영재교육은 효과적인가? 영재교육은 그 지향하는 구체적인 목표를 달성했다고 평가할 수 있는가? 영재 교육원에서 영재교육을 받는 동안 학생들은 인지적, 비인지적 측면에서 어떻게 달라지며 영재교육을 받지 않은 학생들과 어떠한 측면에서 차별화되는가? 본 연구는 이러한 의문에서 출발하였다. 이러한 질문들은 매우 민감하지만 중요한 이슈임이 틀림없다. 따라서 본 연구는 과학영재교육 프로그램의 효과성을 검증하기 위하여 대학부설 C 과학영재교육원 재학생 153명과 교사가 추천한 과학적 흥미와 능력이 과학영재교육원 학생과 유사한 수준의 우수학생(비교집단) 131명을 대상으로 과학에서의 문제 발견력, 학습 동기와 자기조절능력, 과학 관련 태도, 과학 불안도 검사를 실시하였다. 연구결과, 과학에서의 문제 발견력에서 영재집단은 정교성과 독창성이 유의하게 증가하였고 탐구동기는 유의하게 감소하였으며 우수집단은 정교성, 탐구동기, 탐구수준, 독창성 등 과학에서의 문제 발견력이 전반적으로 낮아졌음을 알 수 있었다. 학습 동기 및 자기조절 능력에서 영재집단은 인지전략 사용 부분에서 유의하게 높아졌고 내적가치는 유의하게 낮아짐을 알 수 있었다. 우수집단의 경우 자기효능감, 불안테스트, 자기조절 등 전반적으로 학습 동기 및 자기조절 능력이 감소하였음 알 수 있었다. 과학 관련 태도는 영재교육 프로그램에 투입된 영재집단의 경우, 사전 사후 값의 변화가 없었지만 영재교육 프로그램에 투입되지 못한 우수집단의 경우 평균값이 통계적으로 유의하게 낮아졌음을 알 수 있었다. 과학 불안도에서 영재집단의 경우, 사전 사후 값의 변화가 거의 없었지만, 우수집단은 유의하게 감소함을 알 수 있었다. 이와 함께, 각 변인들에 대하여 사전 점수를 공변인으로 실시된 공변량분석 결과, 과학 관련 태도와 과학 불안도(과학적 관련 수행, 탐구동기 제외), 과학에서의 문제 발견력과 자기효능감 및 자기조절능력에서 유의미한 차이가 있음을 알 수 있었다. 이러한 집단간의 유의한 차이는 영재집단에서 각 변인들에 대하여 유의미한 향상이 있었기 때문이 아니라 우수집단에서 전반적으로 큰 폭의 점수하락이 발생하였기 때문인 것으로 보인다.

이 연구에서는 다중표상을 활용한 화학 개념 학습에서 학생들의 장독립성 장의존성에 따른 동화상의 효과를 연계 오류와 개념 이해 측면에서 조사했다. 남녀공학 중학교 1학년 학생 123명을 글과 정화상을 통해 학습하는 정화상 집단과 글과 동화상을 통해 학습하는 동화상 집단으로 배치한 후, '보일의 법칙'과'샤를의 법칙'에 대해 2차시 동안 수업을 진행했다. 연구 결과, 정화상 집단보다 동화상 집단의 연계 오류 비율이 낮았으나, 장독립성 장의존성에 관계없이 학생들의 연계 오류의 발생 비율은 여전히 높았다. 또한, 학생들의 장독립성 장의존성에 따른 두 집단의 연계 오류 발생 비율의 차이는 연계 오류 유형에 따라 다소 다른 경향이 있었다. 개념 이해도 검사에서는 정화상 집단보다 동화상 집단의 점수가 높았으며, 그 차이가 통계적으로 유의미했다. 그러나 수업 처치와 학생들의 장독립성 장의존성 사이의 상호작용 효과는 없었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.

이 연구에서는 학생들이 실험 결과를 그래프로 작성하는 과정에서 범하는 오류들을 과학 학업 성취도에 따라 조사했다. 중학교 1학년 145명을 대상으로 '기체의 압력과 부피의 관계'에 대한 그래프 작성 검사를 실시했다. 연구 결과, 대부분의 학생들이 그래프작성 과정에서 많은 오류를 보였으며, '변수의 잘못된 해석', '그래프 기본 요소의 잘못된 표기', '자료의 잘못된 사용'범주에서 총 12가지의 오류 유형이 나타났다. '막대그래프로 표현', '자료제시 순서대로 눈금 표기'오류 유형에서는 과학 학업 성취도가 높은 학생들에 비해 낮은 학생들의 발생 비율이 높았지만, '독립 종속 변수 반대로 표기', '자료 추가', '자료 삭제'오류 유형에서는 그 반대였고, 나머지 오류 유형에서는 과학 학업 성취도에 따른 발생 비율 차이가 작았다.

이 연구의 목적은 학생의 내 외향성 따른 SSC(Small-Scale Chemistry)실험 수업의 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위해서 7차 교육과정 고등학교 과학 교과서를 분석하여 SSC 실험 프로그램을 개발하였다. 실험 집단은 SSC 실험 수업을 실시하고 비교 집단은 교과서에 근거한 전통적 수업을 5차시에 걸쳐 실시하였다. 성격 검사 점수를 통해 학생들을 외향성과 내향성으로 구분하였고, 두 집단 간의 차이를 이원 공변량 분석을 통해 조사하였다. 사전 검사로 과학적 태도, 학업적 자기효능감 검사를 실시하였으며, 사후 검사로 과학적 태도, 학업적 자기효능감 및 SSC 실험 수업에 대한 인식 검사를 실시하였다. 사전 및 사후 과학 성취도 점수는 중간고사 및 기말고사 과학 점수를 이용하였다. 이원 공변량 분석 결과 학업 성취도는 처치에 따른 주효과는 유의미하게 나타났으나 내 외향성과 수업처치의 상호작용 효과는 유의미하지 않았다. 과학적 태도는 주효과가 나타나지 않았으나 내 외향성과 수업처치의 상호작용 효과가 유의미하였다. 이는 외향적인 학생이 SSC실험 수업에서 실험의 기회가 많아지고 주도적으로 마음껏 실험할 수있었던 것과 달리 내향적인 학생은 소인수 실험으로 인해 오히려 자신에게 주어지는 책임감과 부담감을 느끼는 것으로 해석가능하다. 학업적 자기효능감 검사에서 수업 처치의 주효과와 상호작용 효과가 유의미하지 않았다. SSC 실험 수업에 대한 인식 조사 결과 내 외향성 학생 모두에서 '3인 1조의 소인수 실험'과 '이해도'와 '편리성' 항목에서 90%이상의 매우 긍정적인 인식이 나타났다. '다른 학생과 실험 결과 비교' 항목에서는 내 외향성의 차이가 크게 나타났다.

이 연구의 목적은 문제해결형 탐구실험(Problem-Solving Laboratory)에서의 문제 상황에 대한 반응을 분석하여 대학생들의 문제 해결과정의 특징을 알아보는 것에 있다. 이를 위해, 문제해결형 일반화학 실험을 1학기 동안 수강한 1학년 18명의 학생들을 대상으로 인터뷰를 실시하였다. 그 결과, 학생들의 문제 상황에 대한 반응유형은 문제해결형 탐구실험에서 발생한 문제 상황에 대한 반응유형은 새로운 방법으로 문제해결 시도, 실험매뉴얼 내에서 본인 간과한 변인 탐색 시도, 문제 상황을인식하였으나 같은 과정의 반복 시도, 결과에 만족하나 실험 수행 중에 발생한 의문을 해결하기 위한 시도, 실험결과에도 만족하고 자신의 실험수행과정에 의심하지 않고 실험 중단의 5가지로 유형화할 수 있었다. 본 연구 결과는 학생들에게 바람직한 과정을 제시하고, 학생들이 자기가 수행한 과정을 되돌아보는 자료로 사용될 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 학생들의 과학적 논증과정 평가를 위한 루브릭을 개발하는 것이다. 루브릭의 개발을 위해 과학교육에서의 논증과정과 관련된 문헌의 분석을 통해 루브릭의 개발 절차및 평가의 범주를 도출하였다. 루브릭 개발의 일반적인 절차를 따라서 논증과정 평가의 기준을 형식, 내용, 태도의 세 가지 범주를 문헌을 통해 도출하였다. 형식의 범주에는 전체의 구성, 주장, 근거, 결론의 하위 기능으로 세분화하였고, 내용의 범주에는 이해, 신빙성, 추론으로 하위 기능을 세분하였으며, 태도의 범주에는 참여도와 개방성을 하위 기능으로 정하였다. 이렇게 구성된 각각의 하위기능의 평가에 대한 기준을 구체적인 5단계로 제시하였다. 문헌 연구를 토대로 개발된 평가 루브릭은 과학 교육 전문가 1인과 동료 연구자들의 정기적인 세미나를 통해 점검 받았다. 개발된 초기의 루브릭은 과학교육 전문가 4인에게 의뢰하여 문제점 및 개선점에 대한 검증을 받아 다시 수정되었으며, 최종 완성된 루브릭은 과학교육 전문가 4인에게 타당도를 검증받아 내용타당도지수 0.96으로 높게 나타났다. 개발된 루브릭을 통해 학생들의 논증과정에 대한 이해를 높일 수있고, 논증과정 프로그램 개발과 논증과정 평가를 위한 기준으로 활용이 가능할 것이다.

이 연구는 과학사를 활용하여 과학의 본성을 명시적으로 강조한 과학수업이 학생들의 과학의 본성에 대한 이해의 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 대상은 광역시에 소재한 4개 중학교 3학년 학생 708명이며, 과학사 교수학습프로그램의 사전과 사후에 과학의 본성에 대한 인식을 알아보기 위한 검사와 설문을 실시하였다. 수업처치는 10차시에 걸쳐 이루어졌다. 연구에 대한 정량분석 결과, 학생들은 과학적 지식의 가변성, 과학적 방법을 통한 비판적인 검증, 창의성과 같은 과학의 본성 측면에 대한 인식이 현대적인 관점으로 개선되었음을 보여주었다. 그러나 과학적 지식의 가변성 측면에서 지식의 절대성도 동시에 가지고 있는 것으로 나타나 아직은 인지적 혼란을 겪고 있는 것으로 보였다. 설문과 수행일지에 대한 정성분석 결과, 과학에는 실험이라는 실증적 과정이 필요하다는 견해는 유의미한 변화가 나타나지 않았으나, 과학의 본질적인 특성으로 과학적 지식의 가변성을 언급하는 학생들이 증가하였다. 그러나 학생들이 가지고 있던 과학주의적 경향도 다소 증가하는 이중성을 보여주었다.

이 연구에서는 예비교사들의 수업 시연에 웹 기반 교육 체제를 도입하고, 구성주의 교사양성교육을 지원하는 방안으로서 웹 기반 교육 체제의 유용성을 확인하였다. 예비교사들은 수업 시연을 위하여 웹 기반 활동을 하였고, 수업 시연이 끝난 예비교사들을 대상으로 면담을 실시하였다. 예비교사들의 웹 기반 수업시연 과정을 분석한 결과를 토대로 웹 기반 교육 체제의 유용성을 세 가지 상황에서 살펴 볼 수 있었다. 첫째, 예비교사들은 수업 시연 전 구성주의 교수-학습이론에 관한 자료를 살펴보고 관련된 이론적 지식을 구성할 수 있었다. 이 때 웹 기반 교육 체제의 토론방은 예비교사들이 이론들에 대해 깊이 생각하고 탐색할 수 있는 환경을 지원해 줄 수 있었다. 둘째, 예비교사들은 수업 시연을 준비하는 과정에서 동료 예비교사들과 지도교수와의 상호작용을 경험할 수 있었다. 이와 같은 상호작용은 웹 기반 교육 체제의 토론방을 통해 지원되었으며, 예비교사들은 구성주의적 수업을 계획하고 구성하는 것과 관련된 실천적 지식을 형성 할 수 있었다. 셋째, 예비교사들은 수업 시연이 끝난 후 자신의 수업에 대한 평가를 하였다. 이 때 웹 기반 교육 체제가 제공하는 토론방은 예비교사들의 반성적 사고 과정을 위한 상호작용을 지원해 줄 수 있었다. 이 연구를 통해 웹 기반 교육 체제는 예비교사들이 구성주의적 교수-학습 방법들을 배울 수 있는 효과적인 환경을 제공해 줄 수 있음을 알 수 있었다.

This study was focused on analyzing students' informal reasoning patterns and their considerations in decision-making on socioscientific issues. This study involved 20 undergraduate students (10 biology majors and 10 non-biology majors) and showed how the two groups responded on socioscientific issues. Semi-structured interviews were conducted twice respectively based on six scenarios of gene therapy and human cloning. The result showed 93% of the total number of participants' decisions were made by rationalistic reasoning, whereas emotional reasoning was 49%, and intuitive reasoning was 27%. Students usually used two or three informal reasoning patterns together. Most of the students took more consideration on social factors. Some perceived ethical and moral implications of the issues, but they did not consider them seriously. They made their decisions depending on their own values, etc. 65% of the participants got their information on socioscientific issues from the mass media. Biology majors hardly used intuitive reasoning compared to non-biology majors. The Biology major group took into deep considerations on socioscientific issues while the non-biology major group seemed to interpret the given scenarios simply. This implied that the content knowledge was a significant factor of their decision-making. Therefore, it is necessary to develop proper science courses for non-major students to improve their decision-making on socioscientific issues. So, when we develop educational materials or programs, we should consider students' reasoning patterns, their considerations in decision-making, and their content knowledge. And because the mass media has the potential to play a key role for an effective education, we need to make a plan to make a practical application.

학생들의 능력이나 적성 등을 고려하여 교육 방법을 다양화하기 위해서는 학생들이 학습 시에 나타나는 차이점이 무엇인지를 살펴보고 이에 적합한 교수 학습 방법이 무엇인지 탐색해 볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 과학 학습에서 나타나는 중학생들의 학습양식 유형에 대한 과학교사들의 인식을 살펴보고, 이러한 인식이 그들의 교수양식과 어떤 연관성이 있는지를 살펴보았다. 자료는 20명의 경력 교사들과의 개별면담으로 수집되었다. 연구결과, 학습양식에 대한 인식과 교수양식과의 연관성에 있어 크게 네 가지 유형을 보였다. 첫째, 학생들의 학습양식에 맞는 교수양식을 제공하는 유형, 둘째, 학생들의 부족한 학습양식을 채우거나 보충할 수 있는 형태의 교수 양식을 제공하는 유형, 셋째, 다양한 교수양식을 제공 하는 유형, 넷째, 교사의 신념에 따른 자신 있는 교수 양식을 학생들에게 제공하는 유형이었다. 본 연구에 참여한 대부분의 교사들은 자신이 가르치는 학생들의 다양한 학습양식에 대해 인식하고 있는 것과 달리, 학생들의 학습양식에 맞춘 교수양식을 제공하지 않는 것으로 보였다.