b 객체나 외부 환경의 불투명 정도를 변화시킨다c 관찰하기 어려운 객체나 프로세스를 관찰하기 위해 유색 첨가물을 사용한다d 만약 그러한 첨가물이 이미 사용되고 있다면 발 광추적이나 추적 원자를 이용한다

2 3 피 드백

a 피드백을 도입한다b 피드백이 이미 존재한다면 그것을 바꾼다

3 3 동 질성

a 주용 객체와 상호 작용하는 객체는 주요 객체와 같은 재질(또는 비슷한 특성을 가진 재질)로 만 들어져야 한다

2 4 중 간 매 개물

a 작용을 수행하거나 전달하기 위해 중간 매개체 를 사용한다b 쉽게 제거할 수 있는 객체에 원래 객체를 임시 로 연결한다

3 4 폐 기 및 복구

a 기능을 완수했거나 필요 없게 된 후에는 객체의 요소를 폐기한다(버리거나 용해시키거나 증 발시키는 등) 또는 그 작업 과정 중에 변형시 킨다b 객체의 다 쓴 부분을 작동 중에 복원되어야 한 다

2 5 셀 프 서 비스

a 객체는 보충 및 수리 작업을 수행하면서 스스로 서비스해야 한다b 버리는 재료와 에너지를 이용한다

3 5 특 성 변형

a 시스템의 물리적 상태를 변화시킨다b 농도나 밀도를 변화시킨다c 유연성의 정도를 변화시킨다d 온도나 부피를 변화시킨다

2 6 대 체 수단

a 깨지기 쉬운 원래 객체나 작동하기 불편한 객체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 사용해야 한다b 가시광선 복제품이 사용되고 있으면 적외선이나 자외선 복제품으로 바꾼다c 객체(또는 객체의 시스템)를 그 객체의 광학 이 미지로 대체한다 그러면 그 이미지를 줄이거나 늘릴 수 있다

3 6 상 태 전이

a 상태 전이시 발생하는 현상(즉 부피 변화 열 발 산 또는 열흡수 등)을 이용한다

2 7 일 회용품

a 비싼 객체를 값싼 객체로 대체하고 다른 특성들 (즉 수명)을 양보한다

3 7 열 팽창

a 온도 변화에 의한 물질의 팽창 또는 수축을 이 용 한다b 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 재료를 사 용 한다

2 8 기 계 시 스템 의 대체

a 기계 시스템을 광학 음향 열 후각 시스템으로 대체한다b 전기장 자기장 또는 전자기장을 이용하여 객체 와 상호 작용하게 한다c 장을 다음과 같이 대체 한다 ① 움직이지 않는 장을 움직이는 장으로 ② 고정된 장을 시간에 따라 변하는 장으로 ③ 불규칙한 장을 체계적인 장으로d 장을 강자성 입자와 함께 사용한다

3 8 산 화 가속

a 한 수준의 산화로부터 그 다음으로 더 높은 수 준의 산화로 전이시킨다 ① 일반 공기를 산소화 된 공기로 ② 산소화 된 공기를 산소로 ③ 산소를 이온화 된 산소로 ④ 이온화 된 산소를 오존화 된 산소로 ⑤ 오존화 된 산소를 오존으로 ⑥ 오존을 1중 산소로

2 9 공 기나 유압 구조물

a 객체의 고체 부분을 기체나 액체로 대체한다 팽 창을 위해 이 부분으로 공기나 물을 사용하거나 공기 쿠션 또는 유압 쿠션을 사용할 수 있다

3 9 비 활성 환경

a 정상적인 환경을 비활성 환경으로 대체한다b 객체에 중성 물질이나 중성 첨가물을 도입한다c 진공 속에서 프로세스를 수행한다

3 0 유 연한 막이 나 얇 은 필름

a 통상적인 건축물을 유연한 막이나 얇은 필름으 로 대체한다b 유연한 막이나 얇은 필름을 이용하여 외부 환경 으 로부터 객체를 격리시킨다

4 0 복 합재료

a 동질의 재료를 복합 재료로 대체한다

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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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[부록3] 실습 작품

1 발명노트 특허청에서 제작한 노트로 작품명 발명동기 작품설명 도면 기

타사항으로 구성됨

2 대상학생 32명 전원이 총 10회에 걸쳐 발명노트를 작성하였음

3 총 10회 분량의 320개중 잘 정리된 7장의 내용만 발췌 제시함

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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35
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  • 목차
    • Ⅰ 서론
      • 1 연구의 필요성
      • 2 연구 문제
      • 3 용어의 정의
      • 4 연구의 제한점
        • Ⅱ 이론적 배경
          • 1 트리즈(TRIZ) 기법
          • 2 창의성
          • 3 창의성과 과학교과
          • 4 선행연구
            • Ⅲ 연구방법
              • 1 연구대상
              • 2 연구절차 및 설계
              • 3 교수 학습 자료 개발
              • 4 검사도구 및 자료 처리
                • Ⅳ 연구결과 및 논의
                  • 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과
                  • 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과
                  • 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향
                    • Ⅴ 결론 및 제언
                      • 1 결론
                      • 2 제언
                        • Ⅵ 참고 문헌
                        • 영문초록
                        • 부록
                          • 표목차
                            • lt표 Ⅱ-1gt 발명 수준에 대한 요구 지식 수준
                            • lt표 Ⅱ-2gt 발명 문제 알고리즘
                            • lt표 Ⅲ-1gt 연구 절차
                            • lt표 Ⅲ-2gt 트리즈 프로그램
                            • lt표 Ⅲ-3gt 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용
                            • lt표 Ⅲ-4gt 하위 영역별 문항수와 신뢰도
                            • lt표 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의성 사고 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-5gt 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과
                            • lt표 Ⅳ-6gt 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과
                              • 그림목차
                                • lt그림 Ⅳ-1gt 사전 사후 창의성 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-2gt 사전 사후 창의적 성격 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-3gt 사전 사후 창의적 사고 검사 결과
                                • lt그림 Ⅳ-4gt 사전 사후 창의적 동기 검사 결과
                                    • 목차Ⅰ 서론 1 1 연구의 필요성 1 2 연구 문제 2 3 용어의 정의 3 4 연구의 제한점 4Ⅱ 이론적 배경 6 1 트리즈(TRIZ) 기법 6 2 창의성 16 3 창의성과 과학교과 22 4 선행연구 22Ⅲ 연구방법 24 1 연구대상 24 2 연구절차 및 설계 24 3 교수 학습 자료 개발 26 4 검사도구 및 자료 처리 28Ⅳ 연구결과 및 논의 29 1 트리즈 기법의 발명교육이 창의성에 미치는 효과 29 2 트리즈 기법이 창의성의 하위 요소에 미치는 효과 31 3 창의성 세부 하위 영역에 미치는 영향 36Ⅴ 결론 및 제언 41 1 결론41 2 제언42Ⅵ 참고 문헌 43영문초록 45부록 47 표목차 발명 수준에 대한 요구 지식 수준8 발명 문제 알고리즘15 연구 절차 24 트리즈 프로그램 26 트리즈 기법 중심의 발명교육 내용 27 하위 영역별 문항수와 신뢰도 26 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의성 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과35 창의성 세부 하위 영역별 사전 검사 결과 37 창의성 세부 하위 영역별 사후 검사 결과 40그림목차 사전 사후 창의성 검사 결과 30 사전 사후 창의적 성격 검사 결과 32 사전 사후 창의적 사고 검사 결과 34 사전 사후 창의적 동기 검사 결과 35