요즘에 청소년들이 즐기는 음악과 학교에서 배우는 음악이 서로 분리되어 있으며 사춘기적인 수줍음과 변성기로 인해 음악 수업시간에 잘 참여하지 않으려는 현실에서 흥미와 참여를 유도하기 위해 우쿨렐레라는 악기를 선택하여 PBL모둠별 활동으로 진행하였다. 악기 특성상 1대 1 지도의 해결책으로 모둠별 전문가 이끔이 방식을 적극 활용하였으며 음악 수업시간에만 한정하지 않고 학급음악회, 교내음악경연대회, 점심시간을 이용한 틈새아르떼 공연, 지역주민과 같이 하는 교외 밖 틈새아르떼 공연 등 다양한 음악활동으로 음악수업에 흥미를 유발하는 계기가 되었고, 모둠원간의 활동으로 소통과 배려하는 마음과 교우관계가 돈독해 지고 있음을 알 수 있었으며, 발표할 수 있는 경험이 쌓이면서 자신감 상승으로 자아효능감을 신장시키게 되었다.

과학교육의 목적은 과학적 소양의 함양이며 이를 달성하기 위해서는 학교현장에서는 과학탐구의 실행을 중요한 목표로 삼고 있다. 이때 과학탐구의 단계는 문제제기, 가설설정, 자료수집 및 변환, 자료해석 및 결론도출로 이루어져 있다. 하지만 학교에서 학생들의 과학탐구단계는 자료수집 및 변환에 해당하는 단계에 치중되어 있으며, 문제제기는 나머지 단계를 결정하는 가장 중요한 시작의 단계임에도 불구하고 학교현장에서는 학생들에게 문제제기 기회가 거의 주어지지 않고 있다. 이 연구에서는 지구과학을 가르치는 예비교사들의 탐구문제 개발 능력 실태를 파악하고, 연구팀에서 개발한 과학탐구 문제 개발 가이드(IQDG)를 경험 후에는 탐구문제 개발 능력이 향상되었는지, 그리고 이러한 탐구문제개발 능력은 탐구설계 능력과는 어떤 관계가 있는지를 알아보았다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 예비교사들에 의해 제안된 탐구문제의 수준과 정교성은 IQDG를 통해서 향상되었다. 둘째, 가장 높은 빈도수를 보인 탐구문제의 유형은 실험상황에서 나타난 결과들 사이에 무슨 관계가 있는지를 파악하는 '관계-탐구문제'와, 두 번째의 빈도수를 보인 유형은 결과에 대해서 원인을 찾는 '왜-어떻게 탐구문제'인 것으로 파악되었다. 마지막으로, 수준 및 정교성이 높은 탐구문제는 역시 높은 수준의 탐구설계 능력을 보여줌에 따라 탐구문제 개발 능력은 곧 전체적인 탐구과정의 성공에 영향을 미치는 중요한 요소임을 결론 내릴 수 있다.

본 연구에서는 과학영재학생들과 일반학생의 행동특성 차이를 알아보고자 하였다. 이를 위하여 과학영재 40명(남 27명, 여 13명)과 일반학생 38명(남 21명, 여 17명)을 연구의 대상으로 선정하고, 논리적 사고력, 과학탐구능력, 창의력, 지구과학창의력, 과학적 태도, 자기주도적 학습능력, 인지양식을 검사하였다. 그 결과 첫째, 과학영재들은 94.74%, 일반학생은 36.36%가 형식적 조작기에 도달해 있다. 둘째, 과학영재들은 일반학생보다 과학탐구능력 8.11점, 창의력 8.27점, 지구과학창의력 6.73점, 과학적 태도 10.79점, 자기주도적 학습능력 21.66점 높게 나타났다. 셋째, 과학영재의 약 70.0%와 일반학생의 약 60.53%가 장독립적인 사고를 하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 결과는 과학영재교육의 본질과 효율성 극대화를 위해 과학영재의 높은 행동 특성이 반영되어야 함을 의미한다.

이 연구는 교실상황에서 실현되는 성공적인 탐구활동을 위한 중요한 변수에는 무엇이 있으며 또한 학생들이 실시하는 과학탐구의 실행능력은 그 수준 정도가 어떻게 되는지를 조사하였다. 이 연구를 위해서 7학년 및 8학년의 과학 영재학생들이 설문지를 작성하고 과학탐구의 실행능력 평가를 위해 탐구문제제기 및 탐구설계를 직접적으로 할 수 있도록 하였다. 설문지는 성공적인 과학탐구 활동에 영향을 주는 요소를 개인적 및 상호적 변수로 나눠 파악하였으며, 240명의 과학영재학생들이 설문에 응답하였다. 이 외에 두 개의 다른 질문지에는 탐구문제를 제기할 수 있는 능력과 탐구설계과정 능력을 측정할 수 있는 문항이 포함되어 있었다. 결과는 다음과 같다. 개인적 변수로는 그룹활동 및 탐구 활동을 잘 할 수 있다는 확신과 과학탐구 가치를 높이 평가하고 있는 학습동기가 중요한 변수로 파악되었다. 또한 학생들의 성공적인 탐구활동에는 상호성 변수에는 그룹 편성, 과제종류, 물리적 환경, 그리고 교사의 역할이 중요한 성공 변수로 파악되었으며, 특히 그룹 편성은 학생들이 그룹탐구활동을 하는데 있어서 가장 중요하게 생각하는 변수로 파악되었다. 하지만 학생들의 탐구문제를 개발하는 능력이나 탐구설계를 하는 능력은 제한적으로 나타났다.

이 연구의 목적은 지구과학 수업에 적용한 MBL(Microcomputer Based Laboratory, 이하 MBL)이 중학생의 그래프 능력, 과학탐구능력에 미치는 효과를 알아보고자 하는 것이다. 중학교 지구과학 내용 중 5개의 실험 주제에 대하여 MBL 활용 탐구 활동 자료를 개발하였다. 이 MBL 수업자료를 33명의 중학생들에게 적용하고 사전 검사와 사후 검사를 실시하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, MBL 수업은 중학생의 그래프 능력 향상에 유의미한 효과가 있었다. 그래프 능력의 하위 영역인 그래프 작성, 그래프 해석 능력 모두에서 유의미한 향상을 보였다. 특히 자료 변환하기 영역에서 유의미한 효과가 크게 나타났다. 둘째, MBL 수업은 중학생의 과학탐구능력 향상에 유의미한 효과가 있었다.

본 연구의 목적은 7학년 "해수의 성분과 운동" 단원에서 MBL 실험 수업이 학생들의 과학탐구능력과 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 효과를 알아본 연구로 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 6차시에 걸쳐 MBL 수업을 실시하고 사후 t-검정을 통해 학생들의 과학탐구능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간 과학탐구 능력 결과에서 유의미한 차이가 나타나 MBL 수업이 학생들의 과학탐구능력 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다. 둘째, 사후 t-검정을 통해 학생들의 그래프 작성 및 해석능력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간에 그래프 작성능력에서는 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 그래프 해석능력에서는 두 집단 간 유의미한 차이를 나타내고 있어 MBL을 활용한 수업이 학생들의 그래프 해석능력의 향상에 더 효과적임을 알 수 있었다.

본 연구의 목적은 초등학교 6학년 학생들의 공간능력과 천체운동개념 및 과학탐구능력의 관계를 알아보고 학생들에게 천체운동개념을 쉽게 이해시키기 위한 교수·학습 전략을 찾는데 도움을 주고자 하는데 있다. 연구 결과 첫째, 공간능력과 천체운동개념, 과학탐구능력 성취도에서 남학생이 여학생보다 약간 높게 나타났으나 그 차이는 통계적으로 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 둘째, 공간능력과 천체운동개념과의 영향력을 분석한 결과 공간능력은 학생들의 천체운동 개념 이해에 영향력을 갖고 있었다. 천체운동개념에 영향을 미치는 공간능력 하위 요소는 도형유추, 도막세기, 회전등이었다. 셋째, 공간능력은 과학탐구능력의 성취도에 매우 높은 영향력을 갖고 있었으며, 특히 과학탐구능력에 영향을 미치는 공간능력 하위요소는 도막세기가 가장 높았고, 단일요소보다는 여러 요소들이 상호 복합적으로 작용할 때 그 영향력이 더 크게 나타났다.

이 연구는 중학생의 과학에 대한 흥미를 높이고 탐구 능력을 향상시킬 수 있는 지구과학 모듈의 개발을 목적으로 수행되었다. 모듈은 학생들이 구체적인 상황을 통해 탐구 과정 기능을 학습할 수 있는 탐구 기능 중심 모듈로 개발하였다. 하나의 모듈은 여러 개의 활동으로 구성되며, 각 활동들은 목표한 탐구 과정 기능에 초점을 맞추어 개발되었고, 활동의 수행을 통해 학습의 효과가 극대화 되도록 하였다. 현장 교사 웍샵과 두 차례의 현장 적용을 통하여 개발된 모듈의 효율성을 평가하였다. 교사들은 모듈의 활동들이 학생들의 흥미를 높이는 데 도움이 되며, 모듈의 활동을 통해 학생들의 탐구 기능이 향상될 것이라고 평가하였다. 학생들은 모듈의 활동들이 재미있으며, 자신들이 직접 활동하고 체험할 수 있는 점이 좋았다고 응답하였다. 모듈을 이용한 수업은 학생 중심으로 이루어졌으며, 교사는 모듈 활동의 결과물을 통해 학생의 성취 수준을 쉽게 진단하고 적절한 피드백을 제공해 주는 것이 가능하다. 따라서 이 연구에서 개발된 모듈의 학습을 통해 학생들의 탐구 능력이 향상될 것으로 기대된다.

이 연구의 목적은 포트폴리오 평가를 일선 초등학교에 적용할 수 있는지를 알아보고, 지역과 성별에 따라 포트폴리오 평가가 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 우리나라 중부 지방의대도시와 중소도시 지역에서 각각 2개 초등학교를, 농촌 지역에서 3개 초등학교를 표집하였다. 표집한 각 학교에서 다시 5학년 2개 학급씩을 표집하였으며, 한 학급은 포트폴리오 평가를 적용한 실험집단으로, 다른 학급은 기존의 수업 방식을 그대로 적용한 비교 집단으로 선정하였다. 한 학년에 한 학급 밖에 없는 농촌 학교는 비슷한 두 학교를 선정하여 한 학교는 실험집단, 다른 학교는 비교집단으로 삼았다. 이 연구에 참여한 총 학생수는 475명이다. 사전 검사와 사후 검사로 과학 성취도 검사, 과학 탐구 능력 검사, 과학 태도 검사를 실시하였다. 일반 학교의 과학 수업에 대한 포트폴리오 평가의 적용 가능성은 비교적 높은 것으로 나타났다. 학생들의 과학 성취도, 과학 탐구 능력, 과학 태도에서는 두 집단 사이에 통계적으로 의미있는 차이가 발견되지 않았다. 다만 탐구 능력과 태도에서 지역에 따라 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었으며, 과학 탐구 능력에서는 지역과 성별, 과학 태도에서는 집단과 지역 사이에 상호작용 효과가 발견되었다. 또한 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학교육에 대한 인식, 과학 직업에 대한 인식, 과학 활동에 대한 흥미, 비판성 등에서 통계적으로 의미있는 차이가 발견되었다. 결론적으로 포트폴리오 평가는 일반 초등학교 과학 수업에서 적용이 가능하며, 기존 교수 학습 방법과 비교하여 과학 성취도 및 과학 탐구 능력에서 비슷한 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나 과학 태도의 하위 영역 중에서 과학 학습과 관련된 부분에서 의미있는 진전을 보이는 점으로 미루어 포트폴리오 평가를 장기적으로 실시하면 과학 성취도나 과학 탐구 능력에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 생각된다.

본 연구의 목적은 바깥놀이에서의 미술․과학 통합활동이 유아의 과학적 탐구능력에 어떠한 영향을 미치 는지 알아보는 데 있다. 만5세 유아를 대상으로 20회의 실험처치를 실시한 후 사후검사 점수에서 사전검 사 점수를 뺀 증가분에 대한 t검정을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 유아의 과학적 탐구 능력에는 집단 간에 유의한 차이가 나타났고, 구성요소별로 살펴보면, 관찰하기, 분류하기, 측정하기, 추리하기, 예 측하기, 의사소통하기 등에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

본 연구는 구성주의에 기초한 과학활동이 유아의 과학적 탐구능력과 자기주도학습력에 어떠한 영향을 미 치는지 알아보는 데 목적이 있다. 연구 대상은 만 5세 유아 30명이며, 평균 연령은 5년 7개월 이었다. 연구 기간은 11주였으며, 실험집단은 구성주의에 기초하여 탑, 진자, 경사로의 세 가지 주제로 과학활동을 하였 고, 통제집단은 만 5세 누리과정 지도서에 제시된 과학활동을 하였다. 이 같은 과정을 통한 본 연구 결과는 구성주의 과학활동을 경험한 실험 집단과 경험하지 않은 통제집단 간에 과학적 탐구능력과 자기주도학습력 에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 해양생물이 살아갈 수 있는 환경을 조성하고 채집한 생물을 직접 기르고 관찰하 는 STEAM 프로그램을 개발하고 적용함으로서 초등학생의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결 력 및 과학적 태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 해안 조간대 조수 웅덩이에서 쉽게 찾아 볼 수 있는 ‘해양생물’을 소재로 STEAM 프로그램을 개발한 후 J도 소 재 H초등학교 6학년 학생을 대상으로 적용하였다. 실험 집단과 비교 집단으로 나누어 본 연구 에서 개발한 STEAM 프로그램과 전통적 방식의 일반 수업을 각각 적용한 결과, 과학 탐구 능 력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에서 실험 집단이 비교 집단보다 유의미하게 향상되었 다. 따라서 본 연구의 해양생물을 학습 소재로 활용한 STEAM 프로그램은 학생들의 해양생물 에 대한 관심을 향상시킴은 물론 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도 향상에 효과를 나타내어 앞으로 지역 특성이 있는 학습 자료를 활용한 STEAM 프로그램 개발이 요 구된다.

본 연구는 상추 기르기 과학 탐구 프로그램을 초등학교 재량활 동시간에 적용하여 저학년과 고학년의 기초탐구능력에 미치는 영 향을 알아보고자 수행되었다. 이를 위하여, 초등학교의 2, 5학년 각 1개의 학급씩 실험군과 대조군으로 나누었고, 실험군에는 재량활 동시간을 활용하여 상추 기르기 과학 탐구 프로그램이 제공되었다. 실험군의 상추 기르기 활동에 기초한 원예-과학 통합프로그램 시 행 후, 저학년과 고학년 모두 기초탐구능력 총점이 사전보다 각각 3.89, 1.76으로 증가하였고, 저학년이 고학년과 비교하면 2.13점 더 향상되었다. 저학년의 기초탐구능력 하위 요소별 사후 검사 결 과, 대조군은 관찰을 제외한 분류, 측정, 추리, 예상에서 유의차 없 이 향상되었으나, 실험군은 사후 검사결과 관찰, 분류, 측정, 추리, 예상 모든 탐구요소에서 유의하게 향상되었다. 고학년의 기초탐구 능력 하위 요소별 사후 검사 결과, 실험군은 분류와 추리 영역에서, 대조군은 분류 영역에서 유의한 증가가 나타났다.