본 연구는 예비 지구과학교사들이 개발한 교정 교수학습자료의 문제점과 개발 과정에 영향을 주는 요소를 찾는 것이다. 이를 위해 전라북도에 소재하는 사범대학 과학교육학부(지구과학전공)에 재학 중인 54명(남자 18명, 여자 36명)으로부터 258개의 교정 교수학습자료를 수집하였다. 이를 분석한 결과 교정 교수학습자료는 개발하는 절차와 예비 지구과학교사들의 선행 지식에 의해 영향을 받고 있었다. 교정 탐색 우선형은 이미 형성된 선행 지식 범위 내에서 자료를 개발하기 때문에 이들이 개발한 자료는 교육과정의 특정 영역에 편중되어 있다. 이에 비해 개념 탐색 우선형은 대부분의 예비 지구과학교사들이 접근하지 못한 영역의 자료를 개발하였다. 올바른 선행 지식을 형성하지 못한 예비 지구 과학교사들은 잘못된 소재를 선택할 뿐 아니라 개념 연결에서도 오류를 범하고 있다. 또한, 대부분의 예비 지구과학교사들이 지질현상에 대한 과학개념을 형성하고 있다고 하더라도 생성과정을 무시하고 소재의 형태만을 주로 고려하고 있다. 그러므로 지질조사 및 고체지구과학 분야에 대한 충분한 학습이 가능하도록 지구과학교사 양성 교육과정에 충실히 반영해야 하며, 이를 바탕으로 예비 지구과학교사들의 지질학적 내용지식, 야외 교수학습 전략, 자료개발 절차 등이 하나의 통합적인 개념으로 형성될 수 있도록 지도할 필요가 있다.

본 연구의 목적은 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달이 교수 실제와 교수 효능감에 어떤 영향을 미치는가를 알아보는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위한 연구 문제는 첫째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달과 과학 교수 효능감은 어떤 관련성이 있는가? 둘째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 셋째, 교사의 과학 교수 효능감 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 이다. 이를 해결하기 위해서 53개 공립 초등학교에서 120명의 교사를 표집하여 과학 교과교육학 지식 측정 도구와 과학 교수 효능감측정 도구를 투입하였고, 수업 관찰과 면담을 통하여 데이터를 획득하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들의 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감은 경력이 많을수록 점차 증가하며, 학력이 높을수록 발달한다. 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감의 상관분석 결과 둘 사이에 높은 상관 관계가 있었으며 통계적으로도 유의미하였다. 둘째, 과학 교과교육학 지식이 높은 교사의 수업 실제의 특징은 교사가 가지고 있는 과학 교과교육학 지식을 충분히 활용하고 있었으며 수업 전체에 대한 자신감을 가지고 있었다. 셋째, 과학 교수 효능감이 높은 교사의 수업 실제의 수업의 초기에 수업 목표와 학습 문제를 학생들에게 정확하게 인식시키려고 노력하며 수업의 각 과정에도 재인식시키는 특징이 있다. 자기의 과학 수업에 대한 상당한 자신감이 있고 내용에 대한 지식뿐만 아니라 수업에 관련된 그 외의 분야에도 지식이 풍부한 공통점이 있다.

교육이론과 실행 간 격차는 오래전부터 논의되어 왔으나, 본 연구에서는 이론과 실행 간 관계속에서 이론의 역할에 대한 논의가 충분하지 않다고 판단하였다. 이에 이론의 영역을 과학교사의 내용 지식(SMK: Subject Matter Knowledge)과 교수내용지식(PCK: Pedagogical Content Knowledge)에 한정하여, 이와 관련된 기본 개념을 재구조화하고자 하였다. 이를 위해 문헌연구를 기반으로 연구문제와 관련된 내용을 정리하고, 가설적 제안과 가설 검증을 위해 필요한 실증적 연구도 함께 제안하였다. 첫째, 교과 내용 지식을 학생이 알아야 할 지식과 상위지식으로서 교사가 알아야 할 지식으로 나누고, 교사가 알아야 할 상위지식의 유형을 제시하면서, 이러한 상위지식이 교사의 수업 실행과 연결되기 위해서는 상위지식도 학생지도를 위해 직, 간접적으로 역할을 할 수 있어야 한다는 점을 강조하였다. 둘째, 심리학의 체화된 인지(embodied cognition) 이론에 기초하여, 교사의 지식이 상황에 맞추어 적절하게 변형되면서 즉각적으로 실행되려면 체화된 PCK (embodied PCK) 개념이 필요하다는 점을 제안하고, 체화된 PCK의 특징과 과학교사의 수업 실행에서 이것이 어떠한 역할을 하는지 논의하였다. 마지막으로 PCK와 체화된 PCK를 포함하여 이론 과 실행 간 관계를 강조하는 새로운 PCK 모델을 제안하고, 그 특징을 논의하였다. 본 연구에서 제시한 논의와 가설적 제안 및 실증적 연구의 제안은 이론과 실행 간 관계 속에서 이론의 역할과 기능에 대한 보다 깊은 이해에 도움을 줄 것으로 기대되며, 나아가 이론과 실행 간 조화를 위한 기반을 제공할 것으로 기대한다.

본 연구는 교재연구 및 지도법 수강과 학교현장실습 전후의 예비 생물교사의 과학 교수 지식과 과학 교수 효능감 수준의 변화를 연구하였다. 약 9개월에 걸친 연구기간동안 사전검사와 두 차례의 사후검사를 통해 분석하고, 학교현장실습을 기점으로 이 변인들이 어떻게 변화하는지에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 교재연구 및 지도법 수강 전과 후 사이에는 과학 교수 지식 수준과 과학 교수 효능감에 통계적으로 의미 있는 향상이 나타났으나 학교현장실습 후에는 과학 교수 지식과 과학 교수 효능감 모두 통계적으로 의미 있는 차이가 없었다. 과학 교수 지식의 세부항목 중 ‘교수요목 및 효율적 과학 프로그램에 대한 이해’, ‘학생들의 과학적 탐구능력에 대한 이해’, 그리고 ‘정의적 영역에 대한 이해’에서는 그 수준이 저하되어 예비 과학교사의 특화된 교수지식 향상을 위한 구체적인 처방 또는 관련 경험의 제공이 필요함을 나타냈다. 예비 교사들은 현장실습 기간 동안 작성한 반성적 일지에서 구성주의 수업 실행의 어려움, 학생과의 상호작용의 어려움 그리고 학생들의 수업 참여 유도의 어려움 등을 나타냈다. 본 연구의 결과는 추후 효과적인 학교현장실습을 위해서 예비 과학교사들에게 어떤 경험을 제공해야 하는지에 대한 설계 방향성을 도출하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다.