본 연구의 목적은 과학자의 가설-연역적 탐구과정에서 가설설정단계, 실험설계단계, 결과해석단계에서 귀추적 추론이 나타나는지를 확인하고, 각각의 단계에서의 귀추적 추론과정을 분석하기 위한 분석틀을 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해, 8명의 과학자들과의 심층면담을 통해 얻은 프로토콜을, 기존 문헌에서 추출한 귀추적 추론과정의 하위요소로 분석해 보았다. 그 결과, 과학자의 귀추적 추론이 세 단계 모두에서 나타나고 있어 기존요소에 의한 분석틀을 벗어난 새로운 분석틀이 요구되었다. 그 결과 과학자들과의 심층면담을 통해 탐구의 각 단계에서 나타나는 귀추적 추론 분석틀을 새롭게 개발하였다. 이 틀을 과학교육전문가로부터 타당성 확인 결과, 내용타당도 지수 0.90을 얻어 타당한 것으로 인정되었으며, 실제로 과학자의 탐구과정에서 나타나는 귀추적 추론과정을 분석한 결과 매우 적절한 것으로 확인되었다.

The purpose of this study was to examine the effects of metastrategic exercise on a scientific reasoning strategy to control variables, and investigate the developmental patterns in the strategy usage within a given period. Two groups composed of 90 fifth grade students engaged in a scientific reasoning task over six daily sessions. Additionally, one group engaged in metastrategic exercise on fictional students' strategies of controlling variables on the task, while the other spent equivalent time on an unrelated task. Based upon results of the study, the following conclusions can be drawn. First, the metacognitive exercise on the strategy to control variables has positive and long-standing effects on the strategy performance at the reasoning task. The exercise also takes effect of near-transfer. Taking into consideration only about sixty minutes of metastrategic practice, the results provide the validity of the activity in order to develop children's reasoning strategies. Second, in a scientific reasoning task, each child seems to go through one out of two developmental patterns in their usage of reasoning strategies: gradual change or fundamental change. Considering the ratio of pattern of fundamental change between the two groups, it is clear that the metacognitive exercise influences the developmental pattern of strategy usage.