• 제목/요약/키워드: the process of scientific thinking

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초등학교 과학 실험 수업 분석 (An Analysis of Laboratory Instructions in Elementary School Science)

  • 양일호;정진우;허명;김영신;김진수;조현준;오창호
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제25권3호
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    • pp.281-295
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    • 2006
  • The purpose of this study was to analyze laboratory instructions used in elementary school science lessons by utilizing an analysis instrument for science laboratory instruction(AISLI). This analysis instrument was comprised of 3 elements; the aim of the laboratory activity, the interaction generated, and the inquiry process. There were also a total of 20 sub-categories and its validity was identified at 0.89 by four science educators. For the purposes of this study, 90 laboratory instructions were video-recorded, then transcribed. Laboratory instructions were analyzed by three analyst teams, and the inter-rater reliability within teams was checked through Pearson correlation, with a score of 0.91. The results of this study were as follows: the two principle aims of laboratory activity, namely, to acquire declarative knowledge and to increase attitudes toward science, were observed to be in evidence in 98.9% and 92.2% in laboratory instructions, and the levels of categories of the interaction and inquiry processes were situated at level-1. The implications of these results are that laboratory instructions currently in use do not place sufficient demands upon students' scientific thinking and are not at all conducive to student-centered activities. Therefore in order to remedy this situation, the usefulness of current science laboratory instructions need to be re-evaluated.

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과학 수업 딜레마 사례에 관한 탐구를 통해 초등 예비교사는 무엇을 학습하는가? (What do Pre-service Elementary Teachers Learn from Inquiry into Science Class Dilemmas?)

  • 윤혜경
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제41권2호
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    • pp.338-355
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    • 2022
  • 본 연구는 과학 수업 딜레마 사례에 관한 초등 예비교사의 탐구 활동이 교사교육에서 어떠한 효용성을 가지는지 탐색하는 것을 목표로 한다. 구체적으로 딜레마 사례에 관한 초등 예비교사의 탐구 과정의 특징은 무엇이며 탐구를 통해 그들의 교육적 의사결정이 어떻게 변화하는지 자세히 살펴봄으로써 딜레마 사례 활용 교사교육의 효과에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 교육대학교 4학년에 재학 중인 초등 예비교사 20명이 참여하였으며 모둠별 프로젝트 학습 형태로 과학 수업 딜레마 사례에 관한 탐구 활동을 7주간 수행하였다. 연구자는 사전·사후 설문지, 모둠별 KWHL 표, 모둠별 탐구보고서, 모둠별 발표 자료 및 모둠별 토론 내용을 데이터로 수집하고 분석하여 예비교사의 탐구 과정의 특징과 의사결정 변화에 영향을 주는 주요 요인을 추출하였다. 예비교사들은 딜레마 사례에서 다루고 있는 과학 주제를 탐구하면서 자신의 과학 학습 과정, 탐구 과정을 의미 있는 것으로 인식하였고 자신이 탐구를 통해 과학을 학습한 것처럼 초등학생도 유의미한 과학 탐구 활동을 할 수 있을 것으로 유추하였다. 또 예비교사들은 수업 주제와 관련하여 실제 초등학생의 사고 과정이나 배경 지식 등을 다양한 방법으로 탐구하였다. 지도서와 교육과정 등의 문서를 조사하고 현장교사나 초등학생과 면담을 통해 '실제' 학생의 사고 과정이나 수준을 파악하고자 했고 이를 교육적 의사결정에 반영하였다. 또한, 딜레마 상황의 해결 방안을 한 가지 대안으로 귀결하지 않고 여러 가지 교수 방법을 비교하며 상황에 따라 다양한 대안이 가능함을 인식하기도 하였다. 이처럼 딜레마 사례는 비구조화된 문제로서 예비교사에게 일종의 문제해결 상황을 제공하였고 예비교사의 과학적 탐구, 학생의 사고에 관한 탐구를 촉발하였으며 예비교사가 교수-학습의 복잡성을 인식하는 데 일조하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 딜레마 사례 활용 교사교육과 관련된 시사점을 논의하였다.

Novel Engineering을 적용한 SW융합 안전교육 프로그램 개발 및 적용 (Development and application of SW fusion safety education program applying Novel Engineering)

  • 홍지연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.193-200
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    • 2019
  • 2015 개정 교육과정은 새로운 지식을 창조하고, 다양한 지식을 융합하여 새로운 가치를 창출할 수 있는 '창의융합형 인재'를 양성하고자 인문학적 상상력을 키우는 독서교육, 그리고 과학적 창의성을 키우는 소프트웨어교육을 강화하고 있다. 또한 사회적으로 이슈가 되고 있는 안전교육 강화 방안으로 체험활동 중심의 [안전한 생활] 교과를 신설하며 창의적 체험활동 시간을 활용한 안전교육을 실시하고 있다. Novel Engineering은 책을 읽고, 그 속에 있는 생활 속 문제를 찾아 해결해 가는 과정 속에서 사고력을 키울 수 있다고 본다. 따라서 본 연구에서는 Novel Engineering을 적용한 안전교육용 소프트웨어교육 프로그램을 개발하여 실제 수업에 적용해 학생들의 창의적 문제해결력과 안전교육에 도움이 되는지 교육적 효과성을 검증하고자 한다.

과학 다큐멘터리 만들기: EBS의 <빛>의 제작과정과 자문위원의 역할을중심으로 (Making Science Documentary: On the role of experts in the production of "Light" by EBS)

  • 문지호;홍성욱
    • 과학기술학연구
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    • 제13권1호
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    • pp.145-180
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    • 2013
  • 과학 다큐멘터리는 대중에게 직접적으로 전달되는 과학의 한 가지 모습이다. STS는 과학을 더 깊게 이해하기 위해서는 '만들어지는 과학'을 분석해야 한다고 요청한다. 마찬가지로 과학 다큐멘터리도 그것이 만들어지는 과정을 살펴볼 때 보다 깊이 이해할 수 있다는 것이 본 연구자들의 출발점이다. 본 연구자들은 과학 다큐멘터리라는 '블랙박스'를 열어보려는 시도로서 참여관찰의 방법을 사용하여 EBS의 과학 다큐멘터리 팀이 2012년부터 새롭게 제작을 시작한 <빛>의 제작과정을 분석했다. 본 논문은 다음 두 가지 논점을 다룰 것이다. 첫 번째는, 다큐멘터리 제작팀이 과학을 이해하고 이를 구성안에 풀어냄에 있어 시각화, 삶 속에서의 과학, 스토리와 인물을 각각 중요한 기준으로 상정하고 있다는 것이다. 두 번째로는 다큐멘터리 구성안이 완성되는 과정 속에서 제작팀과 자문위원 간의 흥미로운 상호작용이 나타난다는 것이다. 특히 자문위원의 의견이 모든 부분에서 일방적으로 받아들여지는 것이 아니라 자문위원과 제작팀 사이에 여러 가지 충돌과 타협이 있었다. 이러한 특성들은 과학 다큐멘터리가 과학 내용에 대한 정확성이나 과학에 대한 구성주의적인 이해의 기준으로만 평가될 수 없는 독자적인 가치 체계를 가진 영역임을 시사한다.

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'과학의 지혜'에 대한 탐색적 연구 -지혜 지향적 과학교육을 향하여- (Exploring 'Wisdom of Science': Toward Wisdom-Oriented Science Education)

  • 임인숙;송진웅
    • 한국과학교육학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.793-812
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    • 2018
  • 본 연구는 지식 중심의 과학교육에 대한 비판적 시각으로부터, 과학으로부터 배울 수 있는 지혜가 무엇인지 탐색하고자 하였다. 즉, 과학 과학수업 시간에 공유될 만한 '과학의 지혜'의 범주와 예시를 실제 수업 관찰과 면담을 통해 탐색하여 연구 결과로 제안하고자 하였다. 자료수집을 위해 3개 고등학교의 물리 수업을 관찰하고 교사 면담과 학생 면담을 각각 진행하였다. 수집된 자료는 본 연구에서 규정한 '과학의 지혜'의 의미에 기초하여 질적으로 분석하였다. 본 연구에는 '과학의 지혜'를 "과학지식의 형성 과정과 활용 과정에서 발견할 수 있는 지혜로운 행동, 태도, 방법, 생각 등의 행위"의 의미로 한정하여 사용하였다. 연구 결과, '과학의 지혜'의 3가지 범주와 6개의 예시를 도출하고 이를 연구자의 관점에서 해석 및 논의하였다. 첫 번째 범주는 '과학적 탐구에 필요한 태도'로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '합리적 의심과 개방적 태도' 및 '최선의 대안을 찾는 노력'이다. 두 번째 범주는 '문제 해결에 유용한 방법'으로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '조건을 변화시켜보는 사고방식'과 '과학의 언어를 사용하는 소통방식'이다. 마지막으로 세 번째 범주는 '과학과 인간의 관계에 대한 고찰'로서의 지혜이며, 이에 해당하는 예시는 '과학과 사회의 관계에 대한 이해'와 '과학과 나의 관계에 대한 인식'이다. 결론에서는 미래 과학교육의 대안적 목표로서 '지혜 지향적 과학교육'을 제안하고 그 의미와 시사점에 대해 논의하였다.

과학 경험을 통해 얻은 과학 영재 어머니의 양육 방법에 대한 인식 탐색 (Exploring the Recognition of Parenting Methods of Science Gifted Mother through Science Experience)

  • 최윤희
    • 영재교육연구
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    • 제26권4호
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    • pp.721-746
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    • 2016
  • 본 연구는 과학 영재인 자녀를 둔 어머니를 대상으로, 이들의 자녀와의 과학 경험을 통해 과학 영재인 자녀의 성장과 발전을 위해 어떠한 양육 방법을 효과적으로 인식하고 있는지를 탐색하고자 하였다. 이를 위해, 교육청 영재 교육원 어머니 13명을 섭외하여, 이들과 2회에 걸쳐 개별 심층 면담을 진행하였다. 연구 결과, 과학 영재의 어머니는 과학 영재인 자녀와 함께 다양한 과학 경험을 하는 과정에서 영재인 자녀를 이해하고 영재의 생각과 선택을 존중하게 되었고, 자녀의 잠재력과 재능을 성장, 발현할 수 있는 교육 환경을 제공해 주거나 진로의 방향을 결정하는데 도움을 주는 것이 필요하다고 인식하게 되었다. 이를 위해서는 사람 사이의 관계의 중요성을 일깨워 주는 리더십 교육, 자신이 원하는 삶을 결정할 수 있도록 다양한 경험의 기회 제공, 깊이 있는 과학 경험의 탐색과 선배 과학자와의 만남을 통한 진로 교육, 통합적 사고를 위한 인문학과 예술을 융합한 교육이 필요하다고 인식하고 있었다. 이를 통해, 과학 영재의 어머니들에게 과학 영재 자녀들이 지적, 정서적으로 성장 발달하기 위해 제공해야 하는 다양한 지원방식과 교육 방법에 대한 구체적인 방향을 제시할 수 있는 심도 깊은 연구 결과의 제공과 과학영재 부모를 위한 교육 프로그램의 개발이 필요하다.

뇌기반 진화적 과학 교수학습 모형의 개발 (Development of a Model of Brain-based Evolutionary Scientific Teaching for Learning)

  • 임채성
    • 한국과학교육학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.990-1010
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    • 2009
  • 이 연구에서는 뇌기반 진화적 교육 원리를 도출하기 위하여, 인간 뇌의 구조적 기능적 특징, 개체간과 개체내에서 일어나는 생물학적 진화, 뇌내에서 일어나는 진화적 과정, 과학 자체와 개별 과학자의 과학적 활동에 내재된 진화적 속성에 관한 연구물을 리뷰하였다. 이렇게 하여 도출된 인간 뇌의 주요 특징과 생성-선택-파지를 핵심 요소로 하는 보편 다윈주의 혹은 보편 선택주의를 토대로, 뇌기반 진화적 과학 교수 학습 모형을 개발하였다. 이 모형은 세 가지 요소와 세 가지 단계 및 평가로 이루어진다. 세 가지 요소는 정의적, 행동적, 인지적 요소이고, 각 요소를 구성하는 세 단계는 다양화 $\rightarrow$ 비교 선택 $\rightarrow$ 확장 적용(ABC-DEF; Affective, Behavioral, Cognitive components - Diversifying$\rightarrow$Emulating, Estimating, Evaluating $\rightarrow$ Furthering steps)이다. 이 모형에서 정의적 요소 (A)는 인간 뇌에서 감성을 관장하는 대뇌변연계에 토대를 두고 자연 사물과 현상에 대한 학습자의 흥미 호기심과 관련된다. 행동적 요소(B)는 시각 정보를 처리하는 후두엽, 언어 정보의 이해.생성과 관련된 측두엽, 감각운동 정보를 처리하는 감각운동령을 수반하고 과학적 활동의 직접 해보기와 관련된다. 인지적 요소(C)는 사고, 계획, 판단, 문제해결과 관련된 전두엽합령에 토대를 둔다. 이 모형은 이러한 측면에서 '뇌기반(brain-based)'이다. 이 모형의 세 가지 각 요소를 구성하는 세 단계에서, 다양화 단계(D)는 각 요소에서 다양한 변이체를 생성하는 과정이고, 가치나 유용성에 비추어 비교.선택하는 단계(E)는 변이체들 중 유용하거나 가치 있는 것을 검증하여 선택하는 과정이며, 확장.적용 단계(F)는 선택된 것을 유사한 상황으로 확장하거나 적용하는 단계이다. 이 모형은 이러한 측면에서 '진화적(evolutionary)'이다. ABC 세 요소에 대해, 과학적 활동에서 감성적 요인이 출발점으로 갖는 중요성과 뇌에서 사고 기능과 관련되는 신피질에 비해 감성을 관장하는 대뇌변연계의 우세한 역할을 반영하여 DARWIN (Driving Affective Realm for Whole Intellectual Network) 접근법을 강조한다. 이 모형은 학교 현장에서 다루는 과학 주제와 학생의 특징에 따라 다양한 형태와 수준으로 융통성 있게 실행될 수 있다.

의사결정(意思決定)의 조정(調整)과 경영지표회계(經營指標會計)에 관한 연구(硏究) (A Study On Business Indicator Accounting for Adjusting Decision)

  • 박대규
    • 산학경영연구
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    • 제3권
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    • pp.23-46
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    • 1990
  • I. Introduction: In management control, business analysis has to do with a performance evaluation and is accounted much of manager's decision making, Business indicator accounting is the vehicle of decision making and also feedback can be accomplished by it. This study is to build up a logic about what capacity for use the business indicator accounting has in making decision. Therefore it is significant to make clear the adjustment of decision and to study the function of business indicator. II. Adjustment of Decision and Accounting Work: Adjustment of decision is connected with accounting now that business indicator accounting has a function of decision making. And it should be tied up with specialization as a structure of system, organization, communication and stage system. III. Adjustment of Decision and Managerial Accounting: Managerial account makes a great contributin to the management in which each adjustment of decision should be accomplished. Let me make mention of how the adjustment of decision is accomplished concretely, and what contribution che managerial accounting makes. In an adjustment of decision, centralization and decentrialization of enterprise are very import and I think the three problems, such as the extent of sphere (procurement, production and maketing), the face of affairs (planning, implementing and controlling), the final surge (decision making and action) can be accomplished by the business indicator accounting. IV. Structure of System and Disciplinary Approach for Decision: Decision can be classified into syncronized decision and continuous decision, and is closely connected with centralization and decentralization. In the course of systematizing, the sort of decision is classified into a man in charge of decision, and object of decision, conditions of decision, and an adjusting of decision. For it's object, it has an analogical thinking and an analytic subdivision about the target area. And it is premised on getting a scientific understanding. I think a disciplinary approach remains in solving these intricate problems. V. Conclusion: In this study I dealt with a specialization as a structure in management system and a theory that adjustment is a necessary process in decision making. For an adjustment of decision, exchanging informations and communication are necessary, and accounting is in charge of the process. And then the centralization and decentralization of decision should be connected in the way of adjustment of decision. In case of decentralization, the adjustment of decision is accomplished by the exchanging informations through feedback, and in case of centralization, by the all-round planning. And also I found that syncronized decision and decentralized decision are linked together. It is natural that the function of business indicator accounting is called for to render more services for it. Therefore, according to the extent of centralization and decentralization accounting to adjust the decision, can be various. Consequently, in relation to the structure of system. I think it is necessary to make a theoretical and empirical study of the business indicator accounting.

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창의적 과학자 토마스 영(T. Young)의 빛의 간섭 이론 형성과정에서의 비유추론을 통한 문제해결과 과학창의성 교육적 함의 (Thomas Young's Problem Solving through Analogical Reasoning in the Process of Light Inference Theory Formation and Its Implications for Scientific Creativity Education)

  • 김원숙;김영민;서혜애;박종석
    • 영재교육연구
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    • 제23권5호
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    • pp.817-833
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    • 2013
  • 본 연구에서는 토마스 영(T. Young)이 빛의 간섭 이론을 형성하는 과정에서 보인 창의적 사고과정을 분석하여 과학교육 특히 과학을 통한 창의성 교육에 대한 시사점을 도출하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 영(Young)이 직접 집필한 빛의 간섭 이론에 대한 논문을 분석하는 문헌분석의 연구방법을 적용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 영은 소리와 빛의 유사성을 추론하는 과정에서 비유추론을 사용했으며, 이 과정에서 영의 예리한 관찰력을 볼 수 있다. 둘째, 영은 파장이 같은 두 물결파가 나타내는 파동의 간섭 현상으로부터 귀추하여, 같은 근원의 두 빛이 어떤 거리에서 중첩될 때 밝고 어두운 연속적 무늬를 나타낼 수 있음을 추론하고 빛의 간섭 현상을 설명하는 가설을 설정하게 된다. 그리고 실험 장치를 개발하여 이를 증명하였으며 이것은 빛이 파동임을 증명하는 결정적인 실험이 된다. 이것으로부터 전혀 다를 것 같은 소리와 빛 사이의 유사성을 영이 발견한 것도 창의적이지만 그 유사성을 좀 더 높은 수준의 '파동성'으로 추론한 것뿐만 아니라 동일한 빛이 갈라졌다가 만날 때 밝고 어두운 무늬를 보이는 현상이 두 물결파가 만나 보강과 소멸을 보이는 현상과 동일한 이론으로 설명될 수 있음을 추론하여 빛의 간섭 현상을 설명하는 가설을 추론한 것 또한 성공한 귀추의 하나로 중요한 창의성 발현에 속한다. 끝으로 영은 물결파의 간섭현상을 보이기 위해 실험 장치를 고안하였으며, 파동의 중첩을 쉽게 설명하기 위해 슬라이더 장치를 고안하였다. 또한 빛의 간섭 현상을 보이기 위한 이중 슬릿 실험 장치를 고안하였다. 이상과 같이 영의 빛의 간섭 이론을 형성하는데 활용한 비유추론과 간섭 현상을 보이기 위한 실험 장치는 과학교육에서 창의성 교육에 적절히 활용할 수 있는 교육방법과 실험설계이다.

과학수업 후 변하는 것과 변하지 않는 것: 정신모형 이론을 중심으로 한 고등학생의 원운동 개념변화 사례 분석 (What Changed and Unchanged After Science Class: Analyzing High School Student's Conceptual Change on Circular Motion Based on Mental Model Theory)

  • 박지연;이경호;신종호;송상호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.475-491
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    • 2006
  • 최근 과학교육에서 학생들이 현재 가지고 있는 개념의 특성을 분석하고 개념형성에 영향을 미친 요인들을 확인하며 이들 요인들이 개념변화과정에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 심층적인 논의의 한 가지 이론적 배경으로 정신모형에 대한 관심이 높아지고 있다. 정신모형이란 학습상황에서의 외부 정보와 장기기억 속에 저장되어 있는 지식과 믿음 사이의 상호작용의 결과로서 작업기억 속에 형성된 역동적인 표상이다. 따라서 문제 상황에서 형성된 정신모형과 정신모형 형성과정을 조사하는 데에는 학생의 인식론적 신념, 존재론적 신념, 메타인지 등 인지적 요인, 동기, 불안, 목표 등의 정의적 요인, 수업, 제시된 과제 등의 맥락요인과 같이 다면적인 접근을 시도할 수 있다. 이에 본 연구에서는 학생들의 원운동 정신모형 형성에 영향을 미치는 관련 변인들을 사례연구와 문헌연구를 통해 확인한 후, 윈운동 단원을 가지고 정신모형 이론에 기반 한 수업모형을 개발하여 경기도 소재의 인문계 고등학교 2학년 물리수업에 적용한 후, 이 수업에 참여한 한 학생의 수업 전, 직후, 지연 사후의 각 시기마다 이 학생이 원운동 문항에 관해 어떤 정신모형을 형성시켰는지, 그리고 각 시기를 거치면서 원운동 문항에 관한 정신모형이 어떻게 변하였으며 이에 영향을 미친 요인들에 관해 알아보았다. 사례 분석 결과, 학생들이 각 시기의 문제 상황에서 떠올린 정신모형은 통합된 정신모형 이론에서 논의한 바와같이 수업이전 획득한 관련 지식과 인식론적 신념 등과 같은 인지적 요인, 과학학습에 대한 흥미 등의 정의적 요인, 메타인지 활동 등을 강조한 교수전략이 사용된 수업 등의 맥락요인들이 역동적으로 상호작용한 결과로 형성된 것임을 확인할 수 있었다. 한편, 겉으로 표현된 정신모형은 수업 후 어느정도 변화가 가능한 것으로 확인되었으나, 인식론적 신념과 같은 부분은 수업후에도 쉽게 변화지 않음을 알 수 있었다.