이 연구의 목적은 학생특성에 따른 소집단 구성이 집단 내 논증과정의 수준에 주는 영향이 어떠한지를 알아보는 것이다. 이를 위해 대전시 소재 고등학교 11학년을 대상으로 자아개념과 과학적 태도 검사를 실시하였으며, 검사 결과를 바탕으로 연구에 참여할 12명을 선정한 후, 이들을 이질집단과 동질집단으로 구성하였다. 집단에 주어진 과제를 수행하면서 실험결과에 대한 해석 과정에서 나타나는 학생들의 논증과정을 VCR 자료로 촬영한 후 전사하였다. 전사된 자료는 Mitchell(2001)의 분류틀에 의해 분석되었으며, 그 결과는 다음과 같다. 소그룹 중 자아개념과 과학적 태도 특성이 모두 높은 집단이 나머지 집단보다 논증의 수준이 높았다. 따라서 수업 중 학생들의 논증활동을 증진시키기 위해 자아개념과 과학적 태도가 낮은 학생들이 논증활동에 적극적으로 참여할 수 있도록 적절한 발문 유도와 활동이 제시될 필요가 있다.

이 연구의 목적은 과학 영재 학생들의 사고 양식에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성을 분석하는 것이다. 연구 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원에 재학 중인 24명이다. 연구 방법은 먼저 과학 영재 학생들을 대상으로 Sternberg의 정신자치제 이론에 근거로 사고양식 측정 검사를 실시한 후, 그 유형에 따라 Type I(입법적, 사법적, 전체적, 진보적)과 Type II(행정적, 지엽적, 보수적)집단으로 구분하였다. 그 후 각 집단에 대해 설문지 3종(A, B, C형), 단어 연상, 그림 분석, 개념 지도, 숨겨진 차원파악하기 (hidden dimension inventory), 자료해석 및 그 결과에 대한 심층 면담을 실시하였다. 과학 영재 학생들의 사고양식 유형은 입법적, 사법적, 무정부적, 전체적, 외부적, 그리고 진보적 사고 양식의 특성을 나타내어 새로운 과제를 선호하며, 창의적인 방식으로 문제를 해결하려는 경향을 보여주었다. 사고 유형에 따른 지구시스템에 대한 인지 특성에 대한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, '시스템 이해'에서 Type I, II 집단의 양적 측정치는 비슷하였으나, 세부적으로 살펴보면 상당한 차이가 존재한다. 둘째, '시스템 내 관계 파악'은 사고양식 유형과 상당히 밀접한 관계를 가지고 있으며, Type I집단이 보다 다각적, 역동적, 순환적으로 접근하여 보다 유리하다. 셋째, '시스템 일반화'에서 시스템에 대한 단순 해석 능력은 두 집단 모두 비슷하나, 숨겨진 차원 요소를 가미하여 추정할 경우 일반화 경향이 Type I집단이 우수하다. 하지만 시스템 예측 측면에서는 집단에 관계없이 미약하다. 이러한 결과를 볼 때 시스템 학습 프로그램 개발과 적용에 있어 다양한 대상에 대한 구체적인 개발 전략이 요구되며, 이를 통한 시스템 인지와 관련된 여러 분야에서의 활용성과 기대 효과가 클 것이라 생각된다.

본 연구는 창의성의 영역 특수적인 입장에서 과학적 창의성을 다룬 논문들을 내러티브 리뷰의 방법을 사용하여 탐색한 것이다. 창의성을 바라보는 2가지 입장 중에서 한 가지인 영역 특수적인 입장은 창의성에 대해 "그 아동이 얼마나 창의적인가?"라는 창의성의 일반적인 입장에서 "그 아동은 어느 영역에서 창의적인가"라는 영역 특수적인 접근방법으로 창의성을 바라보는 것이다. 이러한 관점에서 본 연구는 과학을 바라보았을 때, 과학적 창의성은 어떻게 정의될 수 있으며, 또 어떤 구성 요인들로 이루어졌는가를 탐색해 본 연구이다. 과학적 창의성 관련 논문들에 대한 리뷰를 통해 본 연구는 과학적 창의성은 과학적인 지식을 바탕으로 논리적이고 분석적인 사고를 통해 새롭고 적절한 것을 찾아내는 능력으로 정의할 수 있었으며, 과학적 창의성의 구성 요인은 정의적, 인지적, 환경적 요인으로 나눠 살펴본 결과, 영역 특수적인 관점에서 가장 두드러지게 차이를 보이는 과학적 창의성의 인지적 요인은 과학 관련 지식, 과학 탐구과정, 문제 발견력, 문제 해결력 등으로 구성되어짐을 알 수 있었다. 이러한 과학적 창의성에 대한 논의는 보다 과학적 창의성에 대한 실증적인 연구에 대한 좋은 길잡이가 될 것으로 사료된다.

본 연구는 고등학교 생물 수업에서 POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램의 개발 및 수업에의 적용으로 학생들의 학업 성취도와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구 대상으로 부산시 소재의 남자 인문계고등학교 2학년 4개 반을 선정하였다. 수업은 생물 I '순환' 단원으로 4주에 걸쳐 6차 시로 이루어졌으며, 실험집단은 POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램에 의거한 수업을 진행 하였으며, 통제집단은 실험집단과 동일한 학습 목표와 주요 학습 내용을 기준으로 생물 I 교과서에 제시되어 있는 학습내용과 탐구활동을 토대로 실시하였다. 현장 적용결과, 첫째, POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램은 이미 알고 있는 지식과 실험을 통해 새롭게 알게 된 지식을 적절하게 연결하는 활동과 학생들의 고차원적인 사고유발을 위한 교사의 다양한 질문을 통해 문제해결력 향상뿐만 아니라 논리적인 사고능력에 도움을 주어 학업 성취도에 긍정적인 효과를 미친 것으로 나타났다. 둘째, POE를 적용한 논술형 탐구학습 프로그램은 실험에 대한 사전 예측활동으로 실험에 대한 관심을 유발하게 하고 직접 관찰한 것과 예측한 것 사이의 모순을 해결해 가는 과정을 통해 학습과정에 적극적인 참여의 유도로 과학 관련 태도에 긍정적인 효과가 나타난 것으로 판단된다.

이 연구는 암석과 지각, 판구조론에 대한 학생들의 존재론적 범주화를 분석한 것이다. 연구에는 고등학교 1학년 169명의 학생들이 참여하였으며, 연구 영역에 대한 학생들의 존재론적 범주화 경향을 밝히기 위해 질문지를 개발하고 부호화 틀을 제작하였다. 그리고 모든 학생 결과물들은 부호화 틀에 따라 4 단계(물질, 전환, 초기적 과정, 완료적 과정)의 범주로 부호화하였다. 연구 결과에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 연구 영역의 개념들에 대한 학생들의 존재론적 범주화는 암석 영역의 개념들에서 62%로 그리고 지각 영역의 개념들에서 75%로 우세하게 물질과 전환 범주로 분류되었다. 판구조론 영역에 대한 개념들의 존재론적 범주화 경향은 65%가 과정 범주로 부호화됨으로써 비교적 과정 지향적 관점을 가지고 있는 것으로 해석되었다. 둘째, 학생 개개인의 영역별 개념들에 대한 존재론적 범주 배정 경향은 모든 영역에서 과정 범주와 물질 범주로 부호화된 학생의 비율이 각각 17%, 30%로 확인되었다. 응답 분석 결과에서 물질 범주로 부호화된 대부분의 학생들은 세계를 단순한 물질의 조합으로 보는 경향이 많은 것으로 확인되었다. 그리고 지식 구조를 형성하는 개념들에 대하여 현상이나 사건 자체로만 사고하는 존재론적 신념을 지니고 있는 것으로 나타났다.

이 연구의 목적은 확률 논리와 조합 논리가 형성되지 않은 학생들에게 논리 지도를 위한 최적의 시기를 찾고자 하는 것이다. 초등학교 4, 5, 6학년 학생 430명을 대상으로 논리의 형성정도를 사전에 검사하였다. 검사도구는 GALT를 참고하여 개발하였고, 이는 과학 교육 전문가에게 타당도를 검증 받았다. 처리 프로그램은 두 가지 논리가 모두 형성되지 않은 각 학년 20명의 학생을 대상으로 수행하였다. 이는 바둑돌과 카드를 반복적으로 수행하는 검사도구이다. 4주 뒤 사후검사에서 확률논리와 조합논리의 발달정도를 알아보는 검사를 다시 수행하였고 그 변화는 확인되었다. 확률논리의 경우 4, 5, 6학년에서 형성율이 각각 15%, 25%, 40% 증가하였고, 평균도 .15, .30, .50 증가하였다. T-검증에 의한 의미있는 결과는 6학년 중에서 얻어졌다. 그러나 과도기 학생 비율(21.7%)를 제외하면 형성 학생의 비율은 5.0%로 여전히 저조하였고, 다수의 학생(73.3%)은 미형성 상태를 유지하였다. 조합논리의 경우 4, 5, 6학년에서 형성율이 각각 20%, 25%, 63.2% 증가하였고, 평균도 .20, .25, .63 증가하였다. T-검증에 의한 의미있는 결과는 역시 6학년 중에서 얻어졌다. 그러나 처치 후 논리 형성 학생으로의 전이는 없었으며, 과도기 학생의 비율만 35% 증가하였다. 위의 연구결과, 확률논리와 조합논리가 형성되지 않은 학생들은 학습을 통한 향상은 이루어 졌지만, 인지발달과 같은 질적인 변화는 이루어지지 않았다. 이 연구로 인하여 확률논리와 조합논리의 학습 효과가 큰 6학년 학생들의 인지수준 개선을 위한 여러 분야에서의 더 활발한 연구가 이루어지길 기대한다.

이 연구의 목적은 지구계 교육에 근거한 과학영재 교육 프로그램을 개발하고 이를 영재학생을 대상으로 적용한 후 그 효과를 분석하는 것이다. '단층과 지진'이라는 주제에 대하여 6가지 활동을 개발하였고 탐색-심화-적용의 3가지 단계별로 지구계 교육의 목표를 달성할 수 있도록 구성하였다. 활동에 필요한 실험 모형 두 가지를 직접 제작하였으며 학생용 활동지와 교사용 지도 자료를 개발하였다. 개발된 프로그램의 적용에 따른 효과를 조사하기 위해 대학교 부설 과학영재교육원의 중학교 2학년 학생 14명을 대상으로 적용하였고 학생들의 활동지 및 산출물, 프로그램에 대한 인식 조사 결과를 분석하였다. 학생들이 기록한 활동지 및 산출물을 통해 본 프로그램이 지구의 하위계내의 상호작용을 이해하는데 긍정적인 영향을 준다는 점을 확인할 수 있었다. 인식 조사 결과를 살펴보면, 대부분의 학생이 흥미 유발과 학습주제 개념에 대한 이해 측면에서 긍정적으로 인식하였고, 특히 모형을 사용한 실험과 그리기 활동, 조별 조사 및 발표 활동이 개념 획득에 도움이 되었다는 의견을 나타내었다. 참여한 다수의 학생이 프로그램 수준이 중학교 과학 영재학생에게 적절하다고 인식하였으나 일부 소수의 학생은 수준이 약간 높다는 반응을 나타내었다.

이 연구에서는 전국 16개 시 도 교육청에서 운영하는 사이버가정학습 사이트에 공동으로 탑재되어진 중학교 1학년 생물영역 콘텐츠를 선정하여 학습환경, 교수설계, 학습내용, 교수학습전략, 상호작용, 지원체계, 평가, 윤리성, 저작권의 9개 영역에서 평가하였다. 평가 결과 첫째, 학습환경 평가영역에서, 콘텐츠는 학습자의 다양한 조건에서 실행이 가능하고 학습도중 다른 화면으로의 이동이 자유로워 학습자에게 편리한 학습환경으로 구성되어 있다. 둘째, 교수설계 평가영역에서, 콘텐츠는 학습목표를 명확하게 제시하고 있고 학습자의 수준을 고려하여 학습활동을 제공하고 있다. 그러나 학습안내, 선수학습, 학습평가, 학습정리의 단계는 수준별 학습이 이루어지지 않고 있다. 셋째, 학습내용 평가영역에서, 학습내용은 학교의 정규 교과 수업 내용을 바탕으로 구성되어져 있으며, 각 차시별로 제시된 학습목표에 맞는 내용으로 학습 내용을 구성하고 있다. 그러나 최신 정보 및 경향으로 수정 및 보완하지 않았다. 넷째, 교수학습전략 평가영역에서, 콘텐츠는 대부분이 수동적 탐구로 이루어진 강의 중심의 자료 제시형으로 구성되어 있다. 다섯째, 상호작용 평가영역에서, 사이버가정학습의 사이트와 각 메뉴에 대한 안내를 위한 별도의 메뉴를 메인화면에 구성하고 있으나 효과적이라고 보기 어렵다. 여섯째, 지원체제 평가영역에서, 사이버가정학습의 사이트의 메인화면에 각 메뉴에 대한 안내와 학습사전, 용어사전을 제시하고 있다. 일곱째, 학습평가를 포함 한 다른 학습단계의 내용은 다른 수준의 콘텐츠를 선택하더라도 같은 수준의 같은 내용으로 평가가 이루어 지고 있다. 여덟째, 윤리성 평가영역에서, 콘텐츠는 사회적으로 지켜야 할 도리와 규범을 준수하고 있다. 아홉째, 저작권 평가영역에서 사이버가정학습 사이트를 운영하는 기관을 사이트의 메인화면 하단에 명시하고 있다.

본 연구의 목적은 한국교육고용패널(KEEP: Korean Education & Employment Panel) 자료를 활용하여 한국 청소년들의 과학교과 흥미도의 종단적인 변화와 그 영향요인을 분석하고자 한다. 이를 위해 시간의 변화에 따른 종단적인 개인의 변화와 차이를 분석할 수 있는 잠재성장모형(LGM)을 적용하였다. 연구의 결과는 먼저 한국 청소년들의 과학에 대한 흥미도가 변화하고 있으며, 그 변화의 패턴은 이차곡선적인 변화를 보이고 있음을 확인하였다. 그리고 그러한 과학교과 흥미도의 초기치와 변화율의 상관이 부적으로 나타났지만 통계적으로 무의미하였다. 또한 이러한 교과교과 흥미도의 변화에 영향을 주는 요인을 살펴보면 자아관, 학업성취, 학교생활 및 풍토 그리고 진학계열이 주요하게 영향을 주는 것으로 확인할 수 있다.

이 연구의 목적은 초등예비교사들의 법정계량단위에 대한 관심과 지식정도를 알아보는 것이었다. C 교대 초등예비교사 1,096명을 대상으로 법정계량단위에 대한 인식과 관심, 학년별, 성별, 계열별로 얼마만큼 알고 있는지를 설문을 통하여 변인별 빈도와 백분율(%)과 교차분석($x^2$)을 산출하여 분석해 보았다. 법정계량단위사용의 시기에 대한 관심은 52.1%가 잘 알지 못하였고, 단위사용에 대한 혼란을 느낀 경험을 60.1% 갖고 있다고 하였다. 시행공포후의 반응에서는 절반이상이 별 달라진 것이 없다고 대답하였다. 법정계량단위 사용의 정착을 위한 노력은 방송매체, 수업시간 그리고 캠페인, 연수의 순으로 습득해야한다고 하였다. 법정계량단위에 대하여 학년별, 성별 그리고 문과, 이과계열출신별로 지식정도를 알아본 결과로는 길이와, 넓이, 부피, 질량 단위 등은 학년별, 성별 그리고 이과, 문과계열출신별에 관계없이 따른 지식정도는 잘 알고 있었다. 3학년의 정답률이 가장 높았고 지식 정도 순서로는 3>4>2>1 순으로 나타났다. 3학년의 경우 교육과정상 단위 관련 과목을 배운 시기가 얼마 되지 않아 정답률이 높은 것으로 사료된다. 성별의 경우는 남학생보다 여학생이 정답률이 높았다. 온도는 남자가 정답을 택한 경우가 많았으며 여학생은 한 명도 정답을 선택하지 않았다. 시간의 경우 여학생들의 정답률이 남학생보다 2.7배 이상으로 높았다. 문과, 이과계출신별 지식정도는 부피와, 빛의 밝기는 동일하였고 온도를 제외하고는 예상과 달리 문과 계열출신학생이 정답률이 높았다. 특히 광도를 나타내는 SI단위인 '칸델라(cd)'보다 생활 속에서 사용하는 '럭스' 단위를 혼동하여 사용하는 것 같다. SI 기본단위는 학년별, 성별 그리고 문과, 이과계열별에 관계없이 잘 모르고 있었다. 또한 생활 속에서 쉽게 접하고 있는 유리 및 보조단위를 기준단위와 혼동하여 쓰는 경우도 확인할 수 있었다. 그래서 학생들이 자연스럽게 단위 학습이 될 수 있도록 지속적인 노력이 필요하다고 생각한다. 또한 정부의 미온적인 대처가 제도정착을 지연시키는 한 원인이 되기도 하므로 정부는 제도정착을 위해서 다른 나라의 경우를 거울삼아 하루빨리 정착 할 수 있도록 적극적인 노력을 해야 한다.

본 연구는 고등학교 지구과학 수업을 중심으로 발문 전략을 수립하고 이를 적용함으로써 학생들의 과학적 창의성을 신장시키는데 그 목적이 있다. 2004년 3월에서 2006년 2월 기간까지 고등학교 학생 153명을 대상으로 하였다. 프로그램 반응 평가지를 통하여 발문전략에 관한 학생들의 반응을 살펴보았다. 또 한국적성검사연구소에서 제작한 창의성 검사를 통하여 학생들의 과학적 창의성 신장 여부를 분석하였다. 학생들은 발문전략을 적용한 교수학습 방법이 과학적 창의성을 신장에 도움이 되었다고 반응하였지만, 교사와 학생 사이의 상호작용 증진에는 효과가 없었다고 반응하였다. 발문 전략을 적용한 교수학습의 결과 언어유추능력 항목에서 가장 많은 향상을 보인 반면, 계획적 분석능력 항목에서 가장 작은 향상을 보였다. 대응표본 t검정 결과 도형유추능력, 언어유추능력, 문장이해력 항목에서 유의미한 차이를 보였다.

이 연구에서는 예비 과학교사들이 작성한 웹기반 반성저널을 분석하였다. 예비 과학교사들에게 4주간의 실습 기간 동안 매주 최소한 2개 이상의 반성저널을 웹 게시판에 작성하도록 안내하였다. 최종적으로 23명의 예비 과학교사가 작성한 307개의 웹기반 반성저널을 분석대상으로 선정하여, 주제 영역과 반성적 사고 수준을 분석하였다. 반성저널은 대부분 수업 준비나 자신의 수업에 대한 성찰과 같이 과학 수업 활동과 관련된 것들이었으며, 실습 진행에 따라 점차 빈도가 증가하였다. 과학 수업 활동과 직접적으로 연관이 있는 179개의 반성저널의 반성적 사고의 수준을 분석한 결과, 반성적 사고가 포함된 반성저널은 53개(29.6%)였는데, 상위 수준의 반성적 사고(전문적 반성과 비판적 반성)는 매우 적었지만, 상당수의 예비교사들이 웹기반 반성저널 쓰기 활동이 자신의 수업을 되돌아보고, 교육실습 활동의 기록을 남기는 데 도움이 된다고 인식하였다.

이 연구는 과학 교육과정 중 천문관련 단원의 내용과 천문과학관의 전시내용을 비교 분석하여 천문과학관이 교육과정의 내용과 목표를 얼마나 잘 반영하고 있는지 알아보는데 목적이 있다. 연구 대상은 국내 천문과학관 5곳으로 천문과학관 프로그램 평가도구를 사용하여 프로그램 내용을 평가하고 프로그램 형태를 조사하여 분석하였다. 이 때 사용된 평가도구는 교육부(1997)에서 고시한 과학교육과정 내용과 교육과정평가원(2000)에서 제시한 성취기준 및 평가기준을 근거로 고안하였다. 이 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 천문과학관에서는 과학 교육과정 내용 중 천문관련 학습요소를 대부분 반영하고 있었다. 이는 천문과학관이 비형식 교육 기관으로서 학교 과학 교육과 비교적 잘 연계되고 있음을 보여준다. 교육과정 반영 비율은 5학년이 가장 높으며, 전시 형태는 패널 형태가 가장 많았다. 평가점수는 반영비율에 비하여 낮았는데 이는 향후 천문과학관의 프로그램을 선정함에 있어 과학 교육과정을 더 충실히 반영하여야 함을 알 수 있다.

이 연구는 대학 강의 상황에서 두 예비 과학 교사들의 코티칭을 활용한 수업이 계획 준비되고, 실행되며, 평가 반성되는 과정을 자세히 기술하고 설명하며 이해하려는 목적을 가진다. 예비 과학 교사들은 수업에 대한 관점을 교환하며 코티칭 수업 모형과 내용을 선정하고 수업 자료를 공동으로 준비하였다. 강의실의 공간을 두 예비 과학 교사들이 효율적으로 활용하고, 수업을 이끌어가는 역할을 주고받으면서 코티칭 수업을 함께 진행하였다. 코티칭 수업에 직접적 간접적으로 참여하는 지도교수와 다른 예비 과학 교사들은 학생 또는 수업 비평가의 역할을 맡아 코티칭 수업을 도왔으며, 수업 후 평가와 반성을 공유하였다. 코티칭 수업이 중등 교육 현장, 과학 교사 교육, 과학 교육 등에서 가지는 의미와 시사점을 논의하였다.