이 연구의 목적은 초등학교 학생들의 과학에 대한 인식론적 신념을 분석하여 그들의 과학의 목적, 과학 지식의 본성, 과학 지식의 근원, 과학에서의 실험의 역할에 대한 신념의 특징을 알아보고자 하는 것이다. 본 연구의 대상은 S시에 위치한 K 초등학교 4-6학년 학생 99명이고, 과학에 대한 인식론적 신념을 검사하기 위한 도구로 Elder(1999)가 그의 연구에서 제시한 과학에 대한 인식론적 신념을 구성하는 요소로 이루어진 검사지를 번안하여 사용하였다. 설문지 응답을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학의 목적에 대한 인식론적 신념을 분석한 결과, 6학년이 가장 현대적인 신념을 보유하고 있었다. 둘째, 과학 지식의 본성에 대한 신념의 경우, 4학년이 5, 6학년과 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 셋째, 과학 지식의 근원과 과학에서의 실험의 역할에 대한 신념을 통계적으로 유의미한 차이를 나타내지 않았다.

이 연구는 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행한 초등학교 교사들의 경험을 현상학적 연구 방법을 사용하 여 이해하는 것이다. 4명의 초등 교사가 참여했으며, 심층 면담을 실시하였다. 사용한 질문은 Seidman(1998)과 Schuman(1982)이 제시한 면담법을 재구성하였으며, Giorgi(1985)의 현상학적 체험 연구 방법 4단계를 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 교사들은 수업 중에 시스템 사고를 증진시키는 확산적 발문을 많이 하였고, 학생 중심의 물리적, 심리적인 환경을 조성하여 시스템 사고를 향상시켰다. 둘째, 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 교수학습 예시 자료의 부족과 수업 주제 선정의 어려움을 언급하였다. 또한, 평가 도구와 측정 방법이 부족하여 학생들의 학습 내용과 과정을 올바르게 평가하는 것이 어렵다고 지적하였다. 초등학생들의 탐구 활동 능력 부족으로 시스템 사고를 기반으로 한 과학 탐구 수업의 효과를 극대화 시키는 데 한계가 있는 것으로 나타났 다. 이 연구를 통해 초등학교 교사들은 시스템 사고 기반 과학 탐구 수업을 진행하는 과정에서 여러 역할을 수행하고, 어려움을 겪으면서도 더 나은 수업의 방향을 찾고 있었다. 이 연구 결과는 앞으로 초등학교 수업 현장에서 시스템 사고를 적용하는 데에 가치 있게 활용될 것으로 기대된다.

감성이 중요시되고 있는 시대가 발전함에 따라 미래 시대에 필요한 인재를 양성하기 위한 교육 분야에서도 감성과학과 관련된 교육이 요구되는 시점이다. 본 논문은 초등학교 저학년 학생을 위한 감성과학을 학습할 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고 수업에 적용해봄으로써, 가능성과 효과적인 방법을 제안하고자 한다. 이를 위하여 첫째, 감성과학을 교육하기에 적합한 융합인재교육(STEAM) 방식을 채택하여 초등학교 1~2학년을 대상으로 한 ‘도형으로 만드는 마음’을 개발하였다. 감성과학 관련 STEAM의 이론적 배경과 벤치마킹을 실시하고, 초등학교 해당 학년 교과서를 기반으로 한 구체적인 수업 내용과 활동 및 교재와 키트 등을 개발하였다. 둘째, 개발된 프로그램을 두 학급에 시범적으로 적용하여 만족도 조사와 교사 인터뷰 등을 통해 결과를 분석하였다. 분석 결과는 전체 만족도 평균은 매우 높게(4.40/5) 나왔으며 특히, ‘수업 참여도’에 대한 만족도가 높은 것으로 분석되었다. 셋째, 분석 결과를 바탕으로 개발한 프로그램에 대한 가능성과 가치, 한계점 등을 논한다. 본 연구 결과는 과학에 대한 직접적인 이해가 어려운 초등학교 저학년을 대상으로 감성과학에 대해 쉽고 흥미롭게 접근할 수 있는 교육 프로그램이라 할 수 있다. 이러한 교육을 통해 감성과학을 효과적으로 이해하고, 감성 중심 시대를 선도할 인재를 양성하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

이 연구의 목적은 지구계와 환경 문제에 대한 초등 영재학생들의 인식을 조사하는 것이다. 대학부설영재교육원 소속 28명의 초등학교 학생들을 대상으로 13개의 지구 환경 문제에 대한 지식수준, 심각성, 확실성, 체험 가능성에 관한 인식을 조사하였다. 학생들이 그린 지구 이미지를 분석하기 위하여 Draw-An-Earth Test 체크리스트를 개발하여 사용하였으며, 이미지를 구성하는 요소와 이미지에 담긴 의미를 분명하게 파악하기 위하여 인터뷰를 실시하였다. DAET 체크리스트와 인터뷰 분석 결과 지구계의 구성요소에서 80개, 지구계의 상호작용에서 11개, 지구계의 소양 영역에서 4개의 요소가 확인되었다. 학생들은 지식 수준과 관련하여 대기 오염, 지구온난화, 수질 오염에 가장 잘 알고 있다고 하였으며, 지구온난화, 대기오염, 수질 오염을 가장 심각한 문제라고 하였다. 또한 산성비, 대기 오염, 수질 오염에 대하여 확실성이 높게 나타났으며, 산성비, 대기오염, 산림파괴에 대하여 체험가능성이 높게 나타났다. 이 연구를 통하여 교수 학습 측면에서 초등 과학 영재들이 지구계와 환경문제에 대하여 어떻게 인식하고 있는지 이해할 수 있었다.

이 연구의 목적은 초등학교 과학 교육에서 활용하는 암석 표본의 문제점과 개선 방안을 알아보기 위한 것이다. 연구를 위하여, 경북 K시 소재 5개 초등학교에서 활용하고 있는 암석 표본 세트 중 대표성을 띠는 암석 표본 세트 20종을 임의로 선정하여 현장 조사와 사진 촬영을 실시하고, 과학 업무를 5년 이상 담당한 경험이 있는 초등 교사 3인을 대상으로 면담을 실시하였다. 연구 결과, 초등학교 교육과정이 반영된 암석 표본 세트는 10%에 불과하였다. 유효 기간이 약 30년 지나 교육적 가치가 떨어지고 명패와 설명서에 제시된 정보들에서 많은 오류가 발견되었으며, 암석 표본의 크기가 너무 작고 특징이 나타나지 않아서 학습 자료로 활용하기에는 다소 문제가 있는 것으로 나타났다. 이 외에도 암석 표본의 구입과 검증 절차를 소홀히 하거나 교사의 관심과 관련 지식 부족, 암석 표본에 대한 정보의 부족 등으로 교육을 위한 좋은 암석 표본을 구입하는 데 어려움이 있었다. 따라서 이를 개선하기 위해서는 암석 표본에 대한 전문가의 검증이 필요하며, 암석 표본은 교육과정과 교과서의 내용을 충실히 반영되어야 한다. 개선 방안의 일환으로서 초등학교 과학 교육용 암석 표본 설명서를 제안하였다.

이 연구의 목적은 과학관 전시의 교육 과정 반영에 대한 평가 기준을 개발하고 적용하는 것이다. 이 목적을 구현하기 위하여 초등 과학과 지구과학 성취기준에 근거한 평가 기준을 개발하였고 이를 국립중앙과학관 전시에 적용하여 과학관 전시의 교육 과정 반영도와 평가 척도를 측정하였다. 연구결과 국립중앙과학관의 초등 과학과 교육 과정 중 지구과학 내용의 반영도는 52%이고 평가 척도는 3.53으로 평가되었다. 특히 지질 영역과 천문 영역에서는 높은 반영수준을 보였다. 이러한 결과는 국립중앙과학관이 비형식 교육 기관으로서 학교 과학 교육과 비교적 잘 연계되고 있음을 보여준다. 과학관은 학교 과학 교육과 연계되어야 하며, 그 과정은 과학관이 교육 과정을 충실히 반영하는 것으로부터 시작되어야 한다. 이를 위해 과학관이 교육 과정을 반영하는데 지표가 될 기준이 필요하다. 이러한 관점에서 이 연구의 결과는 과학관과 학교 과학 교육의 연계 수준을 진단하고 발전 방향을 설정하는데 필요한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

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 연구의 목적은 ARCS(Attention, Relevance, Confidence, Satisfaction) 전략을 적용한 STS(Science, Technology and Society) 수업이 초등학교 5학년 학생들의 학습 동기와 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위해 53명의 초등학교 5학년 학생들을 표집하여 실험반과 통제반으로 구분하였다. 그리고 4주 동안 실험반에는 ARCS 전략을 적용한 STS 수업을 처치하였고, 통제반에는 전통적인 수업을 실시하였다. 연구 결과는 ARCS 전략을 적용한 STS수업이 전통적인 수업보다 초등학교 5학년 학생들의 학습 동기와 과학적 태도 향상에 효과적이었음을 보여주었다.

본 연구는 여러 종류의 ICT 활용 수업자료 중 WBI 수업자료, CD-ROM 타이틀 그리고 ICT 활용 수업모듈 수업자료가 과학 학업성취 및 자기 주도적 학습특성과 창의력에 미치는 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 초등학교 과학 ‘지구’ 분야의 단원에 대하여 세 가지 자료를 활용하여 수업을 실시하고 그 효과를 분석하였다. 그 결과, WBI 수업자료, CD-ROM 타이틀 수업자료와 ICT 활용 수업모듈을 활용한 수업은 과학 학업성취, 자기 주도적 학습특성, 창의력을 변화시키는데 효과적인 것으로 나타났다. WBI 수업자료는 자기 주도적 학습특성을 변화시키는데 효과적이며, ICT 활용 수업모듈 수업자료는 창의력을 향상시킨 것으로 나타났다.

본 연구는 초등학교 과학수업을 위한 ICT 활용 수업모듈의 개발과 그 효과를 알아보고자 하는 연구이다. 연구의 결과, 첫째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 과학 학업성취도를 향상시키는데 효과적이었다. 둘째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 자기주도적 학습특성을 향상시키는데 효과적이었다. 특히, 자기주도적 학습특성의 하위요소인 개방성, 자아개념, 솔선수범, 미래지향적 자기이해, 창의성, 자기 평가력에 대해서 향상을 보였다. 그러나 자기주도적 학습특성의 하위요소인 학습열성, 책임감에서는 향상된 효과를 보이지 않았다. 셋째, ICT 활용 수업모듈을 활용한 집단은 전통적 집단에 비해 창의성을 향상시키는데 효과적이었다. 이를 세부적으로 보면, 창의성의 하위요소인 유창성, 독창성에서는 향상을 보이고 있으나 융통성에서는 효과를 보이지 않았다.

초등학교 지구과학 학습내용에서 지진학습은 학생들이 직접 체험하기 힘든 내용이다. 따라서 이러한 내용을 효율적으로 학습하기 위해서 학생들의 흥미와 특성에 맞게 애니메이션 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈을 ICT 교수 · 학습전략에 맞게 ICT 활용수업을 실시함으로써 학습의 효과를 거두고자 하였다. 개발된 애니메이션 모듈은 35명의 초등학생들에게 투입하였다. 그 결과 애니메이션 모듈을 적용한 수업이 학생들의 과학적 태도에 향상이 있는 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 초등학교 화산 수업에서 학생들이 유의미 학습을 통해 성취도 향상을 이룰 수 있는 수업 전략의 한 방법으로 개념도 활용의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 1개 초등학교 6학년 2개반 학생 80명의 학생들이 본 연구에 참가하였으며, 전통적인 수업방법으로 수업을 한 통제집단과 개념도를 수업에 활용한 실험집단으로 나누어 개념검사지를 통한 학생들의 화산 개념의 성취도 분석 및 개념도 수업 전략의 활동에 따른 정량적, 정성적 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 전통적인 수업을 받은 집단과 개념도를 수업에 이용한 집단 사이의 성취도 평가에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 개념도를 활용한 수업이 효과적임을 보였다. 둘째, 수업 후 중 · 하위그룹간의 개념성취 수준에 있어서 통계적인 차이를 보이지 않았으나, 상 · 하, 상 · 중위 그룹은 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 즉, 개념도 수업이 상위그룹보다는 중 · 하위 그룹에게 보다 큰 효과가 있었다. 셋째, 개념도 수업이 진행됨에 따라 관계, 위계, 연관, 예의 범주에 있어서 교재 내용의 개념을 구조화하는데 학생들이 능숙해짐을 보였다.

이 연구는 서울 지역 소재 3개 초등학교 103명의 4학년 학생들을 대상으로 사회적 구성주의 교수학습모형을 적용한 후 학생들이 가지는 개념의 변화를 분석하였다. 특히, 사회적 구성주의 교수학습모형의 개념원도 활용 수업 전후 학생들의 개념 변화를 지필고사로 평가, 조사하였다. 103명을 대상으로 개념원도를 도입한 수업을 1개월 동안 실시한 전후 지필고사를 실시하였다. 연구결과에 따르면, 개념원도를 적용한 수업은 유의미하게 학생들의 개념을 신장시킨 것으로 나타났다. 결론적으로, 개념원도를 적용한 사회적 구성주의 교수-학습모형은 진단평가, 형성평가에 도입할 가치가있는 것으로 고찰되었다.

본 연구에서는 미래유망직업을 활용한 초등학교 과학수업이 초등학생의 과학에 대한 태도 및 진로발달에 미치는 효과에 대해 연구하기 위해, 미래유망직업을 활용한 수업을 실시한 후, 초등학생의 과학에 대한 인식, 흥미 및 진로 발달에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 수업에 활용한 미래유망직업은 2014년 미래창조과학부가 과학기술인재 진로지원센터를 통해 발표한 과학기술분야 미래유망직업과 한국직업능력개발원에서 발간한 미래의 직업세계(2014) 및 미래의 직업세계- 해외직업편(2015)를 토대로 선정하였으며, 초등학교 과학과 교육과정과 연계하여 적용할 수 있는 직업 및 단원을 선정하여 총 12차시의 수업을 실시하였다. 각 차시의 수업 단계는 권난주(2006)가 발표한 과학자에 대한 인식변화 과정으로 과학 꺼내기, 과학 깨닫기, 과학 친하기, 과학 꿈꾸기의 총 4단계이며, 연구를 통해 개발한 수업을 경기도 소재 G초등학교 6학년 학생들을 대상으로 적용 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 미래유망직업을 활용한 초등학교 과학수업은 학생들의 과학에 대한 인식 및 흥미에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 미래유망직업을 활용한 과학수업은 초등학생의 진로발달에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 세 명의 미국 초등학교 선생님들이 문화와 언어가 다른 도심지 저소득층 학생들을 위한 과학 수업 구성함에 있어서 어떻게 여러 가지 상황에 대한 지식이 영향을 미치는지에 대한 사례연구이다. 도심지 저소득 학생들을 위한 각 교사의 세부적인 교육적 결정과 여러 가지 당면 한 상황 간에 역동적인 상호작용을 이해하기 위해 “상황에 대한 교사지식”에 관한 이론적 분류틀 이 제안되었다. 본 연구의 방법은 다중 사례연구로 각 교사에 대한 연구가 독립적인 사례로 제시 되었다(Merriam, 2001). 교실 관찰 기록과 인터뷰 전사 자료가 주요 연구 데이터로 사용되었으며 해석학적 질적 분석 방법을 통해 분석되었다. 본 연구의 결과는 교사들이 가지는 학생들의 과학 용어 이해의 부족과 같은 학생 상황에 대한 이해와 국어가 강조되는 학교 교육과정과 같은 외부 상황에 대한 이해가 비슷할지라도 각 교사의 실제적인 수업에는 큰 차이가 있음을 보여 준다. 특 히 각 교사의 내부적 상황 지식(knowledge of internal context)이 각 교사가 교수법적 결정과 실 제에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다. 본 연구결과는 교사가 문화 반영적 과학 교수법 (culturally relevant science teaching practices)에 대한 이해 부족의 문제점을 보여준다. 마지막으 로 연구 결과에 근거하여 도심지 빈민 다문화 학생을 위한 초등과학교육에 대한 제언을 기술하 였다.

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.

본 연구는 식물재배 경험이 적고 실습재료의 준비 및 유지, 관리에 어려움을 느끼는 초등학교 교사들이 5학년 1학기 식물의 구조와 기능 단원 실험 실습에 보다 용이하게 접근하면서 교육효과를 높이기 위한 교구 개발을 위한 기초자료를 수집하기 위하여 수행되었다. 수업을 수행하는 교사가 대부분 더 많았으나 뿌리의 구조와 하는 일 단원의 당근 활용 실험 실습은 수행하지 않은 교사가 더 많게 나타났다. 재료의 준비는 학생들에게 가져오게 하거나 학교에서 일괄 구입하였고, 개별 실험보다는 4명의 모둠으로 실험을 진행하였다. 가장 많이 지적된 어려움으로는 식물 구입 및 구비, 실험 결과 재현으로 나타났다. 식물의 구조와 기능에 관련한 교구개발 및 공급에 대한 고려는 교사들이 경험하는 실습수업의 문제점을 해소하고 이를 통하여 실습수업의 생략 및 축소를 막아, 교사 및 학생의 식물에 대한 친숙도를 높이면서 궁극적으로 교육의 효과를 높이는데 기여 할 것으로 사료된다.