• 제목/요약/키워드: 과학학습에 대한 신념

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6학년 학생의 과학에 대한 인식론적 신념과 학습 관련 요소들과의 관계 분석 (Analysis of Relation between Features of Sixth Grade Elementary Students' Epistemological Beliefs about Science and Factors Related Students' Learning)

  • 원정애;백성혜
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제30권3호
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    • pp.282-295
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    • 2011
  • Prior research has reported that student epistemological beliefs might affect their participation in learning and the process of conceptual change. The purposes of this study were to investigate the characteristics of sixth grade students epistemological beliefs about science and the relation between their epistemological beliefs about science and factors related their learning. For this research questions, 245 sixth grade students participated and various test instruments were used in this study. Students answered two types of questionnaires on epistemological beliefs about science and three test instruments on factors related students' learning(achievement in science, science inquiry skills, and cognitive levels). The results of this study were as follows. First, a large number of elementary school students believed that the purpose of science to perform activities like simple experiments. A lot of students believed that scientific knowledge was changeable according to the nature of scientific knowledge and that scientific knowledge could be learnt on their own. Also, many students believed experiment results to be basis on which to form personal scientific conceptions. Second, students who believed in more modern epistemology about science represented higher levels of science learning achievement, science inquiry skills, and cognitive levels. Therefore, when developing science curriculum, science educators need to consider how to develop student modern epistemological beliefs about science.

실험 저널쓰기에서 나타난 예비과학교사들의 과학실험에 대한 반성적 사고 분석 (An Analysis of Pre-service Science Teachers' Reflective Thinking aboutvScientific Experiment in Experimental Journal Writings)

  • 이윤정;임성민
    • 한국과학교육학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.198-209
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    • 2011
  • 이 연구에서는 실험 저널쓰기에서 나타난 예비 과학교사의 실험에 대한 반성적 사고를 조사하였다. 이를 위하여 탐구기반 물리실험 수업에서 예비 과학교사들에게 매 주제의 실험 수행마다 실험 과정과 수행에 대한 결과 및 논의와 더불어 실험 수행 후 실험에 대한 자신의 의견을 자유롭게 기술하는 실험 저널을 작성하도록 하고, 이들이 작성한 실험 저널에 포함된 진술문을 분석하여 실험에 대한 반성적 사고를 지식, 과정, 지향, 태도 등 4개의 차원으로 나누어 분석하였다. 지식 차원에는 반성적 사고는 실험을 통해 이미 알고 있는 내용을 점검하거나 실험 후에도 여전히 해결되지 않는 내용과 실험 후 새롭게 알게 된 내용에 대한 반추가 포함되었으며, 과정 차원에는 전반적인 실험 저널쓰기에서 나타난 예비과학교사들의 과학실험에 대한 반성적 사고 분석 207실험 과정에 대한 점검과 구체적인 실험 수행에 대한 반성이 드러났다. 지향 차원에서는 실험 수업을 통하여 얻게 된 과학의 본성에 대한 이해와 과학교육에 대한 견해가 포함되었으며, 태도 차원에서는 실험 수업에 대한 흥미와 동기, 실험수업에 대한 가치 인식이 포함되었다. 수행한 실험주제에 따라 반성적 사고의 유형별 빈도는 조금씩 다르게 나타났으나, 공통적으로 이러한 반성적 사고에는 예비 과학교사들의 자신의 앎과 학습과정에 대한 초인지, 과학과 과학교육에 대한 인식론적 신념, 과학과 실험에 대한 정의적 특성이 드러났다. 이와 같이 자신이 수행한 실험에 대해서 형식적인 절차에 따른 '과학적' 글쓰기뿐만 아니라 자유로운 형태로 '자신의' 글쓰기를 하게 하는 실험 저널쓰기는 과학학습 맥락에서 반성적 사고가 드러날 수 있는 매개이자 반성적 사고를 촉진할 수 있는 활동으로서 의미를 갖는다.

생물 존재 필요성에 대한 중학생의 개념생태 특징 (Characteristics of Middle School Students' Conceptual Ecologies on the Need of Existence of Living Things)

  • 송현미;정완호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.648-657
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    • 2001
  • 본 연구에서는 학생들의 개념에 영향을 미치는 개념 생태 요소들을 알아보고, 각 요소들 및 학생들의 개념간에 어떤 관계가 있는지를 정상적으로 살펴보았다. 이를 위해 중학교 3학년 학생 6명 을 대상으로 설문지 결과 및 면담과 토론 수업 결과들을 분석하여 각 학생들의 개념 생태 특징을 기술하였다. 학생들이 보유하고 있는 생물 존재 필요성에 대한 개념은 인지적, 정의적으로 다양한 개념 생태 요소들과 밀접한 연관을 맺고 있음을 볼 수 있었으며 그 유형도 다양하게 나타났다. 특히 그러한 개념에 영향을 미치는 주요 요소로는 형이상학적 신념, 다른 영역의 개념 이해 등을 들 수 있으며, 다른 요소들도 이와 상호관련성을 가지고 있었다. 이처럼 학생들의 선개념은 관련된 개념 생태 요소들과 밀접히 연관되어 있으며 개념 및 학습자의 유형에 따라 개념 생태들이 달라지므로, 개념 변화 학습시 학습자의 특성 및 개념 생태 요소들의 영향을 고려해야 할 것이다.

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연소 개념 학습에서 변칙 사례에 의한 인지 갈등 및 상황 흥미가 개념 변화 과정에 미치는 영향 (The Influences of Cognitive Conflict and Situational Interest by a Discrepant Event on the Conceptual Change Process in Learning the Concept of Combustion)

  • 최숙영;강석진;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.779-785
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    • 2008
  • 이 연구에서는 연소 개념 학습에서 변칙 사례의 역할을 인지적 동기적 측면에서 조사했다. 중학교 2학년 학생 433명을 대상으로 선개념 검사와 변칙 사례에 대한 반응 검사, 상황 흥미 검사를 실시했다. 연소 개념 학습을 실시한 후, 사후 검사로 주의집중, 노력, 개념 이해도 검사를 실시했다. 목표 오개념을 지닌 것으로 판별된 208명의 응답을 분석한 결과, 거부와 배제 반응의 비율은 밀도에 대한 선행연구의 결과와 비교하여 상대적으로 높은 반면, 신념 변화 반응의 비율은 낮은 것으로 나타났다. 경로 분석 결과, 대안 가설 제시 후의 상황 흥미가 직접적으로 또는 주의집중과 노력을 매개로 개념 이해도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 변칙 사례에 의해 유발된 상황 흥미는 대안 가설 제시 후의 인지 갈등에 직접적으로 영향을 미치기도 했다.

합리적 문제해결을 저해하는 인지편향과 과학교육을 통한 탈인지편향 방법 탐색 (Exploring Cognitive Biases Limiting Rational Problem Solving and Debiasing Methods Using Science Education)

  • 하민수
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.935-946
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    • 2016
  • 이 연구의 목적은 과학교육과 관련된 인지편향을 확인하고 과학교육을 통하여 인지편향을 줄일 수 있는 방법을 확인하기 위하여 계획되었다. 문헌조사를 통하여 연구되어진 인지편향을 수집하였고, 과학학습의 관련성이 높은 인지편향을 과학교육전문가와의 토론을 통하여 추출하였다. 연구 결과 합리적 인과관계추론을 방해하는 인지편향, 다양한 정보와 결론 생성을 방해하는 인지편향, 자기반성적 학습을 방해하는 인지편향, 자기 주도적 의사결정을 방해하는 인지편향, 범주 제한적 사고를 조장하는 인지편향의 다섯 가지로 분류하였고, 총 29개의 인지편향들을 조사하였다. 합리적 인과관계추론의 방해하는 인지편향은 목적론적 사고, 가용성 편향, 착각적 상관, 클러스터 착각이었다. 문제해결에서 다양한 정보의 탐색을 방해하는 인지편향은 선택적 지각, 실험자 편향, 확증편향, 단순 사고 효과, 주의 편향, 신념편향, 실용 오류, 기능적 고착, 틀 효과가 있었다. 자기반성적 학습을 방해하는 인지편향은 과도한 자신감 편향, 우월성 편향, 계획 오류, 기본적 귀인 오류, 더닝-크루거 효과, 사후확신편향, 맹점편향을 확인하였다. 자기 주도적 의사결정을 방해하는 인지편향은 동조효과, 편승효과, 집단사고, 권위에 호소, 정보편향이 있다. 마지막으로 범주 제한적 사고를 조장하는 인지편향으로는 심리학적 본질주의, 고정관념, 의인화, 외집단 동질성 편향이 있었다. 연구된 인지편향에 대한 심리학적 특징들과 과학교수-학습방법들을 토대로 인지편향을 줄이고 역량을 향상시킬 수 있는 수업 방법에 대해서 논의한다.

과학을 잘 하는 모습에 대한 고등학생의 인식 (Secondary School Students' Images of Doing-Science-Well)

  • 이왕석;김희경;송진웅
    • 한국과학교육학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.1-14
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    • 2008
  • 본 연구에서는 과학의 이미지 중 '과학을 잘 하는 모습'에 대한 인식을 조사하였다. 학생들의 '과학을 잘하는 모습'은 첫째, 학생 개개인의 과학학습 목표와 연관되어 있다는 점, 둘째, 학생들이 생각하는 '과학적 재능'의 요인에 대한 정보를 제공한다는 점, 셋째, 과학을 잘하는 모습에 대한 판단기준은 학생들이 주로 의존하는 권위는 무엇인가에 대한 실마리로써 그 의미를 지닌다. 이에 본 연구에서는 다음과 같은 연구문제를 중심으로 고등학생들의 '과학을 잘 하는 모습'에 관한 인식을 조사하였다; (1) 학생들의 '과학을 잘 하는 모습'에 대한 인식에는 어떤 유형들이 있는가? (2) 학생들이 과학을 잘 한다고 판단하게 될 때 그 구체적인 상황(context)은 어떻게 나타나는가? (3) 학생들이 가지고 있는 '과학을 잘 하는 모습'과 '과학학습 목표'는 일치하는가? 연구결과, 첫째, 학생들은 과학을 잘 한다는 것에 대해 '과학성적을 잘 받는 것', '새로운 것을 발견하는 것', '일상생활에서 과학을 잘 이용하는 것', '과학을 즐기는 것', '실험을 하고나서 결과를 잘 이해하는 것', '형식이나 규칙에 얽매이지 않는 것', '독창적이고 앞서는 생각을 하는 것' 등 다양한 응답 유형을 보였다. 대부분의 학생들은 사회적 기준(사회적으로 인정된 과학을 잘 하는 기준)과 개인적 기준(개인의 신념과 경험을 통해 형성한 과학을 잘 하는 기준)을 모두 사용하고 있었으나, 개인적 기준을 더 중요시 하는 경향이 있었다. 둘째, 학생들의 '과학을 잘 하는 모습'의 재유형화를 통해, 9가지 유형을 추출해 낼 수 있었다(창의적인 생각으로 지식을 창출하는 '아인슈타인 유형', 실험을 체계적으로 수행하여 결과를 잘 도출해 내는 '퀴리 부인유형', 많은 호기심으로 끊임없는 질문을 하는 '소크라테스 유형' 등). 한편, 과학을 잘 한다고 판단할 때의 상황을 분석하여, 물리적 상황과 심리적 상황으로 구분될 수 있었다. 학생들이 과학을 잘 한다고 판단하게 될 때의 물리적 환경을 묘사하는 물리적 상황은 4 가지로 분류되었고(학교교실수업 상황, 실험실 상황, 문제풀이 상황, 일상생활 상황), 과학을 잘 하는 것의 판단에 영향을 미치는 심리적 상황은 6 가지가 있었다(내가 급히 해결해야할 문제를 그 사람이 해결해 줄 때, 내가 오랫동안 해결하지 못한 문제를 그 사람이 해결해 줄때, 아무도 예상하지 못했던 사건에서 그 사람이 침착하게 대응했을 때, 등). 9가지 유형과 4가지 물리적 상황, 6 심리적 상황으로 결합된 '과학을 잘 하는 것의 판단 틀'은 '과학을 잘 하는 모습'을 판단하는 메커니즘을 설명하기위한 기초 자료를 제공한다는 데에서 의미를 지닌다. 또한, 학생들의 '과학을 잘 하는 모습'에 대한 변화를 유도하기 위한 교육적 도구로 활용될 여지가 있다. 셋째, 2/3에 해당하는 학생들이 '과학을 잘 하는 모습'과 자신 과학학습 목표는 일치하다고 언급하였다. 불일치를 보이는 학생들은 과학을 잘 하고 싶지 않거나, 현실적인 이유로 성적 향상위주의 과학학습을 하는 학생들임이 드러났다. 이러한 결과는 '과학을 잘 하는 모습'과 과학학습의 목표는 거의 일치한다고 말할 수 있다. 본 연구에서는 '과학을 잘 하는 모습'에 대한 학생들의 인식의 중요성을 제안함으로써, '과학의 이미지'연구 분야의 영역을 보다 넓히고, 과학교육의 새로운 시사점을 발견하는 데 중점을 두었다. 그러므로 본 연구에서는 주로 '과학을 잘 하는 모습'에 대한 유형과 상황의 추출에 초점을 두었으나, 이것을 바탕으로 후속연구로서 이러한 학생의 인식 특징이 성취도나 진로선택과 어떤 관계를 가지는지 조사할 필요가 있다.

학생의 인지적.정의적 변인, 변칙 사례에 의한 인지 갈등, 개념 변화 사이의 관계 (The Relationships among Students' Cognitive/Affective Variables, Cognitive Conflict Induced by Anomalous Data, and Conceptual Change)

  • 노태희;임희연;강석진;김순주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.658-667
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    • 2001
  • 본 연구에서는 학습자의 인지적 정의적 변인, 변칙 사례에 의한 인지 갈등, 개념 변화 사이의 관계에 대해 조사하였다. 배경 지식, 장의존성 독립성 학습 전략, 논리적 사고력, 목표 지향, 선개념 및 능력에 대한 자아효능감, 통제 신념 등을 조사하였고, 선개념 검사, 변칙 사례에 대한 반응 검사, 직후 개념 및 개념 파지 검사를 실시하였다. 학습자의 인지적 정의적 변인과 변칙 사례에 의한 인지 갈등 사이에는 유의미한 상관이 없었다. 분자 운동에 대한 배경 지식, 장의존성, 독립성, 학습 전략은 학생들의 직후 개념 및 개념 파지와 유의미한 상관이 있었으며, 논리적 사고력과 직후 개념의 상관이 유의미하였다. 중다 회귀 분석 결과, 학습 전략이 학생들의 직후 개념과 개념 파지를 유의미하게 예측하였다. 정의적 변인의 경우, 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념 및 개념 파지와, 목표지향은 직후 개념과 유의미한 상관이 있었다. 능력에 대한 자아효능감은 직후 개념과 개념 파지에 대한 유의미한 예언 변인이었으며, 목표 지향은 직후 개념에 대한 유의미한 예측 변인이었다.

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과학적 모델과 모델링에 대한 중등 과학 교사의 인식 탐색 (An Investigation into the Secondary Science Teachers' Perception on Scientific Models and Modeling)

  • 조은진;김찬종;최승언
    • 한국과학교육학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.859-877
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    • 2017
  • 과학 교육의 궁극적 목표인 학생들의 과학적 소양을 배양하는데 있어 이하 모델과 모델링이 차지하는 핵심적 역할을 고려할 때, 중등 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 인식을 조사하는 것은 모델 기반 교수 학습을 실제 과학 수업에 적용하기 위한 토대를 마련하기 위해 필수적이라고 할 수 있다. 모델 기반 교수 학습이란 학생들이 자신의 모델을 생성(generating), 평가(evaluating), 수정(modifying)하는 모델링을 통해 과학적 내용 지식을 학습하고 나아가, 과학의 본성에 대한 바람직한 이해를 구축하도록 모델과 모델링 과정에 대하여 학습하는 것을 의미하며, 그러한 모델링 수업의 안내자로서 과학 교사는 모델과 모델링에 대하여 튼튼한 이해를 소유하여야 한다. 이에 본 연구자는 현재 학교 현장에서 과학 교과를 가르치는 50명의 중등 과학 교사를 대상으로, 10개의 개방형 문항을 사용하여 다음과 같은 두 가지 범주의 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 인식, 첫째, 모델과 모델링에 대한 여러 측면의 이해, 즉 정의, 예시, 목적, 다양성, 변화성, 설계와 구성, 평가 기준, 둘째, 교수도구로서의 모델과 모델링 활용의 중요성과 교수 의사를 조사하였다. 수집된 자료에 대한 질적 분석을 통하여 다음과 같은 결론에 도달하였다. 첫째, 대부분의 과학 교사들은 모델이 갖는 교수도구로서의 기능적 측면에 집중하여, '실제의 단순화된 표상'이라는 모델 개념을 소유하지만, 과학 내용 전달 측면의 효용에만 집중하기 때문에, 과학에 있어서 모델과 모델링의 역할을 파악하지 못 하고 있다. 둘째, 대부분의 과학 교사들은 하나의 자연 현상을 표상하기 위해 다양한 모델이 구성될 수 있다는 사실과, 그러한 모델의 변화 가능성에 대하여 비교적 잘 인식하고 있으나, 모델의 설계와 구성이나 평가 기준 측면의 이해는 수정을 필요로 하는 제한적 수준에 머물러 있다. 셋째, 많은 교사들이 모델과 모델링에 대하여 가르치는 것의 중요성을 인식하지만, 여러 교육 과정 상의 현실적 어려움과, 교사의 지식 부족을 토로하여 모델과 모델링의 실제 현장 적용에 대해 부정적 시각을 견지하는 교사들이 상당하였다. 넷째, 물리, 화학, 지구과학 전공 교사들에 비하여, 생물 전공 교사들은 전공 또는 과목 의존적 이해의 양상, 즉 생물교과에 자주 등장하는 기능적, 실물 모델에 국한된 모델 개념을 소유하였고, 그러한 관점은 교수도구로서 모델과 모델링을 활용하는 것에 대한 부정적 견해로 나타나, 모델에 대한 지식과 신념 사이의 상호관련성이 일견 탐지되었다. 본 연구에서 중등 과학 교사들이 모델과 모델링에 대하여 무엇을 알고, 어떻게 가르치는가에 대한 기존의 인식을 탐색하여 분석한 결과는 과학 교사의 모델과 모델링에 대한 이해의 제고를 위한 적극적인 개입에 대하여 큰 시사점을 갖는다.

초·중등학교 교사들의 극지 소양 (Elementary and Secondary School Teachers' Polar Literacy)

  • 정수임;최하늘;김민지;신동희
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.734-751
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    • 2021
  • 이 연구는 극지 소양 교육을 학교 교육과정에 반영하기 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 교육과정을 현장에서 구현하는 교사들이 지닌 극지 인식과 교수 경험, 극지 관련 인지적·정의적 특성을 조사했다. 대도시 및 중소도시 10개교의 초·중·고등학교 교사 56명을 대상으로 극지 관련 인식, 교수 현황, 극지 지식, 극지와 기후 변화에 대한 신념 및 태도를 포함한 설문을 실시했다. 그 결과, 교사들은 극지 정보에 대한 효능감은 낮은 편이나, 극지와 기후 변화 문제 해결에 있어 교육자의 위상을 긍정적으로 평가하고 있으며 세계 시민적 가치를 실용적 목적보다 우선했다. 학교에서 극지와 기후 변화 문제를 교수한 경험은 교과와 비교과에 걸쳐 다양했지만, 완성된 형태의 교수-학습 자료를 제공받기 원하는 등 교수 개발에 있어 수동적인 면모를 보였다. 인지적 측면에서 교사들은 극지 변화와 기후가 영향을 주고받는 작동 원리와 과정에 대해 다소 모호한 이해를 드러냈다. 정의적 측면에서 대부분 교사들은 학교급을 초월해서 극지 관련 문제에 대한 신념과 태도에서 높은 경향이 나타났지만, 행동 선택은 근소하게 낮았다. 이상의 결과를 바탕으로 극지 소양을 증진시키기 위한 기회 및 자료 제공, 가치 및 태도 형성을 위한 다양한 맥락의 교육 소재 발굴, 극지 연구 자료를 활용한 교육 자료 개발, 학생과 교사를 포함한 극지 지식에 대한 오개념 파악, 초등 교사의 극지 소양 강화, 정의적 태도와 가치관 함양 등의 시사점을 제안했다.

초등 과학영재 지도교사의 과학의 본성에 대한 인식 및 교수태도 분석 (Elementary Science-gifted Teachers' Views and Attitudes Toward Teaching on Nature of Science)

  • 임성만;정운영;양일호
    • 과학교육연구지
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    • 제34권2호
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    • pp.396-404
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    • 2010
  • 이 연구는 전국 초등학교의 영재학급이나 지역교육청 영재교육 센터에서 영재학생들을 대상으로 현재 가르치고 있거나 과거에 가르친 경험이 있는 교사 122명을 대상으로 과학의 본성에 대한 인식과 본성에 대한 교수 태도를 알아보기 위한 것이다. 이 연구에는 Chen(2006)이 개발한 VOSE 검사지가 이용되었다. 과학의 본성에 대한 인식은 7개 영역으로 나누어 조사되었으며, 과학의 본성에 대한 교수태도에 대한 것은 5개 영역별로 조사하였다. 조사한 자료를 분석한 결과, 첫째, 과학의 본성에 대해 과학영재 지도교사들은 대체적으로 바르게 인식하고 있었다. 둘째, 과학의 본성에 대한 교수태도 측면에서는 과학영재 지도교사들은 과학의 본성에 대해 가르치고자하는 긍정적인 태도를 지니고 있음을 확인하였다. 셋째, 과학영재 지도교사들이 인식하고 있는 과학의 본성에 대한 인식 정도와 교수태도는 높은 상관을 보이지 않았다. 이러한 결과는 교사의 과학의 본성에 대한 신념이 교수학습과정에 반영되지 않을 수도 있다는 개연성을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 이러한 결과는 교사의 과학의 본성에 대한 바른 인식뿐만 아니라 과학의 본성에 대한 교수 전략 연구가 병행되어야 함을 시사해준다.

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