본 연구에서는 과학 교과에 적합한 웹기반 프로젝트 수업과정을 설계하고 이를 수업 현장에 적용하여 중학생의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 미치는 효과를 조사하였다. 웹기반 프로젝트 학습에서 학습자는 과제를 수행하기 위하여 웹을 활용하여 정보를 교수자, 학습자를 비롯한 여러 사람과 교환하였다. 남녀 공학의 중학교 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에 대하여 웹기반 프로젝트 수업, 그리고 통제 집단에 대하여는 전통적인 수업을 실시하였다. 웹기반 프로젝트 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 긍정적인 효과를 가져왔다. 이러한 웹기반 수업은 학업 성취 수준별 비교에서 특히 상위 집단의 학업 성취도를 향상시키는 데 효과적이었다. 또한, 웹기반 프로젝트 수업은 과학 교과에 대한 흥미 유도를 통하여 여학생들의 성차에 대한 부정적인 인식을 해소함으로써 과학학습 태도 향상에 유의미한 효과를 주었다.

지구과학 학습 내용들은 교실이나 실험실에서 통제하기 어려운 내용들이 많다. 따라서 이를 극복할 수 있는 하나의 방안으로 가상현실 기술을 도입하여 웹상에서 활용할 수 있는 3D 가상현실 학습프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 701명의 중학교 학생들에게 투입되었다. 그 결과 몰입감을 통한 흥미유발 및 동기유발에 아주 긍정적인 효과가 있었으며, 공간지각 능력 향상에도 큰 도움이 되는 것으로 보여졌다.