본 연구에서는 과학 수업의 학습 환경에 10년 간 어떠한 변화가 있었는지를 지난 3주기 간의 TIMSS 연구 자료를 활용하여 분석하였다. 본 연구에서는 과학 수업 현황, 교사의 전문성 계발 활동, 학교 환경 측면으로 범주화해 분석하였다. 보다 세부적으로 과학 수업 현황의 경우는 교수 학습 활동, 평가, 숙제로 3가지 범주로, 교사의 전문성 계발 활동은 교사 연수, 교사의 교류, 교사 평가의 3가지 범주로, 학교 환경은 학교 특성, 지원 환경의 2가지 범주로 구분해 분석하였다. 연구 결과에 의하면, 그동안의 과학 교육 관련 정책들이 어느 정도 성과를 보이고 있었다. 과학 수업에서는 다양한 과학 탐구 활동의 빈도는 점차 증가하고 있었다. 그러나 여전히 교사 중심의 수업이 많이 이루어지고 있고 실험이나 조사 활동을 직접 수행하는 활동이 감소하고 있어 개선이 필요해 보인다. 평가에 있어서도 사실이나 개념 지식의 이해와 관련된 문제의 비중이 높지만, 최근 과학적 탐구나 정당화를 요구하는 문제가 많이 증가하고 있었다. 숙제와 관련해서는 피드백을 주거나 토론을 위해 사용하는 비중은 낮고 숙제를 다 했는지 점검하거나 성적 산출을 위해 사용하는 비중이 높은 편이지만 점차 개선되고 있었다. 교사의 전문성 계발 활동에서는 교사들은 다양한 교사 교육 프로그램에 참여하고 있지만 여전히 전통적인 과학 내용과 교육 과정, 교수법에 대한 비중이 높은 편이었으며, 과학과 정보 기술을 통합하거나 비판적 사고력이나 탐구 능력 향상에 대한 연수 비중은 적었다. 학교 지원 환경과 관련해서는 교사의 직무 만족도는 증가하고 있으며 학교 교육과정 목표에 대한 교사의 이해나 실행 성과도 점차 증가하고 있었다. 자원과 관련해서도 과학 수업을 위한 자원의 부족이 과학 수업에서 많은 영향을 주지 않고 있으며, 일부 부족한 경우도 점차 개선되고 있었다.

자연선택개념은 진화론의 핵심개념으로 다양한 생물학적 문제를 해결하기 위해 이해해야 될 필수 개념이다. 이 연구는 한국예비생물 교사들의 자연선택개념의 이해 수준을 조사하기 위하여 중국, 미국, 독일의 생물전공자와 비교하는 것을 목적으로 한다. 특히 이 연구에서는 자연선택개념의 두 개념요소인 생태개념과 유전개념으로 구분하여 예비생물교사의 자연선택개념을 분석하였다. 우리나라 예비생물교사 376명을 포함하여 1226명의 한국, 중국, 미국, 독일의 생물전공 예비교사의 자료를 토대로 분석하였다. 검사도구는 생태개념과 유전개념문항 각 10개씩을 포함하고 있는 Conceptual Inventory of Natural Selection의 20문항을 라쉬모델, 다변량분산분석, 일변량분산 분석을 활용하여 분석하였다. 그 결과 우리나라 예비생물교사의 자연선택개념 수준은 중국과 비슷하고 미국, 독일에 비하여 낮았다. 생태개념과 유전개념으로 구분하여 살펴보면, 우리나라 예비생물교사 1학년의 경우 중국과 독일에 비하여 유전개념이 유의미하게 낮았으며, 4학년의 경우 미국과 독일에 비하여 생태개념이 유의미하게 낮았다. 3년간의 예비생물교사 교육과정 동안 유전개념에 대한 교육은 성공적이었으나, 생태개념의 교육은 성공적이지 못하였다. 이 연구결과를 토대로 자연선택개념의 이해를 위한 예비생물 교사교육에 대해서 논의한다.

본 연구의 목적은 지방소재 교사양성대학에서 근무하는 교사교육자인 '나'와 비판적 동료 3인이 셀프스터디를 통해 '나'와 나의 강의에 대해 심도 있게 성찰하고, 비판적 동료와의 협력적 검토를 바탕으로 나의 강의 개선을 시도하는 데에 있다. 2015년 예비 실행을 거쳐 2016년 3월부터 4학년 17명이 참여하는 교과교육 강의를 중심으로 본 연구를 수행하였다. 11주간 약 40시간의 강의를 촬영하였으며 강의자인 나의 반성적 저널, 예비교사의 강의 평가 자료, 온라인 게시판 내용 등을 토대로 강의 전반에 대한 자료를 수집하였다. 또 학생들을 대상으로 2차례에 걸쳐 설문을 실시하였고 강의 참여 일지를 작성하도록 하였다. 4명을 포커스 그룹으로 선정하여 면담을 진행하였다. 비판적 동료 3인은 강의 시작 전부터 연구의 방향과 분석 방법에 대하여 협의하였으며, 학기 중에는 매주 1회 해당 강의 녹화 자료를 분석하고 학생들의 반응, 강의 개선 방향 등에 대하여 함께 논의하였다. 강의 실행의 과정은 실행의 목적에 따라 크게 탐색, 갈등, 도전, 변화의 4가지 국면으로 나타났다. 연구 결과를 구체적으로 보면 첫째, 교사교육자로서 '나'는 '연구자로서의 나', '강의자로서의 나', '대학 행정관리자로서의 나'라는 다중적인 역할을 수행하고 있었고 종종 이들 사이에 갈등이 나타났다. 둘째, 강의자와 학습자 사이에 교과교육 강의의 필요성과 가치 등에 대한 인식 차이가 있음을 발견하였으며, 이것이 강의를 진행하는 데 있어 큰 어려움이 될 수 있음을 확인하였다. 셋째, 자신의 실행을 의도적으로 비판적 시각에서 관찰하여 '나'의 인식의 확장을 유발하였고, 강의에서는 '나'와 예비교사들의 소통과 협력적 실행으로 연결되었다. 그리고 비판적 동료와 함께 한 셀프 스터디는 '나'의 실행과 관련된 신념, 개인적 고민이나 갈등을 공동의 성찰 대상으로 끌어올려 각자의 시각과 대안을 지속적으로 교환하면서 균형 잡힌 해석과 연구 방향을 탐색하도록 하였다. 이를 통해 교사 교육자인 '우리'를 이해하는 틀을 제공하였다.

이 연구는 육색사고모자라는 창의적 기법을 적용한 SSI 토론 프로그램을 개발하여 SNS 토론과 기존 면대면 토론 후 논증유형의 차이와 학생의 성격특성별 의사결정능력에 미치는 효과를 알아보았다. 맞춤아기, 배아줄기세포연구, 낙태의 합법성을 주제로 한 3가지 SSI 토론 수업을 SNS를 활용한 토론 집단과 면대면 토론 집단으로 각각 2 학급씩 나누어 학생별 성격특성 검사지를 통해 학생의 성격유형을 외향성, 수용성, 성실성으로 구분하였다. 그리고 두 집단 모두 창의적 사고 기법인 육색사고모자 기법을 이용한 창의적 토론방법을 사전 교육한 후 수업을 진행하였다. 토론 활동이 끝난 후 SNS를 활용한 토론을 한 학생들의 토론 내용은 텍스트로 저장하였고 면대면 토론을 한 학생들의 토론과정에 작성한 활동지와 수업 활동을 촬영한 동영상과 녹음파일을 전사 후 분석한 내용을 바탕으로 학생들이 주제에 대한 최종의견을 주장할 때 사용한 논증 유형과 성격특성별 의사결정능력결과의 차이를 비교하였다. SNS 토론과 면대면 토론에서 사용한 논증유형을 분석한 결과 가장 많이 사용한 논증유형은 인과 유형이었고, SNS 토론의 경우 인과 유형 다음으로 많이 사용한 논증유형은 징표, 유추, 권위, 동기 순이었다. 그에 비해 면대면 토론 결과 인과 유형이 전체 논증 유형의 76% 이상이었고, 나머지 논증 유형은 거의 사용하지 않았거나 주제에 따라 유추, 권위, 동기의 논증 유형을 1~2회 정도 사용하였음을 알 수 있었다. 그리고 면대면 토론을 한 학생보다 SNS 토론을 한 학생들이 인과 이외에도 일반화, 분류화와 병렬적 사례 등의 다양한 논증유형을 사용하였다. 학생의 성격특성별 의사결정능력의 세 가지 요인인 쟁점의 복잡성, 관점의 다양성, 탐구의 객관성 결과를 분석해보면 의사결정능력의 '쟁점의 복잡성'요인에서는 수용성의 학생그룹에서만 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 나타났고, '관점의 다양성'요인에서는 외향성, 수용성, 성실성 모두 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 마지막으로 '탐구의 객관성'요인에서는 외향성, 수용성, 성실성 모두 SNS 토론집단과 면대면 토론집단 간에 유의미한 차이가 없었다. 연구 결과 육색사고모를 이용한 SSI 주제의 토론수업이 기존의 면대면 토론보다 SNS 토론이 학생들이 다양한 논증유형을 사용해 주장하는데 효과적인 방법이고 의사결정능력 검사의 '관점의 다양성'의 요인에서 성격특성에 관계없이 SNS 토론이 더 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 SSI 주제에 대해 육색사고모자를 활용한 SNS 토론이 주제에 대한 다양한 관점을 고려해 보고 의사결정을 하는데 효과적인 방법의 하나로 될 수 있음을 알 수 있었다.

이 연구에서는 중등 예비 화학교사가 지필평가 문항을 개별 및 소집단별로 제작하는 과정에서 고려된 교과교육학 지식(PCK) 구성 요소 사이의 상호작용을 분석하였다. 예비교사 8명의 개별 지필평가 문항 제작 활동에 대한 발성사고 과정을 분석한 결과, PCK 구성 요소 중에서는 과학 평가에 관한 지식 측면이 가장 많이 고려되었으며, 과학 교육과정에 관한 지식과 과학 내용에 관한 지식, 학생에 관한 지식 측면도 비교적 많이 고려되었다. 그러나 과학 교수 전략에 관한 지식 측면은 거의 고려되지 않았다. PCK 구성 요소 중 2가지 측면 또는 3가지 측면의 통합이 다양한 유형으로 자주 나타났으나, 4가지 이상의 측면이 통합된 경우는 없었다. 한편 각 4명의 예비교사로 구성된 2개 소집단의 지필평가 문항 제작 과정을 분석한 결과, 고려된 PCK 구성 요소의 경우 개별 지필평가 문항 제작 과정과 비교하여 전반적인 양상은 유사하였다. 그러나 과학 교육과정에 관한 지식 측면은 약간 적게 고려되었고, 나머지 4가지 측면에서는 비교적 높은 빈도로 고려된 하위 항목의 개수가 증가하였다. PCK 구성 요소 사이의 통합 수준에서는 2가지 측면의 통합의 발생 비율은 감소하고 3가지 측면의 통합의 발생 비율이 증가하였으며, 특히 4가지 및 5가지 측면의 통합이 새롭게 나타났다. 그러나 과학 교육과정에 관한 지식을 포함한 통합은 감소하였고, 과학 교수 전략에 관한 지식 측면을 포함한 통합은 여전히 거의 나타나지 않았다.

이 연구는 2009 개정 교육과정 5~6학년 과학 교과서에 새롭게 제시된 통합탐구 단원에 대한 초등학교 교사들의 인식과 지도 실태를 조사하여 통합탐구 단원 구성과 지도의 개선 방안을 모색하고자 하였다. 이를 위해 탐구지도와 관련된 기존 설문지를 수정, 보완하여 통합탐구 단원을 지도한 경험이 있는 교사들에게 설문을 실시해서 응답 내용을 분석하였다. 그 결과, 교사들은 통합탐구과정 지도의 중요성에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. '통합탐구능력 습득 및 발달, 과학 학습의 전이, 자유탐구 실행' 측면에서 교사들의 통합탐구 단원의 적용 효과에 대한 인식은 긍정적이었으며 그 이유로 '통합탐구과정 학습을 위한 별도의 시간 확보, 후속 학습에서의 활용, 자유탐구 활동에서 통합탐구과정 적용의 용이함'을 들었다. 반면에 교사들은 '통합탐구과정의 분절적 학습, 통합탐구 단원과 다른 단원 간의 연계성 부족, 학생의 호기심 유발이 어려운 교과서 내용 구성'을 이유로 통합탐구 단원의 효과에 대해 부정적인 의견을 제시하기도 했다. 또한 통합탐구 단원의 지도 실태에 대한 조사를 통해 많은 교사들이 통합탐구과정 지도 시 교과서 내용을 그대로 따르는 것을 확인하였다. 교사들이 통합탐구 단원 지도 시 어려움을 가장 크게 겪는 과정은 문제인식이었으며 그 다음으로 가설설정, 변인통제, 자료변환 및 자료해석, 일반화, 결론도출 순이었다. 교사들이 어려움을 겪는 이유는 '학생들의 호기심 경험 이해력 부족, 교사의 전문성 부족, 교과서 구성의 한계 및 학습 시간 부족' 등으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 통합탐구 단원의 개선 및 통합탐구과정 지도 관련 교사 전문성 제고를 위한 노력이 필요함을 시사한다.

이 연구의 목적은 네트워크 분석법을 활용하여 '전기' 용어에 대한 연상 단어 및 정의에 사용한 핵심 단어가 무엇인지 확인하고, 핵심 단어들이 어떻게 활성화되어 인지 구조를 이루는지 알아보는 데 있다. 연구대상은 지방 소재 교육대학교 1학년 대학생 총 83명으로 하였다. 대학생들의 성별과 고등학교 때 물리 과목 이수 여부에 따라 수업 전과 수업 후로 나누어 '전기' 용어에 대한 연상 단어 및 정의를 네트워크 분석하였다. 연구 결과 대학생들이 '전기'하면 가장 많이 떠올리는 단어는 수업 전 '에너지'이고 수업 후에는 '전류', '전자'이다. 그리고 '전기' 정의에 가장 많이 사용한 단어는 수업 전 '에너지', '흐름', '전자'이고 수업 후에는 '전자', '이동', '전하' 이다. '전기' 용어의 연상 단어에는 성별과 고등학교 때 물리 과목 이수 여부에 따라 조금 다른 네트워크 구조를 이루고 있었지만, 수업 후에는 대학생들의 특성에 상관없이 비슷한 네트워크 구조를 보였다. '전기' 용어의 정의에서는 수업 전 성별에 따라서는 비슷한 네트워크 구조를 갖고 있었고, 고등학교 때 물리 과목 이수 여부에 따라서는 조금 다른 네트워크 구조를 보였다. 하지만 수업 후에는 대학생들의 특성에 상관없이 비슷한 네트워크 구조가 나타났다. 끝으로 대학생들의 '전기' 용어에 대한 네트워크 분석 결과에 대한 교육적 시사점을 논의하였다.

본 연구는 예비 생물 교사들이 경쟁과 적응의 생물학적 의미를 일상생활에서 쓰이는 의미와 동일하게 이해함으로써 자연선택과 진화를 인식하는데 어려움이 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 예비 생물 교사 53명을 대상으로 지필검사를 하였고, 13명을 면담하였다. 지필 검사지는 세 종류로 경쟁과 적응의 일반적 의미를 묻는 검사지와 생물학적 의미를 묻는 검사지, 자연선택개념 검사지였다. 면담은 반구조화 면담으로 진행하였다. 자료 분석은 4단계로 진행하였다. 먼저, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 일반적 의미를 국어사전에 제시된 정의와 비교하였다. 두 번째로, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 생물학적 의미를 생물학적 정의와 비교하였다. 세 번째로, 예비 생물 교사가 생각하는 경쟁과 적응의 일반적 의미와 생물학적 의미를 비교하였다. 이를 바탕으로 생물학적 경쟁과 적응에 대한 예비 생물 교사의 대안개념 유형을 제시하였다. 마지막으로, 이 대안개념 유형이 자연선택과 진화를 설명할 때도 나타나는지 확인하였다. 연구 결과 예비 생물 교사들은 경쟁의 생물학적 의미를 일반적 의미와 혼용하여, 경쟁은 의도 또는 목적을 위해 싸우거나 다투는 것으로 인식하고 있었다. 적응은 개체 수준에서 생물이 살아남기 위해 환경에 맞춘다는 목적론적으로 인식하고 있었다. 즉 적응을 일반적 의미와 혼동하였고, 적응을 진화와 연결지어 설명할 때도 적응을 일반적 의미로 이해하여 적응이 계속되면 진화가 이루어진다고 생각하고 있었다. 이 연구는 그동안 국내 연구자들의 관심을 받지 못했던 경쟁과 적응 개념에 대한 중요성을 부각시키고, 효율적인 진화 교수 학습의 밑바탕이 되는 경쟁과 적응의 선개념 유형을 분석하여 제시했다는 데 의의가 있다.