본 연구의 목적은 수온-염분도를 분석하여 음속최소층을 유추하는 과정을 통해 과학영재들의 그래프 해석 능력과 해양의 물리적 개념 이해 정도를 살펴보는 것이다. 이에 과학영재학교에 재학 중인 3학년 총 106명의 영재학생을 대상으로 해양학 학술지에 게재된 수온-염분도를 이용하여 SOFAR (SOund Fixing And Ranging) channel의 깊이를 추정하는 논서술형 문항을 만들어 양적, 질적 분석을 수행하였다. 연구결과 수온-염분도를 해석, 모델링, 변환하는 등 과학영재마다 그래프를 분석하는 수준에서 차이가 나타났으며 수온, 염분, 밀도 등에 관한 대안 개념도 노출되었다. 본 연구 결과는 과학영재들의 그래프 해석 수준을 이해하고, 그 과정에서 나타난 대안 개념을 토대로 해양 분야 교수-학습 방법 개선 프로그램 및 그래프 분석과 관련된 소재 발굴을 위한 기초 자료를 제공할 것이다.

학생의 정의적 태도는 지적 성취에 의미있는 영향을 줄 뿐 아니라, 정의적 영역에 대한 성취 그 자체도 학교교육의 중요한 목표이다. 본 연구에서는 학생들의 과학 흥미도에 대한 국내 외의 선행 연구 자료 분석과 초 중 고 학생들의 과학 흥미도 설문 조사를 통하여 초등학교, 중학교, 고등학교로 올라가면서 우리나라 학생들의 과학에 대한 관심과 흥미가 어떻게 달라지는지를 고찰하였다. 조사 결과를 종합하여 (1) 과학에 대한 흥미와 즐거움, (2) 과학에서 도구적 동기유발, (3) 과학(학습)에서의 긴장감, (4) 과학에서 자아 개념 등의 측면에서 우리나라 학생들의 과학 교과목에 대한 태도 측면의 문제점을 분석하였다. 주요 연구 결과로는 내적 동기인 학생들의 과학에 대한 흥미와 즐거움, 도구적 동기 유발 및 과학에 대한 가치 인식, 과학에 대한 자신감 등은 학교급이 높아질수록 낮아지는 것으로 나타났다. 과학에 대한 학생들의 이러한 부정적 인식은 결국 이공계 기피 현상으로 연결되는 것으로 보인다. 학생들은 학교급이 높아질수록 또는 작년보다는 올해 수업이 더 재미없는 이유로 내용이 어려우며, 실험이나 활동을 하지 않고, 교사가 설명위주로 진도를 나가기 위한 지루한 수업을 하기 때문이라고 지적하였다. 연구 결과를 토대로 일상 생활과 관련된 교육과정 내용 구성, 교수학습 방법 개선, 최소한의 과학 수업 시수 확보 등의 측면에서 정의적 영역 교육 개선 방안을 제안하였다.