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.

본 연구에서는 초등학교와 중학교 과학에서 공통적으로 다루어지고 있는 증산작용 탐구 주제를 과학 영재수업에 활용하여 초등 과학영재들과 중학교 과학영재들의 선개념의 유형과 탐구 수행 능력을 비교 분석하였다. 본 연구의 결론은 첫째, 증산작용 관련 선개념 분석에서는 증산작용이 일어나는 장소와 기공이 열리고 닫히는 원리에 대해 초․중등 영재 모두 대안적 개념이 많은 것으로 나타났다. 특히, 중학교 과학영재들은 다양한 학습경험으로 초등 과학영재들보다는 정통한 이해 수준을 나타냈으나, 여전히 많은 영재들이 초등 교육과정에서 학습이 이루어졌음에도 불구하고 증산작용에 대해 기초적인 이해수준을 보였다. 둘째, 탐구 수행 능력 측면에서는 중학교 과학영재들이 초등 과학영재보다 가설설정과 실험설계에서는 높은 수준을 나타냈으나 자료해석과 결론도출에서는 두 집단간에 의미 있는 차이가 나타나지 않았다. 특히, 자료해석 요소에서 그래프 작성에 어려움을 보였고 이로 인하여 과학적 결론을 이끌어내지 못하는 현상이 나타났다. 본 연구는 과학영재를 대상으로 하였으므로 이들에게는 통합탐구과정에 대한 기본적 이해가 이루어진 것으로 생각될 수 있으나 본 연구의 결과 영재교육을 받은 많은 학생들이 통합탐구과정에 대한 이해가 충분하지 않은 것을 확인할 수 있었다.