본 연구는 생물 예비교사의 과학수업모형을 적용한 수업시연에 나타난 질문 유형을 분석하여 수업 전문성 향상을 위한 개선점을 찾는데 목적이 있다. 질문 유형을 분석하기 위한 질문 분석틀은 크게 범주1(인지적 영역질문, 탐구기능질문, 정의적 영역 질문), 범주2(반복질문, 범위를 좁히는 질문, 연습 질문), 범주3(학생활동 진행 질문, 기억 질문, 사고 질문) 질문 유형으로 구분되었다. 5가지 과학수업 모형을 적용한 생물 예비교사의 질문 유형을 분석한 결과, 인지적 영역질문과 기억질문이 가장 높은 빈도를 나타냈다. 순환학습모형에서는 인지적 영역 질문이 가장 많이 나타났고, 특히, 학생활동 진행형 질문은 순환학습모형의 '1차 개념도입단계'와 실험을 수행한 '2차 탐색단계'에서 많이 사용되어 단계의 특징을 나타내고자 하였다. 발견학습모형은 관찰과 측정, 분류, 일반화 과정이 통합되어 있으나 수업시연에서는 기억질문이 많았고, 탐구기능 질문의 비중이 낮게 나타났다. 탐구학습모형에서도 기억질문이 많았고, 다른 수업모형에 비해 탐구기능 질문이 탐구학습모형의 '실험설계단계'와 '실험단계'에서 많이 나타났다. STS수업모형에서는 정의적 영역질문과 사고질문이 다른 수업모형에 비해 많이 나타났다. 개념변화학습모형에서는 기억질문을 많이 사용하여 개념변화학습모형의 모든 단계에서 학생들의 오개념을 자극하고 과학적 개념의 수정에 많은 도움을 주었다.

이 연구의 목적은 교육과정과 교과서 속에 최신의 생물학 흐름인 생명공학과 생물정보학 내용이 어느 정도 반영되어 있는지를 분석해 보는 것이다. 이를 위해 7차 교육과정, 2007 개정 교육과정, 2009 개정 교육과정 속의 생명공학과 생명정보학 내용을 분석하였으며 교육과정에 관련한 교과서 속의 생명공학과 생명정보학 내용을 분석하였다. 그 결과 7차 교육과정에서는 생명공학에 관한 내용은 있었으나 생물정보학에 관한 내용은 없었던 것에 비해 2009 개정 교육과정에서는 생명과학 I과 고급생명과학에서 이에 관한 내용이 등장하였다. 교과서 분석 결과를 보면 일반계 고등학교 학생들이 배우는 생물I, 생물II, 생명과학I에서는 아직도 생물정보학에 대한 내용제시가 많이 부족하였으며, 과학고등학교 학생들이 배우는 고급생물에서도 전체 내용에 비해 생물정보학에 대한 내용 제시가 부족하였다.

이 연구는 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업이 고등학생들의 생물에 대한 흥미와 과학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 것에 목적을 두고 있다. 창의적 과학글쓰기는 학습 내용을 바탕으로 일상생활 속에서 과학의 원리를 찾아 자신의 생각이나 느낌을 자유롭게 표현하는 글쓰기이다. 생물교과 내용 중 순환과 호흡단원을 선정하여 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업 지도안을 개발하였고, 전라남도 순천시 소재 인문계 고등학교 2학년 자연계열 학생 148명을 대상으로 사전-사후 검사 비교집단 설계방법을 사용하였다. 148명의 학생들을 비교집단과 실험집단으로 분류하여 총 7차시로 개발한 창의적 과학글쓰기 수업 지도안을 6주 동안 적용하였다. 학생들의 생물에 대한 흥미의 향상 정도를 알아보기 위해 생물에 대한 흥미 검사지를 사용하였으며, 과학적 태도 변화를 알아보기 위해 과학적 태도 검사지를 사용하여 측정 및 분석하였다. 이 연구의 결과에 따르면, 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업은 고등학생들의 생물에 대한 흥미를 향상시키는데 효과적이었으며, 특히 생물에 대한 관심과 생물 학습에 대한 흥미, 생물과 관련된 활동에 대한 흥미 향상에 효과적이었다. 이는 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업이 학생들에게 기존 수업과는 달리 새로운 수업방법으로 다가가 학습한 내용을 단순히 암기하는데 그치지 않고 자신의 일상생활에 적용하여 자유롭게 글로 표현함으로써 흥미를 유발시킬 수 있었고, 여러 가지 유형의 글쓰기를 통해 학습내용을 실생활에 다양하게 적용해 봄으로써 일상생활 속에서 생물학 원리를 스스로 찾을 수 있게 해주어 생물에 대한 흥미를 향상시켰음을 알 수 있었다. 뿐만 아니라, 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업은 고등학생들의 과학적 태도의 변화에 긍정적인 영향을 주었다. 창의적 과학글쓰기가 학습 내용을 바탕으로 폭넓은 사고를 통해 자신의 생각을 써나가는 글쓰기이므로 글을 쓰는 동안 자신의 사고 과정을 정리하면서 과학적 태도가 긍정적으로 변화되는데 효과적임을 알 수 있었다. 이상의 결과를 토대로 할 때 창의적 과학글쓰기를 활용한 수업이 고등학생들의 생물에 대한 흥미를 향상시키고, 과학적 태도를 긍정적으로 변화시키는데 효과적인 수업방법으로 활용될 수 있다는 결론을 얻었다. 따라서 고등학생들에게 적합한 창의적 과학글쓰기 유형을 주제별로 개발하여 다양하게 활용할 수 있는 방안에 대한 후속 연구가 필요할 것이다.

이 연구에서는 초등학교 5학년 영재학급 학생 14명을 대상으로, 과제의 개방도와 학생들의 인지수준에 따라 TS 활동에서 나타나는 언어적 상호작용이 어떤 특징을 보이는지 알아보았다. 연구 결과, 학생들은 과제의 개방도가 낮은 안내형 TS 활동보다는 개방도가 높은 개방형 TS 활동에서 훨씬 많은 언어적 상호작용을 보였고, 상위 수준의 상호작용도 안내형 활동보다는 개방형 활동에서 많았는데, 이런 결과는 언어적 상호작용의 거의 모든 하위 범주에서 나타났다. 또한, 안내형 과제를 수행하는 과정에서는 행동참여를 지시하거나 자기만족을 나타내는 언어사용 빈도가 높은 반면에, 개방형 과제를 수행하는 과정에서는 행동참여를 권유하거나 불만을 나타내는 빈도가 높았다. 학생들의 인지 수준에 따른 언어적 상호작용의 특징을 보면, 인지수준이 높을수록 상호작용의 빈도가 높고, 다양한 유형의 언어적 상호작용이 이루어지며, 상위수준의 상호작용이 많은 것으로 나타났다. 그러나 학생들의 인지 수준과 과제의 개방도는 학생들의 언어적 상호작용에 복합적으로 영향을 주는 것으로 나타났다. 즉, 인지 수준이 높은 학생일지라도 안내형 활동에서는 상호작용의 수준이 높지 않았으며, 개방도가 높은 활동이라도 인지 수준이 낮은 학생들은 참여도가 낮고 상호작용의 수준도 높지 않았다. 이는 개방가 높은 과제가 학생들의 사고를 자극하여 상위 수준의 상호작용을 이끌어낼 수 있지만, 그 효과는 학생들의 인지 수준에 따른 한계가 있음을 의미한다. 따라서 과제 활동에서 인지 수준이 낮은 학생들의 사고를 자극하고 참여도를 높이기 위한 과제 개방도의 조절과 교수 전략의 개발이 중요한 추후 과제라 생각된다.

이 연구는 초등학교의 과학교과서, 과학관련 교과 및 실생활 관련 교과에 나오는 과학 단위를 분석하고, 초등학교 6학년 학생들의 생활 속에서 사용하고 있는 과학단위들의 인식과 이해정도를 알아보고자 하였다. 연구 대상은 320명의 초등학교 6학년 학생이며 설문의 내용은 생활 속에서 흔히 볼 수 있는 질량(kg), 거리(km), 부피(L), 전압(V), 시간(s), 온도($^{\circ}C$), 속력(km/h), 열량(kcal), 퍼센트(%), 전력(W), 산도(pH) 등 11개의 과학단위에 대한 이해와 인식정도를 알아보고 생활 속에서 과학단위를 찾고 배울 수 있는 장소에 관해 알아보고자 하였다. 통계처리 프로그램인 SPSS 17.0을 사용하여 응답별 빈도와 백분율을 산출하였다. 결과는 다음과 같이 요약 할 수 있다. 타 교과와의 단위비교에서는 대체적으로 학년에 따라 비슷하게 단위가 중복되었으며 학년이 올라갈수록 단위의 수준이 높아지고 또한 과목의 특성에 맞는 단위도 확인하였다. 단위의 용도를 묻는 질문에서는 kg, km, L, $^{\circ}C$, kcal, km/h, W 단위 등은 91% 이상으로 잘 알고 있었다. 전압(V)과 시간(s)은 다른 단위보다 정답률이 낮았다. 특히 전문성이 있는 %, pH단위는 잘 이해하지 못하였다. 그리고 단위의 인식을 묻는 질문에서는 예외로 액체의 부피(L)와 산-염기에 쓰이는 단위인 산도(pH) 단위를 제외하고는 대부분단위들은 90%이상으로 잘 이해하고 있었다. 생활 속 과학단위 찾기 활동으로 가장 적합한 장소 및 가장 많이 습득한 곳은 학교>상점/마트>신문/방송>거리/도로>가정> 기타 순서로 동일하게 나왔다. 이러한 결과는 학교에서 단위학습이 체계적으로 이루어져야 하고 또한 교사의 역할이 중요함을 알 수 있다. 따라서 위의 연구결과를 볼 때 생활 속 과학단위는 쉽게 장소에 따라 각각 과학단위 찾기가 가능하며 어디서나 과학단위 학습에 큰 효과가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 학생들이 과학단위를 보다 정확하게 이해하기 위해서는 교사가 적극적으로 과학단위를 정확하게 가르칠 필요가 있다. 그리고 초등학생이 알아야하는 과학단위이거나 어렵다고 생각되는 과학단위는 부록이나 NIE 활용 등을 통해서 과학교과서에 제시하거나 교사의 설명을 덧붙인다면 초등학생들의 과학단위를 보다 정확하고 바르게 이해하고 실생활에 활용과 수업에 큰 도움이되리라 생각된다.

본 연구에서는 중학교 학생들의 변인 판별 및 변인 통제 능력을 신장시킬 수 있는 15가지의 학습 프로그램을 개발하고, 이를 적용하여 수업효과를 분석하였다. 변인 판별 및 통제 학습 효과를 높이기 위하여 자신의 사고 과정을 모니터하고 인지 활동 결과에 대해 객관적으로 평가할 수 있도록 구성하였다. 이 프로그램의 수업 효과를 분석한 결과, 프로그램을 투입한 실험집단이 비교집단에 비해 변인 판별 점수가 높았으며, 변인통제 논리 형성정도도 증가하였는데, 특히 변인통제 논리 형성정도가 미형성 단계인 학생들에게 효과가 크게 나타났다. 이는 우리가 개발한 학습 프로그램을 통해 학생들의 변인 판별 및 통제 능력을 향상시키는 것이 가능함을 보여준다. 또한, 변인 통제 능력 점수와 메타 인지 수준 점수 간에 정(+)적인 상관관계를 보였다. 이는 메타인지 전략이 변인 통제 능력을 유의미하게 향상시키는 효과가 있다고 할 수 있다.

본 연구는 고등학생을 대상으로 J 대학교에서 실시한 STEAM 교육 과학캠프 프로그램 개발과 적용 사례를 소개하고, STEAM 프로그램을 개발할 때 어떤 논리와 관점, 절차적 과정으로 수업을 설계하고 실행하여야 할 것인가를 제시하는 것이다. 수업에 참여하는 예비과학교사들이 STEAM 교육모형과 개발 절차에 따라 수업자료를 개발하였고, 개발된 자료는 교육 전문가 집단에 의한 평가와 실제 수업을 통해 수정 보완하였다. 2012년 여름방학을 이용하여 '융합과학(STEAM) 실험 캠프'라는 주제로 전주시의 과학중점학교 2학년 학생 45명과 전북 지역 13개 고등학교 1~2학년 61명의 학생을 대상으로 개발 프로그램을 적용하였다. 수업 후 프로그램 내용과 활동에 대한 학습자 만족도는 평균 4.02로 나타났고, 수업을 진행한 예비교사들의 프로그램과 교수-학습에 대한 만족도는 4.28 이었다. 따라서 본 연구의 STEAM 교육 프로그램 사례는 과학 중심 STEAM 수업을 계획하여 실행하고자 하는 교사들에게 실질적인 도움을 줄 수 있을 것이다.

본 연구는 종교를 개념 생태(conceptual ecology)의 한 요소인 형이상학적 신념으로 보고 우리나라에 전파된 지 가장 오래된 종교인 불교에서 통용되는 생명의 정의, 생명의 범주 및 분류 체계를 불경 및 불자들을 통해 알아보고, 불교를 종교로 가지고 있지 않는 생물 교사, 기타 과목 교사, 고등학생들과 어떤 차이가 있는지를 살펴보았다. 연구 결과 불교에서는 생물을 지칭하는 용어로 중생(衆生), 유정(有情)을 사용하며, 생물학적 입장과는 달리 개체적인 생명 개념이 아닌 모두가 하나의 공동 운명체로 연결된 연기(緣起)라는 개념을 갖고 있었다. 또한 불교에서는 식물을 생명체로 즉, 중생(衆生)으로 생각하지 않았다. 불교에서 생명을 가진 것들 즉, 중생(衆生)을 분류하는 방법은 탄생 방식, 형태의 유무, 지각의 유무로 구분하고 있었는데, 불교의 생명 개념을 잘 반영하고 있는 방법은 지각의 유무였다. 생명과 생물 분류 개념은 생물 개념학습의 근간이 되는 개념으로 개념 생태적으로 사회문화적인 영향으로 형성되는 생물개념들은 생물학습에 크고 작은 영향을 미친다. 생물교사들은 이 연구결과에서 나타난 불자들이 가지고 있는 생명 및 생물분류개념에 대한 선개념을 파악함으로써 구성주의 교수학습 준비에 도움을 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

이 연구는 중학교 1학년 과학과 총괄 지필평가 출제경향을 조사하기 지필평가 문항의 행동영역, 내용영역, 문항유형, 난이도에 대하여 조사 분석하였다. 10개의 중학교의 1차와 2차 지필평가 문항의 총 645개를 연구대상으로 하여 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 지필평가 문항의 행동영역은 '지식, 이해' 수준으로 편중되어 있으며, 적용, 분석, 종합, 평가 영역의 문항은 거의 출제가 되고 있지 않았다. 둘째, 내용영역은 기존의 연구의 결과에 비해 과학적 탐구과정의 출제 빈도수가 많아졌지만, 여전히 과학지식을 묻는 문항이 과학적 탐구과정의 문항과 비교하여 두 배 이상의 비율로 출제되고 있음을 알 수 있었다. 셋째, 문항유형은 선다형 문항 중심으로 출제 되고 있는 것으로 조사되었다. 넷째, 정답률을 기준으로 문항의 난이도를 분석한 결과, 전체적인 빈도수에서 '상'에 해당하는 문항의 비율은 교사가 목표로 하는 난이도 비율보다 낮았으며, '중'의 비율은 교사가 생각하는 난이도 비율보다 높은 것으로 조사되었다. 과학학습에 대한 다양한 영역의 총체적인 평가를 위해서는 교사의 평가 및 문항 개발의 전문성 신장에 대한 노력이 이루어져야 할 것이다.

본 연구는 과학 고등학교 학생들의 실험 보고서 작성에 대한 인식과 실험 보고서 작성이 과학 개념 이해와 과학 탐구 능력에 미치는 영향 등에 대한 학년별 인식을 조사하고자 하였다. 이를 위해 서울과 경기에 위치하고 있는 과학 고등학교 4곳에서 260명의 학생이 조사에 참여하였다. 과학 고등학교 학생들은 실험 보고서를 작성하는 것에 그다지 긍정적이지 않았으나 실험 보고서를 작성하는 것이 과학 개념 이해와 과학 탐구 능력 향상에는 도움을 준다고 생각하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 학년에 따라서 많은 차이를 나타내었다. 과학 고등학교 1학년 학생들이 2학년에 비해 실험 보고서 작성, 과학 탐구 능력 향상, 과학 개념 이해 등 모든 영역에 대해 훨씬 더 긍정적인 견해를 나타내었다. 이는 과학 고등학교 학생들의 실험 보고서 작성에 있어 학년에 따라 교육적 접근이 달라져야 함을 나타낸다.

본 연구는 2009 교육과정이 탐구활동을 강조함과 동시에 MBL의 사용에 대해 직접적으로 권장하고 있음을 기반으로 하여 학교 현장에서의 MBL 활용도를 높이기 위한 목적으로 실시되었다. 초중등 교사 및 예비교사를 대상으로 MBL 활용 연수를 실시하고 연수에 대한 만족도 및 MBL에 활용 대한 인식을 조사한 결과 연수에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났으며 장비의 활용가능성 및 학생들의 기대되는 변화 및 교사의 적용의지 모두 높았다. 그 중 학생들의 호기심 및 과학에 대한 흥미가 높아질 것이라고 기대한다는 응답이 가장 높았는데, 이것은 MBL이 학생들의 과학에 대한 흥미부족에 대한 문제 해결을 위한 방안으로 사용될 수 있다고 볼 수 있다. 또한 전반적으로 중등이나 예비교사 보다는 초등교사가, 낮은 경력의 교사보다는 높은 경력의 교사가, MBL을 사용해본 경험이 없는 교사보다는 경험이 있는 교사가 연수에 대한 높은 만족도와 적용 의지를 보이는 것으로 나타났다. MBL 고급 연수 개설시 초등교사나 예비교사들은 STEAM 교육에서의 MBL 활용에 대한 연수를 많 이 희망하였고, 중등교사들은 창의성 신장을 위한 MBL 활용 연수를 희망하였다. MBL 수업을 적용하는데 장애 요소로는 가격의 문제를 가장 많이 지적하였으며, 실험 안내서와 교사 교육의 부족이라는 응답이 다음으로 많았다. 결론적으로 현장에 장비가 충분히 갖추어 지고, 활용 방법에 대한 연수가 지속적으로 제공된다면 과학 교육 현장에서 MBL 활용도를 높일 수 있을 것으로 기대된다. 또한 앞으로 MBL 활용 연수 프로그램을 구성할 때 본 연구의 결과가 활용될 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 국립과천과학관내 천문학을 주제를 다루고 있는 전시물의 패널에 사용된 용어를 분석하여 용어의 특성을 알아보고, 관람객이 이해할 수 있는 적절한 수준으로 제시되었는가를 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 국립과천과학관내에 있는 천체 투영관에서 14개, 자연사관에서 17개, 전통과학관에서 21개, 총 52개의 패널에 대해 조사하였고, 중복되는 용어를 제외하고 총 965개의 용어가 추출되었다. 이 용어들을 표준국어대사전과 천문학용어집을 근거로 패널에 적용된 용어들의 근거를 살펴보았다. 또한 패널에 사용된 용어들이 관람객의 대부분을 차지하는 초 중 고등학생들이 이해 하기에 적절한 수준으로 제시되었는지를 교육과정과 연계하여 알아 위해 초 중 고등학교 현직교사 24명을 대상으로 학생들이 용어에 대한 이해도에 대한 설문 조사를 실시하였다. 그 결과, 패널 용어 중 정확한 일반화된 전문용어가 제시된 정도는 68.5%이며, 모든 학년의 학생들은 전문용어에 대해 어려움을 겪을 것으로 확인되었다. 학년이 올라감에 따라 친숙해지는 용어가 많아지고 그에 따라 어려움을 겪을 용어의 개수도 점차 줄어 들것을 설문결과에서 확인하였다. 따라서, 전시물에 대한 흥미를 유지하면서 충분한 이해를 돕기 위해서는 일반화되지 않은 전문용어의 사용빈도를 최소화하고, 친숙하지 않은 용어의 사용 시 실생활과의 연관성을 높여 제시하는 방식의 개선이 제안된다.

이 연구는 물리 전공인 과학 교사의 물리와 생물에 관한 관점을 조사하고 이를 비교하는 것을 목적으로 한다. 45명의 중등학교 물리 전공 교사를 대상으로 설문 조사를 실시하였으며, 전체적으로 이들의 물리에 관한 관점이 생물에 대한 관점보다 전문가의 관점에 가까운 것으로 나타났으나 두 과목의 관점 모두 전문가의 관점과 유사하다고 보기 어려웠다. 구조, 방법론, 타당성, 반성적 사고 차원의 점수는 물리가, 학습 가능성 차원은 생물의 점수가 유의미하게 높았으며, 개인적 관련 차원은 두 과목이 유사하였다. 특히 물리의 학습 가능성 차원의 점수는 비전문가의 관점에 더 가까웠다. 또한 물리 전공 교사는 물리는 생물보다 일관성 있고 체계적이며 논리적인 반면 학습하기 어려운 과목으로 보는 경향이 큰 것으로 보인다.

연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 초 중학교 과학과 교육과정 적용 관련 실태 및 요구, 교육과정의 변화 내용별 적용상의 예상 쟁점과 해결 방안 등을 탐색하기 위하여, 초등학교 교사와 중학교 과학 교사들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 초 중학교 교사들은 과학과에서 학년군제 운영에 대해 다소 부정적인 견해를 갖는 것으로 나타났다. 동일한 교과군에 속하는 과학과 실과(기술 가정)를 연계 적용하는 방식으로 유사한 주제와 내용을 통합 또는 연계하여 운영하는 방안이 적절하다는 의견이 많았다. 학교 교육과정 편성 운영 시 과학 수업은 기준 수업 시수대로 하는 경우가 많았다. 수준별 수업에 대해서는 과학과 수업에서 필요하다고 인식하지만, 실제로 수준별 수업을 하는 경우는 적었다. 융합인재교육(STEAM)의 적용을 위해서 적절한 수업 방법과 평가 방법의 안내가 필요하고 창의성 인성 교육 내용이 포함된 과학 콘텐츠의 개발이 필요하다는 의견이 많았다. 개정 교육과정의 현장 적용을 위해서 과학 교사들이 교육과정 개정 취지와 2009 개정 과학과 교육과정의 특징을 인식하도록 실제적인 연수를 실시하고, 단위 학교의 교사 협의회가 활성화되도록 지원하며, 실현 가능성 높은 융합인재교육(STEAM) 방안을 개발하여 보급할 필요가 있다.

이 연구의 목적은 중학교 학생들의 부력 개념을 조사하는 것이다. 부력 개념 검사지는 부력의 존재 알기, 부력에 영향을 미치는 요인(물체 밑면의 넓이, 물체의 모양, 물체가 물에 잠긴 깊이, 물의 양, 물체가 물에 잠긴 정도, 물체의 부피, 물체의 무게), 대체된 유체의 양과 부력과의 관계를 묻는 9문항으로 구성되었다. 부산의 140명의 중학생을 대상으로 검사 하였으며, 이중 모든 문항에 대해 답변 및 응답 이유를 모두 서술한 132명을 분석 대상으로 하였다. 학생들의 응답 유형은, 물속에 잠긴물체의 모양과 관련하여, 밑면적이 넓을수록 부력이 크다는 유형, 표면적이 넓을수록 부력이 크다는 유형이 있었고 수압과 부력을 구분하지 못하고 수압이 클수록 부력이 크다는 유형, 물체의 무게만큼 부력이 작용한다고 생각하는 유형, 물속에서는 중력이 작아진다고 생각하는 유형 등으로 분류할 수 있었다. 학생들은 부력의 존재는 알고 있었으나, 자신이 경험했던 현상으로 응답 이유를 서술하였다. 또한 부력 대신 수압, 압력, 힘 등의 개념으로 응답이유를 진술하였다. 그리고, 부력이 생기는 원인에 대해서 이해하지 못하고 있었다. 많은 학생들이 물체의 무게, 잠긴 깊이, 모양 등에 의해서 부력이 달라진다는 반응을 보였다.

이번 연구를 통해 고등학교 1,2학년 학생들이 학습하는 2009 개정 교육과정 화학 I 검정 교과서 4종을 선정하여 과학적 지식 외에 어떠한 STEAM 요소를 포함하고 있는지 분석하였다. 각 단원별, 출판사 별, 교과서의 영역별로 포함된 STEAM 요소의 종류와 수는 어떻게 다르게 나타나는가에 관한 연구 문제를 선정하고 결과를 분석해 보았다. 현 교과서의 내용과 잘 맞지 않는 STEAM 요소의 새로운 하위요소들을 정하고, 새로운 분류 틀을 만들어 그 분류틀을 기준으로 분류 하였다. 먼저 예술 분야의 경우 방법적인 면에서의 예술 분야를 '표현예술'로 만화, 토의, 역할놀이의 하위요소를 가지며 내용적인 면에서의 예술 분야를 '문화예술'로 사회문화, 과학자 이야기, 인류의 역사, 직업탐구, 미술의 하위 요소를 갖는다. 기술과 공학요소는 서로 분류하기 어려우므로 '기술공학' 이라는 하나의 분야로 통일하고, '과학적 내용을 활용한 기술'과 '과학적 발전에 활용된 기술'의 두 가지 하위 요소를 포함한다. 마지막으로 수학요소는 수, 연산, 단위변환, 구조모형의 하위 요소를 갖는다. 또한 교과서에 포함된 STEAM요소의 교과서 안의 위치영역을 도입부, 본문, 보충자료의 세 영역으로 분류하고, 본문의 경우 내용과 탐구영역으로 세분화 하여 분석하였다. 분석 결과 대부분의 교과서가 개정 교육과정의 의도를 파악하여 다른 분야를 통해 학습이 일어나게 하기위해 STEAM 요소를 포함 하고 있었다. 그러나 교과서 별로 활용하는 학습 방법이 제한되어 있으며, 교과서의 종류에 따라 조금 다르게 나타났다. 또한 포함하고 있는 세부요소의 종류는 전체 14종류 밖에 되지 않으며, 그것도 교과서 별로 몇 가지 요소에 집중돼는 경향을 나타내는 것으로 보아 현재 화학교육에서 활용되는 STEAM 교육에는 한계가 있는 것으로 보인다. 단원별로는 수업내용에 따라 포함된 STEAM 요소가 다르게 나타났는데, 많은 수의 STEAM 요소가 I단원에 포함되어 있는 것으로 보아 수업 내용에 수학, 역사 들이 포함되어 있지 않는 경우 STEAM 요소가 포함되기 어려움을 알 수 있었다. 마지막으로 영역별로 포함된 STEAM 요소의 경우 요소들이 대부분이 보충자료 영역에 포함되어 있고, 그 요소가 문화 예술이 가장 많은 것으로 보아 실제적으로 화학 지식에 대한 활용적인 면에만 STEAM이 활용되며 화학지식에 대한 접근 방법적 융합교육이 매우 부족함을 알 수 있었다. 현재, 국내 교육계에서 STEAM 교육에 관해 주시하고 있는 만큼, 새로운 교육적 경향인 STEAM 교육이란 무엇인지에 관해 면밀히 탐구하고, STEAM 교육의 효과와 프로그램 및 교재 개발에 대한 엄밀한 연구가 필요하다. 이러한 연구들을 통해서 저학년들에게 집중되어 있는 융합교육을 전 학생들에게 확대하고, 궁극적으로 평생에 걸친 학습 시대에 스스로 활용 할 수 있게 될 것이다.

국가수준 학업성취도 평가에 나타난 중학교 3학년 학생들의 과학과 학업성취도를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 기초학력 미달에 속하는 학생의 비율이 8.1%로 그 비율이 높았다. 이것은 많은 수의 중학교 학생들이 국민공통기본교육과정이 규정한 국민으로서 갖추어야할 최소한의 과학적 소양에 도달하지 못하고 있음을 의미한다. 둘째, 기초학력 미달에 속하는 학생의 비율에서 남학생이 여학생보다 두 배 정도 많았다. 즉, 기초학력 미달 학생 중 남학생이 10.4%로 여학생의 5.5%보다 2배정도 높았다. 셋째, 성별에 따른 성취도 분석 결과여학생이 197.55점으로 남학생의 195.09점보다 높았다. 또한 여학생들의 표준편차가 남학생들보다 작아 여학생들의 점수가 남학생들에 비해 평균 가까이에 분포하였다. 내용 영역별로 분석한 결과도 여학생의 정답률이 남학생의 정답률보다 운동과 에너지, 물질, 생명, 지구와 우주 영역에서 모두 높았다. 뿐만 아니라 행동 영역별 분석 결과도 지식 영역의 하위 영역인 이해 이외의 모든 지식 영역과 탐구 영역의 하위 영역에서 여학생의 정답률이 남학생의 정답률보다 높았다. 끝으로, 지역별 성취도를 보면 중 소도시가 196.81점으로 가장 높았고, 대도시가 196.15점, 읍 면지역이 194.86점이었다. 한편 표준편차는 대도시가 33.73점으로 가장 컸으며, 중 소도시 33.70점, 읍 면지역 32.92점이었다. 대도시와 중 소도시의 학생들이 읍 면지역 학생들에 비해 과학과 성취도가 높긴 하지만 학생들 간의 학력 격차 또한 크게 나타났다.