본 연구는 과학교육에서 강조하는 다양한 사고의 기회를 높이고자 과학글쓰기 방법을 사용한 모둠탐구를 실시하여 참여구조라는 이론적 시각으로 관찰 분석하고, 현재의 초등 과학수업의 현상을 기술할 수 있는 참여구조의 유형을 밝히고자 하였다. 또한 단순히 참여구조를 살펴보기 위한 분석틀로 유형을 나누는 것에서 더 나아가 과학수업에서 나타나는 일련의 활동들을 '참여구조'라는 큰 틀 아래에서 다각적 측면으로 분석하여 보고자 하였다.

이 연구목적을 달성하기 위한 연구문제는 다음과 같다.

첫째, 모둠탐구활동에서 학생들이 작성하게 되는 과학적 주장과 근거 사이의 정합성은 어떠한가?

둘째, 모둠탐구활동에서 학생들 사이의 상호작용을 미시적, 거시적으로 살펴보기 위한 참여구조 유형은 어떻게 나타나는가?

위의 연구 문제를 해결하기 위해 본 연구자는 경기도 수원시에 위치한 초등학교 5학년 1개 학급을 대상으로 미시기술적 연구를 수행하였다. 학생들의 논의를 촉진시키기 위한 활동지가 개발되었고, 5학년 1학기 '8. 물의 여행' 단원에 적용되어 그 중 네 차시를 녹화하였으며, 각 차시 선정된 한 모둠의 토의내용을 녹음하여 전사하였다. 거시적 참여구조를 분석하기 위해 고창규(2000)와 이은경 등(2008)의 분석틀을 사용하였으며, 미시적으로는 학생들의 모둠탐구를 심화하여 분석하기 위해 최병순과 신애경(2006)의 분석틀을 참고로 한 담화공간 분석틀을 만들어 사용하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다.

첫째, 과학수업과 과학에 대한 인식 설문지의 사전·사후 검증 결과 모둠탐구를 적용한 과학수업에서 학생들이 수업에 참여하는 태도가 보다 적극적으로 변하고 있으며, 교사가 일방적으로 수업을 진행하는 것이 아니라 학생들 간의 활발한 토의와 대화가 가능해졌음을 확인할 수 있었다.

둘째, 시간에 따른 수업흐름분석 결과 학생들의 의미 있는 논의가 이루어질 수 있는 모둠탐구의 시간은 37~45%정도를 차지하고 있었다.

셋째, 개발된 활동지의 정합성을 측정하기 위한 척도를 1~5점으로 규정하여 각 차시별 정합성을 측정한 결과 전체 평균 3.424의 점수를 얻었다. 이와 같은 결과를 통해 수업활동 중 학생들의 모둠질문이 실험활동과 연계되어 있긴 하지만 실험결과를 통해 모둠질문에 대한 정확한 답을 찾아내지 못하는 경우가 종종 나타나며, 모둠 질문에 대한 답은 찾더라도 그것을 통해 과학적 개념을 설명하는 사례는 드물다는 것을 살펴볼 수 있었다.

넷째, 거시적 참여구조는 총 9가지 유형으로, 초등과학수업의 어떠한 장면이 각 유형에 속할 수 있는지 분석되었다. 참여구조 I, II유형은 교사의 설명과 지시가 주로 나타나는 교사중심적 참여구조이며, 유형 III은 전체학생들에 대한 교사의 질문에 학생들이 답을 하는 것으로 수업을 이끌어 가는데 교사들이 가장 빈번하게 사용하는 유형이고, 참여구조 IV, V유형은 교사가 지명한 학생이 자발 또는 비자발적으로 대답을 하는 유형으로 초등현장에서는 초등학생들의 발표력 신장을 위해 중시되고 있는 유형이다. 또한 VI, VII유형은 학생이 적극적으로 수업에 참여했을 때 발견되는 자발적으로 발화를 하는 유형이며, 마지막 VIII, IX유형은 조별탐구와 관련하여 학생들의 의미 있는 논의가 이루어지는 시간에 관찰되는 유형이다.

다섯째, 참여구조 VIII-1유형인 모둠탐구 시 학생들 간의 상호작용에 초점을 맞추어 미시적 참여구조 유형을 살펴보았다. 한 학생이 초기 발화를 했을 때 이를 듣는 다른 학생들의 반응을 유형화하여 총 10가지 형태의 상호작용 유형을 찾아볼 수 있었다. 의견을 제시했을 때 이어지는 반응은 총 7가지로 순응, 지지, 의문, 정교화, 의견수정, 서로 다른 의견 제시, 무시 등이었고, 질문 했을 때의 반응은 응답 또는 답할 상대 없음의 2가지이며, 마지막 하나는 다양한 수업운영 진술이었다. 이를 통하여 리더는 모둠원들의 과학탐구에 어떤 영향을 끼치는지, 리더의 역할은 무엇인지, 어떤 반응들이 나올 때 탐구가 활발히 일어나는지 등에 대해서 살펴볼 수 있었다.