• 제목/요약/키워드: Science Inquiry Experiment

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국내외 학술지를 토대로 분석한 화학교육 연구의 최근 동향 비교 (Comparison of the Recent Trend of Chemistry Education Research Based on the Analysis of the Domestic and Foreign Journals)

  • 한재영;이상철
    • 대한화학회지
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    • 제56권2호
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    • pp.290-296
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    • 2012
  • 화학교육 연구의 최근 동향을 파악하기 위하여 국내와 국외 화학교육 학술지에 게재된 논문을 비교 분석하였다. 국내 학술지로는 대한화학회지와 한국과학교육학회지를 선택하였고, 국외 학술지로는 Journal of Chemical Education을 선택하였다. 세 학술지에 2000년에서 2009년까지 10년간 게재된 논문을 분석하였다. 연구 결과, 연구 주제로 '교수법 및 교육공학', '학습자 특성', '화학 개념 및 실험' 순서로 많이 연구되었고, 한국의 사회적 특성이 반영된 '교육과정 및 교과서' 연구도 종종 이루어졌다. 연구에서 다루어진 화학교육 목표는 '개념 이해 및 개념 변화'가 가장 많았고, 국외의 경우 '성취도 또는 성적'이, 국내의 경우 '실험·탐구 능력'과 '태도, 흥미, 동기'가 두 번째로 많았다. 연구 대상으로 국내에서는 중학생과 고등학생을 대상으로 하는 연구가 많은 반면 국외에서는 대학생을 대상으로 하는 연구가 많아, 국내 연구에서 고등교육에 대한 관심이 요구된다. 연구 방법으로 '조사 및 검사'가 가장 많이 사용되었고, 국내의 경우 '자료 분석 및 내용 분석'과 '실험 연구', 국외의 경우 '실험 연구'가 두 번째로 많았다. 미래의 화학교육 연구에 대한 시사점을 논의하였다.

과학교과의 사회정서학습(Social and Emotional Learning) 적용 가능성 탐색: 과학 교과서의 과학과 사회정서학습 요소 분석 (Exploring the Possibility of Applying Social and Emotional Learning to Science Subjects: Analysis of Social Emotional Learning Contents in Science Textbooks)

  • 박현주
    • 과학교육연구지
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    • 제41권3호
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    • pp.297-317
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    • 2017
  • 본 논문은 과학과에서 사회정서학습(Science Social and Emotional Learning, SSEL)의 적용 가능성을 탐색하기 위하여 과학과 사회정학습 요소를 제안하고, 그에 따라 중학교 과학 교과서의 물질 분야 및 고등학교 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 과학과 사회정서학습의 가능성과 필요성은 과학교육의 목표인 과학적 소양과 과학의 본성에서 찾을 수 있었다. 과학과 사회정서학습의 요소는 '수리(Numeracy),' '정보통신활용(Information and Communication Technology, ICT),' '비판적 사고(Critical Thinking),' '창의적 사고(Creative Thinking),' '사회적 기술(Personal and Social Capability),' '윤리적 이해(Ethical Understanding),' '문화적 이해(Intercultural Understanding)' 등으로 구분하여 제시하였고, 그에 따라 과학 교과서 중 물질의 분야 및 화학I 교과서의 내용을 분석하였다. 분석 결과에 따르면, 과학과 물질분야의 교과서 내용 및 화학I 교과서의 내용에 수리, 정보통신활용, 비판적 사고, 창의적 사고가 60~70% 이상 포함되어 있으나, 사회적 기술능력, 윤리적 이해 능력, 문화적 이해 능력 등은 제한적으로 반영된 것으로 나타났다. 교과서의 부족한 요소들에 대해서는 추후 교과서의 내용의 수정 또는 교사의 수업을 통한 보완 등이 필요하다. 또한 과학 교과에서 얻고자 하는 과학적 탐구 능력과 사회정서적 역량을 동시에 기를 수 있는 과학과 활동이나 실험 활동 등 구체적인 적용 방안에 대한 연구가 필요하다.

조리 환경에 적합한 기능성 신발(조리화)에 관한 연구 (A Study on Shoes for Culinarian Use in the Kitchen Environment)

  • 오석태
    • 한국조리학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.296-308
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    • 2009
  • 이인자의 연구에 따르면 우리나라 조리사 수는 120만 명을 넘는다. 그럼에도 조리사 환경과 관련된 연구는 찾아보기 어렵다. 그렇지만 현재 조리사들이 작업 현장에서 신고 있는 신발을 조사하여 보기로 하였다. 대부분의 조리 작업 현장에서 일어나는 사고의 유형은 신고 있는 신발에서 기인한 것으로 보고, 본 연구는 조리 종사원들이 작업 환경에 적합한 신발에 관한 연구로서 본 신발을 개발함으로써 조리 현장에서 일어나는 미끄럼 등과 같은 잠재 위험에서 조리 종사원들을 보호하고 피로감을 줄여 업무 효과를 높이려는데 그 목적이 있다. 조리화에 대한 연구가 없기 때문에 조리 종사원들이 현재 신고 있는 안전화를 네 가지 요소에 중점을 두고 실험하였다. 이 네 가지 요소 실험을 바탕으로 무게와 미끄러움 정도, 인열 강도, 박리 강도를 실시한 결과에 따라 새롭게 만들어질 조리화에 대한 기준을 제시하였다. 그 결과로서 조리화의 무게는 체중에 1% 내외로 만들어져야 하며, 미끄러짐 저항도는 0.50 $\mu$, 인열 강도는 50.0 N/mm, 박리 강도는 3.0 kg/cm의 기준치를 제시하였다.

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COVID-19으로 인해 촉발된 원격 실험 수업에 대한 과학교육 전문가들의 인식 (Science Education Experts' Perception of the Remote Laboratory Sessions Provoked by COVID-19)

  • 이경건;홍훈기
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.391-400
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    • 2021
  • 본 연구에서는 COVID-19으로 인해 촉발된 원격 실험 수업에 대한 과학교육 전문가들의 인식을 조사하였다. 2021년 상반기에 물리교육, 화학교육, 생물교육, 지구과학교육 전문가 총 10인에 대한 반구조화된 질적 인터뷰를 수행하였다. 연구 결과, 과학교육 전문가들은 우선 원격 실험 수업을 예비교사교육의 일환으로서 이해하였으며 이를 통하여 기존에 관습적으로 진행되어 왔던 실험 교육의 목적을 재인식하게 되었다고 응답하였다. COVID-19으로 인한 원격 수업 실험의 현실에 관하여는 우선 핸즈온 경험의 부족으로 인한 학습 결손, 교수자 및 학습자의 상호작용 감소 우려, 교수자의 업무량 증가가 언급되었다. 그럼에도 불구하고 과학교육 전문가들은 원격 실험 수업의 적응적 실행 경험을 통해 이를 개선하기 위한 구체적인 방안들을 제시하기도 하였으며, 포스트 코로나 시대의 과학교육의 방향성을 제안하였다. 이에 연구자들은 원격 실험 수업을 핸즈온 수업의 미비한 방식이라기보다는 마인즈온 수업의 보완된 방식으로 이해할 때 이를 더 나은 형태로 설계 및 실행할 수 있는 가능성이 열릴 수 있다고 제안하고, 이와 관련한 추후 연구 주제를 제시하였다. 본 연구는 원격 실험 수업을 과학교육학의 관점에서 보다 심도 있게 이해할 수 있는 단서를 제공한다는 의의를 지닌다.

대학생들의 물리실험에서 측정 활동 분석틀 개발 및 적용 (Development and Implementation of the Analysis Frame for Measurement Activity in Undergraduate Physics Laboratory)

  • 신광문;강영창;이성묵;이재봉
    • 한국과학교육학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.115-127
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    • 2011
  • 본 연구에서는 탐구 기능 가운데 자료 수집, 자료처리, 자료 해석과 관련하여 실험보고서 분석틀을 개발하였다. 또한 개발한 분석틀을 대학생들의 보고서 분석에 적용하여 오차와 불확도 개념을 중심으로 대학생들이 보고서 작성에서 어려움을 겪고 있는가에대해 알아보았다. 물리실험 수업을 수강한 30명의 학생들에게 실시한 설문지와 학생들이 작성한 실험보고서를 분석하였다. 학생들은 자료 수집과 관련하여 반복 측정에 대해 인식을 하고 있으나 보고서에서는 이를 명확하게 표현하지 못하였다. 극값이나 기울기가급하게 변하면 더욱 정밀한 측정을 해야 하지만 학생들은 이 부분에서도 어려움을 지니고 있었다. 특히, 오차와 불확도와 관련하여 학생들은 많은 어려움을 표출하고 있었다. 오차와 불확도의 전파에 대한 이해도가 매우 낮은 상태에서 단순한 오차 전파공식도 이용하지 못하는 학생이 많았다. 오차와 불확도를 분석을 통해 자료를 해석하는 과정에서도 많은 어려움을 겪고 있었는데, 오차의 원인들이 결과에 어떻게 영향을 주는지를 정량적으로 분석할 수 있는 학생은 거의 없었다. 반면에 학생 대부분이 오차와 불확도 분석이 중요하다고 응답하였다. 학생들이 중요성을 인식하고 있으나 올바른 개념을 지니지 못하여 보고서 작성에서 어려움을 겪고 있다는 결론을 내릴 수 있었다. 실험 수업에서 보고서를 통해 과학적 의사소통을 해야하는 학생들에게 물리 개념뿐만 아니라 자료를 수집하고 처리하고 해석하는 데 필요한 기본 개념에 대한 교육이 필요할 것이다.

초·중·고등학생들의 과학 정의적 성취가 낮은 원인에 대한 질적 연구 (A Qualitative Study on the Cause of Low Science Affective Achievement of Elementary, Middle, and High School Students in Korea)

  • 정은영;박지선;이성희;윤혜경;김현정;강훈식;이재원;김율;정지현
    • 한국과학교육학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.325-340
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    • 2022
  • 본 연구에서는 우리나라 초·중·고등학생들이 과학의 정의적 영역에서 성취가 낮은 원인을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 4학년부터 고등학교 1학년까지 학년별 3~4명, 총 27명의 학생을 대상으로 학년별로 면담을 하였고, 초등학교 교사 3명, 중학교 교사 3명, 고등학교 교사 3명, 총 9명의 교사를 대상으로 학교급별로 면담을 하였다. 면담에서는 과학긍정경험 지표의 5가지 하위 영역인 '과학학습정서', '과학관련 자아개념', '과학학습동기', '과학관련 진로포부', '과학관련 태도'로 나눠 관련된 질문을 하였다. 면담 내용을 녹음하고 전사하여 범주화하였다. 과학 정의적 성취가 낮은 원인을 살펴 본 결과, 학생들은 실험·실습이 제대로 이루어지지 못할 때, 과학이론과 용어가 어려워서, 탐구 결과에 대한 기록 부담 등으로 부정적인 정서를 경험하는 것으로 나타났다. 그리고 학생들은 과학 성적이 좋지 않아서, 과학 용어가 어려워서, 학습량이 많아서 등의 이유로 과학관련 자아개념이 부정적으로 변한다고 응답하였다. 또 과학학습 동기가 낮아지는 원인으로 과학 수업 내용과 일상생활이나 자신과의 관련성에 대한 인식 부족, 과학 수업내용의 어려움, 좋지 않은 과학 성적, 자신의 흥미나 진로와의 관련성 부족 등으로 나타났고, 과학 관련 진로포부가 낮아지는 주요한 원인으로 자신의 진로가 과학과 관계없는 분야이기 때문에, 과학 성적이 좋지 않아서 등으로 나타났다. 과학 수업이 어려워지거나 과학 수업에 대한 부정적인 느낌으로 인해 과학관련 태도가 부정적으로 변화하였고, 고등학생들은 과학이 사회에 끼치는 양면성을 인식하였다. 면담 결과에 근거하여 과학 수업개선을 위해 실험 및 실습을 위한 지원, 과학 기초학력 지원, 초등학교 '실험관찰'의 개선, 교수학습 자료의 개발, 과학 관련 진로 관련 정보의 제공 방안 등을 제안하였다.

예비 화학교사들의 실천적 지식(PPK) 함양을 위한 사례연구 -실행공동체(CoP) 활동의 반성적 논의를 중심으로- (A Case Study for Developing 'Personal Practical Knowledge(PPK)' of Pre-service Chemistry Teachers: Based on the Reflective Discussion of Community of Practice(CoP) Activity)

  • 김유정;홍훈기
    • 한국과학교육학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.347-358
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    • 2017
  • 본 연구에서는 중등 예비 화학교사가 사범대학의 삶과 교육을 통해 발달시켜가는 교사 전문성을 실천적 지식(PPK)의 관점에서 분석함으로써 예비 화학교사 교육을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 서울 소재 사범대학에 재학 중인 5명의 예비 화학교사가 실행 공동체(CoP) 활동을 통하여 사범대학 삶과 교육에 대한 반성적 논의에 참여하였으며, 논의의 내용을 분석한 결과 예비 화학교사의 실천적 지식의 5가지 영역 중 교과내용 지식은 방대한 화학 지식으로 편극화된 경향이 있고, 교육과정 지식은 교육과정 자료들을 비판적으로 선택 분석 응용하는 수준으로 이어지는 데 한계가 있는 것으로 나타났다. 교수 학습 지식에서는 특히 탐구실험 지도력이 부족하며, 교수 학습환경 지식은 사범대학-지역사회 간 연계부족, 교육 관련자들과의 소통의장 부족으로 인해 발달에 제한이 있는 것으로 나타났다. 한편 예비 화학교사들은 교직에 목적을 두지 않는 주변인들로부터 부정적인 영향을 받고 있었고, 교사로서의 신념을 충분히 숙고할 수 있는 대화의 장이 학과 내 부족하여 교사자신관련 지식을 충분히 함양하지 못하는 것으로 나타났다. 예비 화학교사의 실천적 지식 향상을 위해서는 무엇보다 교사자신관련 지식을 강화시킬 필요가 있으며, 이를 위해 예비교사 현직교사 교수자 지역사회 담당자 교육행정가 교육 연구자 등이 함께 하는 전문적 학습공동체의 운영이 효과적일 수 있다. 또한 교과내용 지식의 깊이와 방향성에 대한 제고, 교육과정을 비판적으로 검토하고 재구성해볼 수 있는 기회의 제공, 탐구실험 지도력 향상을 위한 교과내용실험 과목의 개선, 교육봉사 활동의 개선이 예비 화학교사의 실천적 지식 함양에 도움이 될 수 있음을 제언한다.

과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 (Science Integrated Process Skill of the Students in Science Education Center for the Gifted)

  • 정은영;권이영;양주성;고유미
    • 과학교육연구지
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    • 제37권3호
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    • pp.525-537
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    • 2013
  • 과학영재교육원 학생들이 성공적으로 과학 탐구를 수행하기 위해서는 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계, 결론 도출 등의 과학 통합 탐구 능력이 요구된다. 이 연구에서는 김유향(2013)이 개발한 '과학 탐구 사고력 측정을 위한 서술형 평가도구'를 사용하여 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력을 평가 요소별, 성별, 이수 과정별, 전공 분야별로 비교하였다. 이 평가도구는 탐구 사고력의 주요 요소들인 탐구 문제 도출, 변인 추출, 가설 설정, 실험 설계, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화, 평가에 관한 문항이 각 2개씩 총 18문항으로 구성되어 있다. 이 평가도구를 2013년 현재 C 대학교 부설 과학영재교육원에 다니고 있는 학생들 중 102명 학생들(초등과학반 15명, 중등과학심화I반 58명, 중등과학심화II반 29명)을 대상으로 시행하였다. 그 결과, 과학 통합 탐구 능력의 요소 중 가설 설정, 변인 추출의 점수는 상대적으로 높았고, 자료 변환, 자료 해석, 평가의 점수는 상대적으로 낮았다. '자료 변환'에 해당하는 선 그래프 그리기 문항과 '평가'에 해당하는 실험 설계의 개선점 찾기 문항의 정답률은 약 40 %로 상대적으로 낮게 나타났다. 영재교육을 받은 단계별로 비교하면 과학 통합 탐구 능력의 요소들 중 일반화의 경우 유의미한 차이가 있었다. 남학생과 여학생의 점수 차이는 유의미하지 않았다. 이 연구에서 사용한 평가도구가 생물 분야의 소재를 다루고 있어 생물 분야의 영재학생들과 다른 분야(물리, 화학, 지구과학)의 영재학생들과 비교한 결과, 유의미한 차이가 없었다. 과학영재교육원 학생들의 과학 통합 탐구 능력 향상을 위하여 자료 변환, 자료 해석, 평가에 관한 교수 학습을 강화하고, 과학 탐구와 관련된 구체적인 교수 학습 자료를 개발할 필요가 있다.

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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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연소 모델의 사회적 구성과정에서 나타나는 소집단 활동 특징 탐색 (Exploring Small Group Features of the Social-Construction Process of Scientific Model in a Combustion Class)

  • 심영숙;김찬종;최승언;김희백;유준희;박현주;김혜영;박경미;장신호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.217-229
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 연소 모델의 사회적 구성 과정에서 나타나는 소집단 활동의 특징을 살펴보는 것이었다. 본 연구를 위해, 중학교 2학년 1개 반을 대상으로, 8개의 소집단으로 나누고, 각 소집단이 3차례의 논의를 통해 연소에 관한 모델 구성을 하도록 MIS과정에 따라 2차시로 수업을 구성하였다. 수업 내용 및 학생과 학생, 학생과 교사의 담화 내용은 비디오 촬영 및 녹음을 한 후 전사하여 분석하였다. 분석 결과, 소집단별 모델 생성에서 협력 유형은 비협동형인 나열형과 의존형, 협동형이 있었으며, 모델 생성과정을 경험함에 따라 2개의 소집단을 제외한 6개의 소집단이 협동형으로 발달하였다. 또한 연소에 관한 모델의 발달을 살펴본 결과, 플로지스톤설에서 산소설로 발전하는 과정에서 나타난 과학자들의 사고와 비슷한 사고 발달이 보였으며, 이를 통해 연소현상에 대한 이해가 발전되고 현상을 설명할 수 있는 모델로 발전하는 것이 나타났다. 협동형 소집단 중 구성원간의 존중, 리더의 민주적인 태도가 높을수록 목표 모델 도달 횟수가 높았다. 또한 성공적인 모델 생성을 위해서는 구성한 모델에 대한 소집단 내, 소집단 간 비판적 검토가 필요하며, 교사의 도움을 모델 수정과 평가에 활용할 줄 아는 능력 또한 요구됨을 알 수 있었다. 이 연구는 과학 모델의 사회적 구성 과정이 학생들의 현상에 대한 이해를 높이는 과학 탐구의 한 방법으로서 교육적으로 의미가 있으며, 모델링 수업 중 교사의 역할에 대한 시사점을 얻는데 그 의의가 있다.