• 제목/요약/키워드: 학교과학탐구

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교수적 추론 도구로서 논증구조를 활용한 과학과 예비교사들의 가족유사성 PCK 특성 탐색 (Exploring Preservice Teachers' Science PCK and the Role of Argumentation Structure as a Pedagogical Reasoning Tool)

  • 곽영순
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.56-71
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    • 2023
  • 본 연구의 목적은 논증구조를 교수적 추론 도구로 활용한 예비 지구과학 교사들이 말하는 논증구조의 역할과 실효성을 탐구하고, 이 과정에서 예비교사들이 보여주는 PCK 특성을 탐구하려는 것이다. 논증구조를 활용한 수업 계획과 성찰을 체험하는 일련의 교수적 추론과정에서 교사의 PCK가 발휘되므로, 본 연구에 참여한 예비교사들이 보여주는 미래지향적 가족유사성 PCK의 특성을 탐색하였다. 이를 위해 15명의 예비 지구과학 교사들이 참여하여 논증구조를 활용하여 수업설계와 수업시연을 체험하고, 학기말에 수업 체험에 대한 심층면담을 실시하였다. 심층면담을 토대로 질적 분석을 실시함과 동시에 예비교사들의 가족유사성 PCK의 특성을 분석하기 위해 의미연결망 분석을 실시하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 예비교사들은 논증구조를 적용하면서 수업을 조직적으로 계획하고, 사실에서 결론에 이르기까지 관련된 논증요소를 구분함으로써 짜임새 있게 수업을 구성하였다. 논증구조 구성요소별 특징을 살펴보면, 예비교사들은 사실과 결론의 징검다리인 논거, 반박, 한정어 등을 찾아내는 데 어려움을 겪은 것으로 나타났다. 논증구조로 인해 가장 많은 영향을 받은 PCK 영역은 과학수업 실천 부분으로, 수업내용에 적합한 수업모형선정, 과학수업을 통한 데이터 리터러시와 디지털 역량개발 등을 예비교사들은 강조하였다. 연구결과를 토대로 교수적 추론 도구로서 논증구조의 잠재력과 활용 가능성, 논증구조를 활용한 과학수업을 체험한 중등학교 학생들의 과학탐구와 추론 역량 개발의 가능성, 논증구조를 교수적 추론 도구로 활용하는 교사교육 프로토콜 개발의 필요성 등을 결론으로 제언하였다.

TIMSS 2015 상위국 8학년 과학성취에 미치는 교육맥락변인의 영향력 분석 (Effect Analysis of Educational Context Variables on 8th Grade Science Achievement Among Top-performing Countries in TIMSS 2015)

  • 곽영순;박상욱
    • 과학교육연구지
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    • 제42권1호
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    • pp.66-79
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 TIMSS 2015 결과에서 상위 성취를 보인 5개국(대한민국, 싱가포르, 대만, 홍콩, 일본)에서 8학년 과학성취에 미치는 교육맥락변인의 영향을 비교 분석하고, 이를 통해 우리나라 과학교육 개선을 위한 시사점을 도출하는 것이다. 과학성취에 미치는 교육맥락변인의 영향력을 비교하기 위해 위계선형모형에 의한 분석을 실시하였다. 연구결과에 따르면 우리나라는 학생수준 변인에서 가정의 학습자원, 과학학습에 대한 흥미, 과학에 대한 가치 인식, 학생의 교육기대 수준이 8학년 학생들의 과학성취도에 유의하게 정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 학교수준 변인에서는 재학생의 경제적 배경, 학교의 학업적 성공 강조가 과학성취도에 유의하게 정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상위 5개국 결과를 비교하면 가정의 학습자원, 과학학습에 대한 흥미, 학생의 교육기대 수준이 모든 국가에서 과학성취도에 정적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 학교변인에서 재학생의 경제적 배경은 일본을 제외한 모든 나라에서 정적으로 유의한 것으로 나타났으며, 학생 특성에 의한 수업 제한은 우리나라를 제외한 모든 나라에서 정적으로 유의한 것으로 나타났으며, 실험보조 인력은 일본과 대만에서 정적으로 유의한 것으로 나타났다. 연구결과를 토대로 우리나라 중학교 과학과 교수학습에 주는 시사점을 학생과 학교의 사회경제적 지위에 따른 교육격차를 완화, 역량교육을 위한 과학 수업혁신, 과학수업에서 탐구실험 활동 내실화 등의 측면에서 제안하였다.

2015개정 과학과 선택과목 수업 및 평가에 대한 교사들의 인식 탐색 (Exploration of High School Science Teachers' Perceptions on Instruction and Assessment of Science Elective Courses in the 2015 Revised Curriculum)

  • 곽영순;이일
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.183-192
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    • 2021
  • 본 연구에서는 2015 개정 교육과정 적용 2년차를 맞이하여 고등학교 과학과 선택과목의 수업과 평가 구현 실태를 조사함으로써 과학과 교육과정의 안착 및 개선 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위해 244명의 고등학교 과학과 교사들을 대상으로 설문조사를 진행하였으며, 9명의 과학 교사들과 심층 면담을 수행하여 교육과정 운영에 대한 심층적인 답변을 구하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 설문조사에서 과학 교사들은 개정 교육과정에서 교과역량 신장과 학생들의 참여를 높이기 위한 수업을 고민하고 있지만, 여전히 강의 위주 수업을 가장 자주 활용하는 것으로 나타났다. 평가 측면에서는 과정중심평가와 관련된 문항들에서 교사들은 긍정적인 변화가 있다고 응답하였다. 과학과 선택과목 운영의 어려움으로 교사들은 '담당해야 하는 과목의 수 증가', '업무 과다', '다양한 교수학습 및 평가 등을 고려한 수업의 재구조화에 대한 부담'을 가장 많이 선택하였다. 심층 면담을 통해 교사들은 통합과학에 비해 과학I 선택과목에서는 탐구실험 등과 같은 학생참여형 수업을 덜 강조하며, 과학II 과목의 경우 주로 3학년 때 하므로 학생참여형으로 진행하기 어렵다고 주장하였다. 또한, 과학과 선택과목에서 과정중심평가를 하려면 시간 확보가 필요하며, 수능에 실험이 안 나와서 실험에 대한 과정중심평가도 할 필요가 없다고 응답하였다. 연구결과를 토대로 과학과 선택과목에서 과정중심평가 안착을 위한 지원방안, 학교현장의 학생참여형 수업이나 과정중심평가의 방향성과 원인에 대한 심층 분석의 필요성 등을 제안하였다.

초등 과학 수업에서 학생주도 인포그래픽 구성 활동의 효과 (Instructional Effect of Infographics Construction in Elementary Science)

  • 이희우;임희준
    • 한국과학교육학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.625-635
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    • 2019
  • 학생들은 일상생활에서 많은 시각적 표상을 경험하고 있기 때문에 글과 함께 시각적 표상이 제공되는 인포그래픽은 교사가 정보를 전달하는 방법으로 효율적이다. 또 학생들이 직접 정보를 생산하는 방법으로도 사용될 수도 있다. 따라서 대부분 글로 기록하는 기존의 실험관찰책과 비교하여 학생들이 직접 인포그래픽을 구성하는 수업이 초등학교 과학 수업에 어떤 효과가 있을 것인지에 대해 연구하고자 한다. 초등학교 5학년 4개 학급 학생 총 99명을 대상으로 연구를 실시하였으며, 적용 단원은 2단원 '산과 염기'로 연구집단과 비교집단 모두 교과서에 제시된 탐구와 과정을 중심으로 동일한 수업을 진행하였다. 연구집단은 탐구 결과와 과정을 인포그래픽으로 구성한 반면, 비교집단은 실험관찰책을 그대로 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들이 중점적으로 설명하려는 내용에 따라 인포그래픽의 유형이 달라졌다. 학습 목표에 따라 학생이 중점을 두는 정보를 효과적으로 전달하기 위해 스스로 가장 적합한 유형의 인포그래픽을 선택하였다. 둘째, 인포그래픽을 구성하는 수업은 학업성취도에 유의미하고 긍정적인 효과가 있었다. 하지만 시각화 경향성과 수업 처치 간 상호작용은 나타나지 않았고, 인포그래픽 구성 수업은 학생들의 시각화 특성과 무관하게 긍정적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 셋째, 수업 중 인포그래픽 학습지를 활용한 학생들의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 시각화 경향성과 수업 처치간 상호작용은 나타나지 않았다. 넷째, 인포그래픽을 구성하는 수업에 대한 초등학생들의 인식은 전반적으로 긍정적이었다. 하지만 인포그래픽을 구성하는 과정에 어려움을 느낀 학생들의 응답으로부터 수업에서 인포그래픽이 점차적으로 어떻게 활용되어야 더 효과적일지에 대한 연구가 필요하다.

COVID-19 상황에서 온라인 비대면 수업에 대한 초등교사의 인식 - 과학교과를 중심으로 - (Primary school teacher recognition for distance learning due to COVID-19 - Focusing on science classes -)

  • 강유진;정도준;박지훈;김지나;박종석;남정희
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제40권4호
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    • pp.460-479
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    • 2021
  • COVID-19 팬데믹의 위기는 전 세계적으로 교육 시스템에 큰 변화를 초래하였다. 우리나라에서도 COVID-19로 인한 사회적 거리두기 정책에 따라 갑작스럽게 비대면 수업으로 전환되었다. 준비 없는 비대면 수업으로 인해 초등학교 현장에서 발생하는 문제들로 볼 때 이와 관련된 연구가 필요한 상황이다. 본 연구는 초등교사가 인식하는 비대면 수업에서 과학교육의 목표와 방법, 과학탐구활동을 포함한 비대면 수업에서 발생한 문제와 초등교사의 대응, 비대면 수업 경험 후 비대면수업의 장단점과 교사의 역할에 대한 초등교사의 인식을 알아보고자 한다. 온라인 콘텐츠 활용 수업과 온라인 실시간 쌍방향 수업을 포함하는 온라인 비대면 수업을 시행한 초등교사를 대상으로 설문조사(153명)와 포커스 인터뷰(9명)를 실시하였다. 연구 결과에서 3가지 결론과 제안점을 도출하였다. 첫째, 초등교사들은 온라인 비대면 수업에서 비대면 방식에 따라 일방향 강의와 쌍방향 강의를 하였다. 온라인 비대면 수업에서 조사나 토론 등 강의 외의 수업방법을 활용하기 위해서는 교사들의 디지털 리터러시를 높일 필요가 있다. 둘째, 초등교사들은 비대면 수업에서 과학탐구활동의 어려움으로 현장 피드백의 어려움, 준비물 확보의 어려움, 안전 확보의 어려움을 인식하였다. 개인 실험을 위한 실험 꾸러미와 실험 영상을 제공하고 온라인에서 교사-학생, 학생-학생 간 협동적 논의와 피드백을 통해서 어려움을 극복할 수 있다. 셋째, 초등교사들은 비대면 수업의 장점으로 IT 기기를 사용하는 다양한 형태의 수업이 가능하고 개별화된 학습이 가능하다고 인식하였다. 단점으로는 탐구활동이나 협동학습과 같은 대면 기반 수업이 어렵고, 학생의 이해 정도를 알 수 없어서 피드백이 어려우며, 학생간의 상호작용이 어렵고, 학습 격차가 벌어진다고 인식하였다.

중학교 과학교과서의 비교분석 (Comparative Analysis of the New and Old Secondary School Science Textbooks)

  • 김성진;박승재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.49-61
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    • 1985
  • 본 논문은 1981년 교육과정이 개정된 새로 편찬된 중학교 과학교과서가 학교 현장에서 효율적으로 사용되고, 앞으로의 교과서 연구와 편찬을 위한 기초 자료를 제공하려는 목적에서 신 구 과학 교과서를 문헌 연구를 통해 비교하고 분석하였다. 연구 영역은 중학교 교육 과정의 과학과 교육목표와 교과서의 기능에 비추어 5개 범주로 구분하였다. 교과내용 면에서는 신 구 과학 교과서에 수록된 주요 개념과 내용을 비교하여 개념체제와 내용 전개방식에서 변화한 점을 밝혔고, 탐구과정에 대해서는 로미의 방법을 이용하여 신 구 과학 교과서의 본문에 대하여 학생의 관련 지수를 구하고 분석하였다. 구성체제 면에서는 신 구 과학교과서의 단원 구성 체제와 그에 포함된 요소들을 단원 구성 체제의 일반적 모형에 비추어 비교하고 분석하였으며 학습 난이도에 대해서는 신 구 교과서의 내용을 비교하여 중학생의 지적 발달 수준을 넘어서는 내용의 삭제정도를 조사하였고, 제작 사항에서는 신 구 과학 교과서의 쪽수, 판형, 활자, 인쇄, 지질, 색도, 여백, 제본 등을 비교하고 기존 연구 결과에 비추어 논의하였는데 그 결과는 다음과 같다. 신 구 과학 교과서의 개념 체제에는 큰 변화가 없으나 각 학년에 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야가 한 단원씩 수록됨에 따라 구 교과서의 단원이 축소 통합되어 관련 단원의 내용이 줄어들었고 내용 배열에 변화가 있었다. 교과 내용의 전개방식에서 구 과학 교과서가 실험, 관찰, 고찰을 통해 학생 스스로 주요 개념을 탐구하도록 한데 반해 신 교과서는 실험, 관찰의 수를 줄이고 대신 학생의 경험과 친밀한 자료를 많이 도입하여 주요 개념들을 설명하고 있다. 탐구과정 면에서 본문에 대한 로미의 관련 지수가 구 교과서 1, 2, 3학년용이 0.43, 0.48, 0.24로 1, 2학년용이 비교적 탐구적인 교과성미에 반해 신 교과서 1, 2, 3학년용이 관련지수는 0.16, 0, 11, 0.09로 신 교과서가 구 교과서에 비해 탐구적인 면이 떨어지고, 사실과 설명 위주의 교과서라고 판단된다. 구성체제 면에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 도입부분을 강조하고 학습 내용을 보충 심화할 수 있는 기회를 더 많이 제공하고 있으며 삽화나 참고자료의 수를 늘이고 새로 '읽을거리'를 수록함으로써 독해가 용이하도록 하고, 학생의 관심과 흥미를 유발하려 하고 있다. 학습 난이도 면에서 신 교과서는 구 교과서에 있던 정량적인 실험과 수식의 일부를 삭제하고, 단원을 축소하고 해설을 늘렸으며, 학년간의 내용 배열 조정을 통해 학습자의 수준에 알맞도록 구 교과서의 내용을 재조직하고, 내용전개 과정에서 중학생의 지적 발달 단계를 넘어서는 방식을 부분적으로 지양함으로써 학습 난이도를 줄이고 있다. 제작사항에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 판형이 커지고 지질이 향상되고 여백이 넓어지고, 제본방식이 바뀌었으나 그 외의 요소들은 변화가 없다.

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제6차 고등학교 과학 교육과정과 실천에 대한 과학 교사의 인식 조사 (A Study on Science Teachers' Perceptions of the 6th High School Science Curriculum and Their Practices)

  • 노태희;권혁순;김혜경;박승재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.20-28
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    • 2000
  • 전국 135개 인문계 고등학교에서 402명의 교사들을 대상으로 제6차 고등학교 과학과 교육과정의 적절성과 실천에 대한 고등학교 과학 교사들의 인식을 조사하였다. 대부분의 교사들은 목표에 교육과정 개정의 기본 방침이 잘 드러나 있고, 내용 체계와 내용은 적절하다고 생각하였다. 그러나 목표가 과학 교육 자료개발과 실제 지도 및 평가에 도움이 되도록 진술되지 않았으며, 방법 및 평가에 제시된 진술문은 교사의 탐구 지도 능력과 학교의 여건을 고려할 때 적절하지 않다고 생각하는 교사들이 많았다. 교육과정의 개정 내용을 교사 연수에서 충분히 다루지 않았으며, 개정된 교육과정에 의해 학습한 학생들의 지식 이해, 태도, 문제 해결 능력이 향상되지 않았다고 생각하는 교사들이 많았다. 학습 지원 시설과 자료의 부족, 입시 위주의 수업 및 평가 등으로 인하여, STS적 접근방법의 사용, 단원의 재구성, 학습 집단 구성의 다양화, 평가 도구 공동 개발 등 교육과정에서 제시한 수업 지도 방법을 실천하는 교사는 적었다.

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고등학교 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험의 분석 및 개선 (Analysis and Improvement of Experiments for Electrolysis of an Aqueous CuCl2 Solution in High School Science Textbooks)

  • 박국태;조영자;이지영;박광서
    • 대한화학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.328-337
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    • 2006
  • 연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험의 문제점을 분석하여, 학생들이 실험을 용이하게 수행하게 하고 환기 장치가 없는 과학실 여건을 고려해 염소 기체 발생으로 인한 안전 문제의 발생을 줄이기 위한 개선 실험을 제시하기 위한 것이다. 연구를 위하여 고등학교 11종 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 실험 방법에 따라 분류하고, 중등학교 화학 교사들에게 과학 교과서에 제시된 실험 방법대로 실험을 수행하게 한 후 문제점을 분석하여 개선 실험을 모색하였다. 연구 결과에 의하면, U 자관과 가지달린 U 자관을 반응 용기로 사용한 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험에서는 반응속도가 느려서 부반응으로 부산물이 발생하는 문제점이 있었으며, 비커를 반응 용기로 사용한 실험에서는 두 전극이 분리되어 있지 않아 각 전극에서 일어나는 화학반응을 분리하여 관찰할 수 없었다. 그리고 전기분해 장치를 반응 용기로 사용한 실험에서는 반응 생성물의 성질을 확인하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용한 결과, 전기분해 반응속도가 빨라졌고, 각 전극에서 생성되는 반응 생성물의 특성을 분리해서 관찰할 수 있었다. 또한, 염화구리(II) 수용액의 사용량과 (-)극 주변에서 일어나는 부반응으로 인한 부산물의 생성량을 줄일 수 있었다. 그러므로 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용하는 개선 실험을 고등학교 과학 탐구 실험에 활용한다면, 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 용이하게 수행할 수 있어, 수용액의 전기분해에 관한 과학적인 개념 형성에 도움을 줄 수 있을 것이다.

과학 실험 활동을 적용한 김치 체험 콘텐츠가 아동의 섭취 태도에 미치는 영향 (Effect on Changes of Perceptions and Consumption of Kimchi in Children with Kimchi Experience Contents Employing Scientific Experimental Activity)

  • 최은옥;권용민
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.368-376
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    • 2016
  • 김치는 한국의 전통 식문화이고 그 건강 기능성도 세계적으로 알려져 있으나 식생활의 서구화 및 간편화로 그 섭취량이 줄고 있다. 전통 문화의 전승 주체이자 미래 국민 건강의 지표가 되는 아동들의 김치 섭취를 촉진하기 위해 과학 실험 활동을 적용한 김치 체험 콘텐츠 "김치탐구 과학탐구-Exploring Kimchi"를 개발하고 시범운영을 통해 콘텐츠의 교육적 효과를 평가 하였다. 광주광역시 소재 W초등학교 5학년 137명을 대상으로 3주간 총 3차시로 김치 체험 콘텐츠를 시범 운영하였고 사전 및 사후 설문조사를 실시하였다. 그 결과 과학 실험 활동을 적용한 김치 체험 콘텐츠가 김치 섭취에 대한 유익성 및 김치에 대한 친밀감과 관련된 인식 태도를 향상시키고, 김치 취식 의향을 높이는 데 효과가 있으며 김치 취식량도 유의적으로 증가한 것으로 나타났다.

이질 모둠이 수행한 과학탐구실험 과정에서 상호작용의 변화와 특성 (Change and Characteristics of Interactions in a Heterogeneous Group in Scientific Inquiry Experiments)

  • 성숙경;최병순
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.870-880
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    • 2007
  • 이 연구에서는 과학실험활동에서 이루어지는 학습자의 상호작용 과정을 심층적으로 분석함으로써,인지수준별 모둠구성에서 나타나는 상호작용의 변화형태와 특성을 확인하여 상호작용 과정에 대한 실질적 이해를 돕고자 하였다. 이를 위해 1년 동안 13개의 탐구실험 활동이 진행되는 동안 교사가 추천한 두 모둠을 관찰 하면서 녹음/녹화하였다. 40차시의 녹음/녹화자료는 모두 전사되었으며,자료는 메모하면서 보고 듣는 과정을 반복하는 방법을 기초로 분석하였다. 이질모둠의 상호작용은 3A(형식적조작초기)학생이 문제해결을 주도하고 나머지 학생들은 상호작용에 참여하지 못한 채 일방적인 설명을 듣거나 답을 베끼는 식으로 변화하였다. 한편 낮은 능력의 학생은 상호작용에서 소외되고 있었으며,중간수준의 두 학생사이에 새로운 상호작용이 형성되고 있었다. 이로부터 상호작용을 강조한 활동의 진행과 모둠구성에 대한 시사점을 얻을 수 있었으며,이에 대해 논의하였다.