이 연구의 목적은 초등교사가 될 교대 신입생들의 우주와 은하 그리고 현행 초등 과학과 교과서에 등장하는 주요 천체들(별, 행성, 위성, 소행성, 혜성)의 상대적 크기에 대한 인식을 조사하고, 이들이 가지고 있는 천체의 상대적 크기에 대한 오개념의 원인을 밝히는 것이다. 이를 위해 63명의 예비교사가 이 연구에 참여하였으며, 이들은 연구자들이 개발한 설문지에 제시된 문항, 즉 제시된 천체들을 그 상대적 크기 순서로 나열하고 각 천체들의 대한 설명의 글을 작성하도록 하는 문항에 응답을 하였다. 이들의 응답은 양적 분석과 응답자의 기술에 근거한 질적 분석을 통해 분석되었으며, 이에 대한 구체적인 연구 결과는 다음과 같다: 첫째, '우주〉은하〉별〉행성〉위성〉소행성〉혜성'이라고 제시된 천체들에 대해 바르게 나열한 교사는 총 63명 중 5명(7.9%), '우주〉은하〉별〉행성'까지 바르게 나열한 예비교사도 28명(44.4%)에 불과하였다. 둘째, 천체들의 상대적 크기에 대한 예비교사들의 두드러진 주요 오개념은, '행성이 별보다 크다(행성〉별, 29명, 46.0%)', '소행성이 위성보다 크다'(소행성〉위성, 37명, 58.7%) '혜성이 별보다 크다(혜성〉별, 14명, 22.2%)'는 것이다.

본 연구의 목적은 고등학생을 대상으로 대기와 물의 순환 개념에 대해 과제 상황(과학적 상황과 일상적 상황)에 따른 지식의 출처와 응답에 상황 의존성이 나타나는지 알아보는 것이다. 또한 이러한 상황 의존성과 학습자의 인지 양식과의 관계를 밝히는 것이다. 이를 위해 고등학생 115명을 대상으로 본 연구에서 개발된 과제 상황에 따른 지구과학적 문제 해결 검사지와 인지 양식 검사지(GEFT)가 사용되었다. 지구과학적 문제해결 검사 문항은 동일한 개념에 대해 과학적 상황 10문항, 일상적 상황 10문항으로 총 10쌍의 문항으로 구성되어 있으며 모든 검사 문항은 지식의 출처를 선택하는 하위문항을 포함하고 있다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 과제 상황에 따른 학생들의 지식의 출처는 상황에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 즉, 과학적 상황과 관련된 문항에서는 ‘학교에서 과학수업시간’을 그리고 일상적 상황과 관련된 문항에서는 ‘일상생활에서의 경험이 주된 지식의 출처였다. 둘째, 과제 상황에 따른 응답의 일관성을 알아보기 위해 각 상황에서 일치하는 응답 수를 일치 점수로 나타내어 비교한 결과, 불일치 점수가 일치 점수에 비해 유의미하게 높았다(p〈.01). 따라서 과제 상황에 따른 응답은 일관성 없으며 상황 의존적임을 알 수 있었다. 셋째, 장의존형 학생은 장독립형 학생에 비해 일치 점수가 낮음을 보였는데 이는 인지 양식에 따라 상황의존성에 차이가 있음을 시사한다.

연구의 목적은 협동학습이 중학생의 개념변화에 미치는 효과 그리고 협동학습 상황에서 일어나는 학생-학생간의 언어 상호작용의 유형 및 언어 상호작용과 개념변화와의 상호관련성을 분석하는 것이다. 중학교 2학년 2개 반을 각각 협동학습 집단(실험집단, n=37)과 전통적 학습 집단(통제집단, n=37)로 선정하였다. 협동학습 집단은 STAD 협동학습 모델을 사용하였으며 협동적 기능을 익혔다. 연구결과는 다음과 같이 요약할 수 있다: 첫째, 개념변화에 있어 협동학습 집단과 전통적 학습 집단간에 통계적으로 유의미한 차이는 없었다. 그러나 사전검사에서 중위 수준의 개념 이해를 보인 학생들의 경우 유의미한 차이를 보였다. 둘째, 협동학습의 언어 상호작용 유형을 보면 주로 상위와 중위 수준 학생 사이에 활발한 토론이 이루어지는 것으로 나타났다. 또한 성공적인 개념 변화를 보인 학생들의 경우 그렇지 않은 학생들보다 더 빈번한 언어 상호작용이 이루어졌음을 보여준다. 이 연구는 학생들의 오개념의 교정에 있어서는 교사-학생간의 상호작용이 필요함을 시사한다.

이 연구의 목적은 메타전략 활동이 중학교 1학년 학생들의 변인통제 능력 향상에 효과가 있는지를 조사하는 것이었다. 이를 위해 대구광역시내 1개 중학교 1학년 3학급을 각각 메타전략 활동집단, 문제풀이 활동집단 및 통제집단으로 선정하였다. 처치활동으로 메타전략 활동집단에게는 매회 15분씩 총 4회에 걸쳐 어느 한 특정 상황에서 변인통제전략에 대한 컨트롤, 모니터 및 평가 등의 활동이 요구되는 자료를 투입하였다. 문제풀이 활동집단에게는 메타전략 활동집단과 같은 방법으로 활동자료를 투입하였으나 그 내용은 다양한 상황하에서 여러 가지 변인통제 문제들을 해결하는 활동으로 구성되었다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 메타전략 활동집단은 문제풀이 활동집단 및 통제집단보다 변인통제 능력 향상에 효과적이며(p〈.05) , 그 효과는 지속적이었다(p〈.01). 문제풀이 활동집단의 경우, 통제집단보다 효과는 있었으나(p〈.05) 지속 효과는 없었다. 둘째, 변인통제 능력의 요소별 발달 정도를 집단간 비교 분석 결과, 메타전략 활동집단이 문제풀이 활동집단보다 고정변인 찾기 능력에서 통계적으로 유의미한 차이를 보인 반면(p〈.01), 독립변인 찾기 능력에서는 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며, 종속변인 찾기 능력 발달로의 전이의 효과는 없었다. 따라서 이상의 연구 결과를 종합해 볼 때, 과학탐구능력 중의 변인통제 능력을 향상시키기 위해서는 다양한 문제를 해결하도록 하는 활동 못지 않게 한 문제에 대해 깊이 생각해보는 메타전략 활동이 효과가 있음을 알 수 있었다.

The purpose of this study is to examine the effects of utilizing concept maps in a rock-related unit. To do this, two groups composed of 73 sixth grade students engaged in this study. One group (experimental group) participated in utilizing concept maps in the unit, the other (control group) took part in traditional instruction in the same unit. The results of this study are as follows, after seventeen sessions: First, the achievement between the two groups showed significant difference. It indicates that utilizing concept maps as an instructional method is effective. Second, in the examination of the experimental group's attitudes toward concept maps, the students showed more affirmative responses on cognitive items than on affective items. Third, the students showed that they have difficulty in the method and the procedure of drawing up the concept maps. It indicates that the method and the procedure are sufficiently learned before instruction begins.

본 연구의 목적은 과학영재들의 과학 지식에 대한 과학철학적 관점을 조사하고, 토론과 읽기 활동에 따른 관점의 변화 양상을 분석하는 것이다. 이를 위해 과학영재 교육프로그램에 참가하는 중학교 2학년 10명을 연구대상으로 선정하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 활동 전 학생들의 과학 지식에 대한 관점은 상대주의(n=2), 반증주의(n=2), 상대주의와 절충주의의 경계(n=1), 반증주의와 절충주의의 경계(n=3), 상대주의, 반증주의 및 절충주의의 경계(n=1), 귀납주의와 절충주의의 경계(n=1)에 위치하는 것으로 나타났다. 이 결과는 대부분의 학생들이 과학 지식에 대한 현대적인 과학철학적 관점을 가지고 있음을 의미한다. 둘째, 토론 및 읽기 활동이 학생들의 과학 지식에 대한 관점의 변화에 영향을 미치기는 하였지만, 일부 문항들에서 귀납주의 항목을 선택했던 학생들은 토론과 읽기 활동에도 불구하고 지속적으로 같은 응답을 유지하는 견고성을 보였다. 이는 전통적 과학철학 관점에서 현대적 과학철학 관점으로의 변화가 용이하지 않음을 시사하는 한 예이다.

이 연구는 계절 변화에 대한 초등학생의 선개념과 수업에서 나타나는 개념 변화 양상을 조사하는 것이다. 연구 대상은 인천광역시의 초등학교 5학년생 78명을 대상으로 하였다. 계절 변화에 대한 학생들의 선개념을 알아보기 위하여 그림과 글로 응답하도록 구성된 지필 검사지를 사용하였으며, 동일한 검사 문항을 이용하여 각각 수업 중의 중간 검사, 수업 후의 사후 검사, 그리고 1주일 후 지연 검사를 통하여 학생들의 개념 변화 양상을 조사하였다. 응답 결과의 분석은 3명의 본 연구자들간에 의견의 일치를 보아 분석하였다. 조사 결과, 사전 검사에서 대안 개념을 가지고 있는 일부 학생들의 경우 수업 후 또 다른 대안 개념을 형성하며, 이들이 가지고 있는 계절 변화 개념은 안정되어 있지 않은 상태로 나타났다. 또한 계절별 지구와 태양 사이의 공간 분포의 변화에서는 거리와 가열 효과가, 그리도 계절별 별자리의 변화에서는 지구의 자전 개념이 계절 변화에 대한 학생들의 올바른 개념 형성에 장애가 되는 요인으로 나타났다.