자료의 해석과 분석 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력 보다 과학 개념을, 탐구의 설계 및 수행 능력의 범주에 속하는 과학 탐구 문제의 학습에는 관련 탐구능력과 과학 개념을 강조하는 학습법의 적용이 유효할 것으로 기대된다. 과학 탐구 문제를 해결해 가는 사고 과정을 심층적으로 분석해 보면 현재와 같이 성공자에게는 1점, 실패자에게는 0점을 부여하는 이분법적(dichotomous)인 평가 방법으로는 문제를 해결해 가는 과정이 동일한데도 불구하고 성공자와 실패자를 완전하게 별별하고 있지 못해 과학 교육 활동의 전반적인 정치(replacement) 활동에 문제가 내재할 가능성이 있음을 유추할 수 있다. 따라서 본 연구를 통해 밝혀진 바와 같이 과학 탐구 문제 해결 사고 과정 분석에 의한 제 1유형에는 1점, 제 2유형에는 0.8점, 제 3유형에는 0.6점, 제 4유형에는 0.4점, 제 5유형에는 0.2점, 제 6형에는 0점을 부여하는 대안적 다단계 평가 방법에 대한 이론적 실천적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 중학교 1학년 37명을 대상으로 과학 수업에서 협동학습을 실시하고 소집단 협동학습 과정을 녹음/녹화하였다. 이를 토대로 협동학습 과정에서 발생하는 언어적 행동 유형을 범주화하고 이들과 학업 성취도 사이의 관계를 조사하였다. 학생들의 언어적 행동은 크게 학습 내용과 관련된 행동 및 조 활동 관리와 관련된 행동으로 구분되었다. 학습 내용과 관련된 행동은 도움 주기, 문제 읽기, 도움 요청하기로 세분되었으며, 이 중 도움 주기 행동이 가장 많았다. 학생들의 언어적 행동과 학업 성취도 사이의 단순 상관 관계를 조사한 결과, 도움 주기와 문제 읽기 행동이 학업 성취도와 정적인 상관이 있었다. 도움 주기 중 구체적인 내용을 제공하는 행동은 학업 성취도와 매우 밀접한 관계가 있었다. 한편, 부분 상관을 통하여 언어적 행동과 학업 성취도 향상과의 관계를 조사한 결과, 상위 수준의 사고를 요하는 적용 영역 성취도의 향상만이 구체적인 내용 제공하기를 비롯한 일부 언어적 행동과 정적인 상관이 있었다.

본 연구에서는 중학교 2학년 '화학 변화와 원소' 단원에 대해 학생 질문을 강화한 교수-학습 모형을 개발 적용하여 그 효과를 분석하였다. 본 연구는 서울 시내 여자 중학교 2학년 4개반(통제 집단 2학급, 처치 집단 2학급) 150명을 대상으로 4주 12차시 동안 진행되었으며, 사용된 교수-학습 모형에는 학생 질문을 활성화하기 위한 활동지 작성 과정과 교수-학습 도중 생기는 의문에 대한 학생 질문 과정, 그리고 학생 질문에 대한 개인별, 전체별 송환(feedback) 과정이 포함되었다. 수업 처치 전, 과학 수업에 대한 태도 검사 과학적 태도의 수용 검사를 실시하였고 개념 이해도 검사와 학업 성취도 검사의 공변량으로 사용하기 위해 각 집단 학생들의 1학년 과학 성적을 조사하였다. 수업 처치 후 학생들의 개념 이해도, 학업 성취도 과학 수업에 대한 태도 및 과학적 태도의 수용을 개념 검사지, 학업 성취도 검사지, TOSRA (Test of Science-Related Attitudes)를 이용하여 측정하였다. 연구 결과, 학생 질문을 강화한 과학 수업 집단 학생들이 전통적 학습 집단 학생들에 비해 개념 이해도 (p<.01)와 학업 성취도(p<.05) 측면에서 유의미한 차이를 보였다. 그러나 과학 수업에 대한 태도와 과학적 태도의 수용은 처치 집단 학생들의 점수가 통제 집단 학생들의 점수보다 조금 높았지만, 두 집단 간에 유의미한 차이는 보이지 않았다. 본 연구에서는 학생 질문을 강화한 수업의 효과에 대한 교육적 합의에 대해 논의하였다.

본 연구는 물체의 자유낙하에 대하여 아동들이 어떠한 정신모형을 가지고 있는지를 밝히며, 이러한 정신모형에 어떤 발달적인 차이가 있는지를 알아보고자 한다. 크기, 무게, 모양, 색깔, 그리고 크기와 무게와의 상충등의 차원에서 각기 다른 물체쌍들을 제시하여 어느 것이 먼저 떨어질 것인지 또는 동시에 떨어질 것인지를 예측하게 함으로써 문제유형에 따라 학생들이 자유낙하에 대하여 어떤 정신모형을 형성하고 있는지를 살펴보고자 한다. 학생들의 예측과 설명 후에 실제로 물체의 자유낙하를 직접 관찰하게 한 다음 학생들이 관찰한 것을 어떻게 기술하는 가도 비교한다. 초등학교 1, 3, 5학년과 중학교 1학년의 학생을 실험대상으로 한다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 초등학교 5학년과 중학교 1학년의 학생들이 초등학교 1학년과 3학년 학생들보다 물체의 자유낙하에 대한 예측율이 높았다. 둘째, 물체의 자유낙하에 대한 예측에 있어서 크기와 무게와의 상충문제가 가장 어려웠다. 셋째, 물체의 자유낙하의 관찰에 있어서는 학년간에 차이가 없었다. 넷째, 물체의 자유낙하의 관찰에 있어서 크기와 무게와의 상충문제가 가장 어려웠다. 다섯째, 초등학교 1학년과 3학년에 있어서는 물체의 자유낙하에 대한 예측과 관찰간에 차이가 있었다. 초등학교 5학년과 중학교 1학년에 있어서는 물체의 자유낙하에 대한 예측과 관찰간에 모양문제(초등학교 5학년)와 무게문제(중학교 1학년)를 제외하고는 차이가 없었다.

본 연구에서는 화학 개념 학습에 적용한 협동학습에서 소집단 구성 방법의 효과를 조사하였다. 연구에 사용된 두 가지 소집단 구성 방법은 사전 성취 수준 측면에서 상 중 하위 수준의 학습자가 모두 포함된 HML(High-Medium-Low) 방법과 상 하위 수준의 학습자로 구성된 소집단과 중위 수준의 학습자로만 구성된 소집단이 공존하는 HL/MM(High Low/Medium-Medium) 방법이다. 서울 지역의 고등학교에서 3개 학급(136명)을 선정하여 통제 집단과 처치 집단으로 무선 배치하였다. 수업 처치 전에 과학 수업에 대한 태도 검사 참여도 마찰도 경쟁도의 하위 영역으로 구성된 학습 환경에 대한 인식검사, 그리고 자아 존중감 검사를 실시하였고, 중간고사 성적을 구하였다. 각 점수는 공변인으로 사용하였다. 수업 처치 후, 사전 검사로 실시한 세 검사와 개념 이해도 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 개념 이해도에서 수업 처치와 사전 성취 수준 사이에 상호작용 효과가 있었다. 하위 수준에서 HL/MM 협동학습 집단의 개념 이해도가 다른 두 집단에 비하여 유의미하게 높았다. 학습 환경에 대한 인식 중 참여도 영역에서는 소집단 구성 방법에 관계없이 협동학습 집단 학생들이 통제 집단 학생들보다 긍정적으로 인식하였다.

본 논문의 목표는 영국의 과학교육이라는 맥락 속에서 STS교육과 관련된 아이디어의 역사적 발전과정을 - 특히, 19세기와 20세기 전반 동안 - 살펴보는 것이다. STS교육은 구성주의와 함께 20세기 후반의 세계 과학교육을 특징짓는 양대 패러다임으로 간주되고 있다. 그리고 많은 사람들은 STS교육의 역사를 Science in Society 와 SISCON 이 개발되었던 1980년대 이후를 중심으로만 생각하는 경향이 있다. 하지만, 영국에서 STS교육과 관련하여 생각해 볼 수 있는 최초의 움직임으로는 19세기 초반의 노동자를 대상으로 과학의 기초 내용과 그 응용적 측면을 교육하고자 하였던 '노동자학교' 운동과 초등학교에서 '일상사물의 과학' 을 활발히 교육하였던 Dawes 등의 활동을 들 수 있겠다. 19세기 중반을 지나면서, 이러한 움직임은 초등학교의 '실물학습'이라는 교과를 통해 이어지게 되는데, 그 시기 동안 학교 과학 과목들은 정식으로 교육과정에 포함되고 이 과정에서 과학은 점차 순수 학문적이고 전문가 양성을 위한 준비과정으로 그 성격이 확립되게 되었다. 20세기에 접어들면서 이러한 협소한 관점의 학교 과학교육에 대한 비판과 반성이 점차 제기되었고, 특히 제 1차 세계대전의 경험을 통해 일반인 전체를 대상으로 하는 과학과 사회의 관계에 대한 교육의 필요성이 점차 널리 인식되게 되었다. 이러한 배경에서 1920-40년대 영국에서는 '일반과학'과 '시민과학'의 운동이 활발하게 전개되었으며, 이중에서 특히 '시민과학' 운동의 일환이었던 Hogben의 Science for the Citizen의 집필은 대표적인 STS교육의 사례라고 할 수 있겠다. 20세기 중반까지의 영국의 과학교육사는 기본적으로 학교 과학교육이 실용성과 학문성. 전문가양성과 일반 교육, 정신훈련과 과학지식교육, 개별과학과 일반과학 등 과학교육의 목표와 기능에 대한 상치되는 관점들 간의 투쟁의 단면들임을 보여주고 있다.

고등학교 생물교육의 강의 및 학습의 효율증진을 위한 영상매체로써 오버헤드 프로젝터 필름(OHP)을 제작하였으며 이의 전달매체로써 CD-ROM및 웹용 홈페이지를 설계하였다. 본 필름은 제6차 교육과정에 의해 개정된 공통과학 및 생물교과서에 수록된 내용을 총 망라하는 방향에서 천연색으로 제작하였으며 도안의 선명도, 수려성, 청정성, 색상, 명암, 인지도 등에서 내용의 질적 우월성을 시도하였고 교수 학생내용 상호간의 관련성을 감안하여 학습항진효과를 극대화하는 측면에서 설계되고 제작되었다. 제6차 교육 과정에 의해 개정된 공통과학 및 생물 교과서 7 종에 수록된 내용을 총 망라하는 방향에서 교재를 분석한 후 가장 다빈도로 출현하는 내용을 우선적으로 제작하였다. CD-ROM은 로고(logo), 초기 메인(main), 학습목록, 내용, 종료 등의 화면으로 구성되어 있고 초기 메인 화면은 공통과학, 생물I, 생물II, 교과서에 수록된 단원의 내용(장)목록을 제시한 후 내용세부 문항, 실제내용화면으로 하이퍼링크 시켰다. 내용화면은 교과서 내용의 요약, 그림 및 사진과 그 해설, 실험과정 및 결과의 요약, 표에 의한 내용의 정리 등 4가지 형식으로 제작된 필름 화면이 우선적으로 수록되어 있으나, 비디오 영상수취(video capture)에 의한 화면이나 인쇄 버턴, 자료의 설명 또는 해설, 용어 해설 등의 버턴과 연결시킨 경우도 있다. OHP 파일은 제작시 포토샵(Adobe Photoshop), 일러스터레이터(Adobe Illustrator), 클레리스 오피스(Claris Office)를, CD-ROM은 MM 디렉터(Macromedia Director)를 웹용 홈페이지는 html 에디터(editor)를 주된 소프트웨어로 사용하였다. OHP파일은 스케닝, 그림, 배경, 문자의 입력, 그림의 수식, PICT 또는 PSD 파일로의 저장, JPG 파일로의 변환 등의 순서로 진행되었다. 공통과학 14점, 생물I 80점, 생물II 142점, 총 236점이 제작되었으며 이들의 전달매체로써 CD-ROM 및 웹 홈페이지를 제작하여 이들을 이미 공개된 중학생물과 동일한 주소 즉 http://gic.kyungpook.ac.kr/biocosmos에 공개하였다.

본 연구는 초등학생들의 정신용량과 인지양식에 따라 과학탐구능력에 차이가 있는지 알아보는데 목적이 있다. 대구시내에 소재하고 있는 초등학교의 5학년 264명을 대상으로 조사하였다. 과학탐구능력을 측정하기 위한 과학탐구능력 검사(TSPS), 정신용량을 측정하기 위한 FIT(Figural Intersection Test), 인지양식을 측정하기 위한 잠입도형검사(GEFT) 등 3가지 지필 검사를 실시하여 자료를 수집하였다. 본 연구의 결과 학생들의 정신용량이 클수록 과학탐구능력의 성취도가 높았다. 장독립적인 학생이 장의존적인 학생보다 통계적으로 유의미 (p<.05)하게 과학탐구능력의 성취도가 높았다. 그러나 과학탐구능력에 미치는 정신용량과 인지양식의 상호작용 효과는 통계적으로 유의미하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 결과는 정신용량과 인지양식이 과학탐구능력의 발달에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다. 아울러, 본 연구는 과학교육 연구에서 신피아제적 접근에 대한 가능성을 제공한다. 본 연구 결과로 볼 때, 과학 탐구과제의 수행에 인지 발달이 매우 중요한 변인임을 시사한다.

수준별 학습지는 열린 교실에서 주요한 학습 자료이다. 그러나, 초등 학교에서 학습지들이 종종 원칙없이 개발되어 왔다. 특히, 과학 교육적 요소들이 학습지 개발에서 무시되어 온 경향이 있다. 이러한 문제점들을 개선하고자 과학 지식의 맥락적 특성과 교육적 구성주의를 고려한 수준별 학습지 모형을 개발하였다. 이 모형의 틀은 탐구와 학습 과제에 나타나는 맥락으로 구성되어 있다. 학습지의 수준은 탐구요소의 통합성과 맥락의 친근성을 바탕으로 결정하였다.

본 연구는 한국 역사 속 과학탐방에 대하여 교사들이 가지고 있는 교육적 가치, 지도방식, 어려운 점에 대한 인식을 알아보는데 있다. "98 과학교육자 큰모임"에 참석한 현직 교사 및 과학교육자 97명을 대상으로 연구가 이루어졌다. 검사도구는 본 연구자들에 의해 개발되어 과학교육전문가 4인으로부터 안면 타당도를 검증받았다. 수집된 자료를 분석한 결과, 한국 역사 속 과학탐방은 교육적으로 매우 가치 있다고 응답하였다. 응답자의 다수가 한국 역사 속 과학탐방이 한국 문화를 이해하고, 탐구과정기능의 습득에 기여할 것이라고 하였다. 또한 발산적 탐구와 협동학습의 기회를 제공하며, 통합교과적이고 종합적인 사고능력을 기르는데 도움을 줄 것이라고 반응하였다. 정규 과학교과 내용과 밀접한 관련이 있고, 과학관련 진로지도 및 생활지도로 활용할 수 있다는 의견을 제시하였다. 기존 과학탐방의 지도경험에 대한 조사를 통해 볼 때, 탐방 전 활동이 거의 없었고 탐방 중에는 교사설명 중심의 활동이 이루어졌으며 탐방 후에는 과학기사나 일기 형식의 작문을 주로 하였다. 이에 비해 교사들이 생각하는 바람직한 한국 역사 속 과학탐방의 지도방식은 학생용 탐방자료나 비디오를 통한 탐방 전 활동, 간단한 안내 후 조별 탐구로 이루어진 탐방 중 활동, 탐방결과에 대하여 발표 토론하는 탐방 후 활동을 강조하였다. 한국 역사 속 과학탐방의 어려운 점으로 교사들은 교수학습자료의 부족과 거리 비용 및 교통문제, 교사의 경험부족 등을 언급하였다. 또한 한국 역사 속 과학탐방이 잘 이루어지기 위해서는 과학탐방 교수학습 자료의 개발과 탐방활동에 대한 정규 교사 연수 과정이 필요하다고 제안하였다.

In this study, the relationships among learners' cognitive variables, motivational variables, and conceptual understandings in learning with analogy were investigated. The instruments regarding analogical reasoning ability, field dependence-independence, mental capacity, and logical thinking ability were administered. Some subtests (self-efficacy, expectancy, self-concept of ability, and value) of the Patterns of Adaptive Learning Survey were administered. After students learned with a worksheet that included analogy, a conception test regarding 'stoichiometry that included limiting reagent' was also administered. It was found that learners' conceptual understandings were significantly correlated with the logical thinking ability and the field dependence-independence among the cognitive variables, and the self-efficacy and the self-concept of ability among the motivational variables. The multiple regression analysis of the cognitive variables on conceptual understandings revealed that the logical thinking ability was the most significant predictor. The field dependence-independence also had predictive power. In the analysis of the motivational variables, the self concept of ability was the only significant predictor.

중학교 생물의 광합성과 호흡단원에 대해 개인별 또는 협동 학습개념도를 적용한 수업결과를 전통적 강의식 수업결과와 비교하였다. 그 결과 개념도를 적용한 학습이 전통적 강의식 수업보다 효과적이었다. 공분산분석을 실시하여 개인별 개념도 작성그룹과 협동 개념도 작성그룹간(p<.008), 협동개념도 작성그룹과 전통적 강의식 학습그룹간(p<.0001)에 유의성있는 결과를 얻었다. 또한 협동개념도작성그룹이 개인별 개념도 작성그룹보다 효과적이었다(p<.04). 따라서 협동개념도 학습방법이 생물학습에 있어 가장 효과적이었다.

관찰은 과학자는 물론 과학교육자에게 매우 중요한 것으로 취급되어왔고 탐구수업에서도 중요하게 취급되어왔다. 그러나 이와 같은 중요성에도 불구하고 지금까지 그 의미가 미분화된 상태로 사용되어왔다. 본 연구에서는 이론적 연구와 학생들의 관찰진술문을 토대로 관찰의 본성을 파악하고, 학생의 관찰 행동을 범주화하고 분류할 수 있는 분류 틀을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 촛불관찰 과제, 자석 주위의 철가루 관찰 과제, 이중진자 관찰 과제, 직렬로 연결된 2개의 꼬마전구의 밝기 관찰 과제에 적용하여 중학교 고등학교 그리고 대학생들을 대상으로 학생의 관찰 행동을 분류해 보았다. 연구 결과, 초보적 관찰을 좌표의 원점으로 하고, 해석적 관찰, 간섭적 관찰, 조작적 관찰이 각각의 축 위에 놓이는 3차원 틀을 설정할 수 있었다. 이와 같은 분류 틀에 따라 학생들의 응답을 분류한 결과 첫째, 관찰로 볼 수 없는 사례들을 포함하여 학생들의 거의 모든 응답을 본 기준에 따라 분류할 수 있어 본 분류 틀이 학생들의 관찰 진술문을 분석하는데 유용함을 볼 수 있었다. 둘째, 학생들의 응답유형은 각 과제별로 다르게 나타났다. 예를 들면, 가장 많은 초보적 관찰을 보인 과제는 이중 진자이었고 가장 적은 경우는 꼬마전구의 밝기 관찰과제이었다. 셋째, 학년에 따라서도 관찰유형이 상당히 다르게 나타남을 볼 수 있었다. 예를 들면, 중학생과 고등학생의 경우 이중진자와 자석 주위의 철가루 관찰 과제에서는 조작적 관찰을 전혀 보이지 않은 반면, 꼬마전구의 밝기 관찰과제에서는 상당한 비율의 조작적 관찰을 보였다. 또한 관찰로는 볼 수 없는 상당수의 사례가 있었다. 과학교육에서 관찰은 매우 중요하게 취급되어왔고 많은 평가준거에 관찰이 포함되어 있다. 그러나 현행의 관찰의 의미는 너무 포괄적으로 보인다. 따라서 본 연구결과 같이 관찰의 유형을 좀 더 세분하여 나타낸다면, 과학학습은 물론 평가에서도 좀 더 상세한 지도와 평가가 이루어 질 것으로 기대된다. 또한 계속연구로 좀 더 다양한 대상과 과제에 대하여 연구함으로서 관찰의 분류 틀을 수정 보완할 필요성이 있다.