본 연구의 목적은 자유탐구지도 연수 프로그램이 과학교사의 자유탐구 교수 효능감과 자유탐구에 대한 인식에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하는 것이었다. 이를 위해 자유탐구의 이론, 자유탐구의 지도방법, 자유탐구의 예시 등 세 부분으로 구성된 자유탐구지도 연수 프로그램을 개발하여 실시한 후, 연수에 참여한 중등과학교사 67명을 대상으로 사전과 사후에 자유탐구 교수 효능감 검사와 인식 검사를 실시하였다. 분석 결과, 연수 프로그램이 자유탐구의 교수 효능감 향상에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 연수에 참여한 교사들은 자유탐구의 목적으로 ‘비판적 사고능력의 증진’과 ‘과학적 의사소통 능력의 증진’에 기여한다는 인식이 유의미하게 높아졌으며, 자유탐구의 주제에 대해서는 ‘교육과정과 연계된 자연, 생명현상 탐구 주제’에 대한 선호도가 유의미하게 증가하였다. 한편, 과제 수행 유형에서 다른 과제 개별 수행에 대한 선호도가 사전에 비해 감소하였으며, 평가 방식에 있어서는 다면적인 평가에 대한 선호도가 증가하는 등 긍정적인 인식 변화가 나타났다. 그러나 교사들은 연수 후 자유탐구의 도입에 대하여 ‘지도시간 부족’이나 ‘학급당 학생 수의 많음’, ‘학생의 시간 부족’ 등의 어려움에 대한 인식이 오히려 증가하였으며 이에 대한 연수프로그램의 보완이 필요함을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 자유탐구지도 연수 프로그램의 개선과 관련된 시사점들을 제시하였다.