탐구화학실험 수행에서 나타나는 예비화학교사의 탐구특성 및 변화 분석

첫 번째로 예비교사들은 실험과제를 수행하면서 실험의 결과로 나오는 현상에만 집중하고 과정에서 발생하는 여러 현상에 대한 관찰 및 그에 대한 원인 분석 등은 등한시하는 경향을 보였다. 예비교사들은 실험을 수행하는 과정에서 실험 장치를 꾸민다든가, 시약을 준비한다든가 하는 준비과정 및 실험 수행 과정 중에 일어나는 일들은 자세히 관찰하거나 기록하지 않았고, 결과가 잘못 나왔을 때에 이러한 준비 과정이나 실험 장치의 조작 등이 결과에 어떻게 영향을 미치는가를 연결 지어 생각하는데 오랜 시간이 걸렸다. 아래의 인터뷰에서 예비 교사는 분수를 보는 것(결과)만 생각하고 있었기 때문에 수산화나트륨 용액이 잘 안 들어가는 실험 절차상에 문제에 대해서 그 원인을 생각하기 보다는 ‘빨리 얘를 넣어서 녹이자’ 라는 생각만 하게 되었다고 말한다.

비슷한 예로, 두 개의 페트병 사이에 끼운 관이 팽팽하지 않을 경우 충분한 수압이 생기지 않아 물이 뿜어 나오지 않음에도 불구하고, ‘페트병 사이에 관을 끼운다’ 라고 하는 절차에만 신경을 쓰고 그 관이 실험에서 어떤 역할을 하는가, 혹은 관이 느슨하기 때문에 어떤 문제가 생기는가를 발견하지 못했다. 또한 색깔의 변화 등에 걸린 시간이라던가, 색의 변화 순서 등이 처음 예상과 다르게 나왔을 때 이러한 데이터가 나오게 된 이유가 무엇인가를 실험 수행 절차에 관련 지어 고찰하기 보다는 예상대로 되지 않았으니 실패한 실험이므로 다시 해야겠다는 단순한 결정을 내리는 경우가 많았다. 진행된 인터뷰에서 왜 실험 중간의 절차라던가 실험 장치의 문제 등에 소홀하냐는 질문에 대해 예비교사들은 중·고등학교에서 수행했던 실험이 대부분 상세히 서술된 과정을 따라하기만 하면 원하는 결과가 나왔던 실험이었기 때문에 실험 설계에 대한 문제라던가 얻어진 자료의 해석을 다르게 할 수 있는 등, 결과의 확인 이외에 다른 문제가 생길 수 있다는 점을 인식하지 못했던 것 같다고 말하였다. 또한 제시된 결과를 얻어내지 못했던 경우라도 대부분 지도교사가 바로 잘못된 점을 잡아주었기 때문에 과정이나 원리에 대해서 고민하거나 의심할 여지가 없었다고 대답하였다. 이런 경향은 수업의 초반부, 그리고 예비교사들이 이미 수행해본 경험이 있는 실험이거나 그와 유사한 주제의 실험에서 더 자주 관찰되었으며, 수업의 후반부로 갈수록 점점 줄어드는 추세를 보였다.

두 번째로, 탐구 실험 주제를 정한 후 라도 실험의 설계와 진행에 대하여 인터넷에서 찾은 자료와 매체 등에 강하게 의지하는 경향을 보였다. 예비교사들은 주로 인터넷을 통해서 얻어낸 자료를 이용하여 실험을 설계하였고, 이 과정에서 본인들이 참고한 자료에 본인들이 알고 있는 지식에 맞지 않는 내용이 나와 있더라도 일단 본인들이 참고한 자료에서 제시하는 실험과정을 그대로 사용하였다. 또한, 실험의 아이디어는 직접 생각해낸 경우라도 과정을 직접 설계하는 대신 비슷한 주제이거나, 비슷한 배경 지식이 이용된다고 생각되는 자료를 찾아서 그 자료가 제공하는 실험 방법이나 장치에 의존하였다. 이런 모습을 보인 예비교사들은 제시된 방법으로 실험을 수행하여 실험에 실패했을 때, 문제를 해결하는 과정에서도 제시된 실험방법에서 최대한 벗어나지 않고 문제를 해결하려는 모습을 보였다. 또한 여러 번의 실패를 통해서 실험방법 자체에 문제가 있음을 인식하더라도, 바로 문제인식 및 해결과정으로 넘어가지 않고, 또 다시 제시된 방법으로 여러 차례 실험을 재시도하였다. 일부 예비교사가 실험에 실패한 후에 논의와 재설계를 하는 과정에서 실험 방법에 대한 의문을 제기하는 경우도 있었으나, 그 의문이 본인들이 참고하던 자료와 상반되는 내용인 경우에는 같은 조의 다른 예비교사들에게 받아들여지지 않았다. 이러한 경향 역시, 첫 번째 경향과 마찬가지로 탐구 실험을 수행한 경험이 없는 예비교사들이 실험 방법을 직접 설계하는 것보다는 기존의 자료를 참고하는 것을 선호한 것으로 보이며, 실제 잘못된 점이 발견되더라도 그대로 따라하기만 하면 결과를 볼 수 있었던 확인 실험 수행의 습관을 반영하여 그대로 따라하지 못해서 생긴 실수로 여기는 경우가 많았음을 보여준다.

세 번째로, 실험을 수행하는 도중에 발생한 문제를 해결하는 과정에서, 그 해결책이 이미 본인들이 알고 있는 지식이더라도 적용하지 못하는 경우가 여러 조에서 나타났다. 예비교사들에게 주어진 가이드 실험은 모두 고등학교 화학 수준에 해당하는 내용의 실험이었고, 예비교사들이 고안한 탐구 과제 역시 이 학습내용을 기반으로 해결할 수 있는 수준의 목표가 대부분이었다. 그럼에도 불구하고 예비교사들은 가이드 실험의 탐구 목표를 달성하기 위해 실험을 설계하거나, 실패 후 재설계하는 과정에서 배경 지식을 실험의 설계나 수정에 연결. 적용하는데 어려움을 겪었다. 여러 번 실험에 실패하는 원인이 기본 원리나 배경 지식을 제대로 적용하지 못했기 때문으로 보였을 때, 실험 담당 강사가 약간의 힌트를 주기 위한 방법으로 한 두가지 질문을 하였다. 질문은 실험과 관련된 화학 지식 내용을 묻는 것이 대부분이었고, 학생들은 그 질문 자체에는 맞는 답변을 할 수 있었으 나, 그 내용을 실험 설계나 방법의 수정에 적용하지는 못하는 모습을 보였다. 해당하는 내용을 알고 있는지 재차 확인하기 위해 실험을 완료한 후 토론하는 시간에 해당 내용에 대해서 직접적인 질문을 했을 때에도 대부분의 예비교사가 질문에 올바른 답을 내놓았기에 알고 있는 지식을 실험에 적용하는 것에 어려움을 겪는 것으로 판단된다.

예비교사들이 탐구실험을 수행하는 과정에서 겪는 첫 번째 어려움은 ‘탐구’라는 것을 거창하게 생각해서 실험 주제 선정에 고민이 많다는 점이었다. 많은 예비교사들이 탐구실험의 주제가 기존에 하지 않았던 창의적이며 새로운 것이어야 한다는 인식을 가지고 있어서, 자신들의 지식을 적용하여 설계할 수 있는 실험보다 ‘간이입자가속기’ 라던가 ‘상하는 것을 방지 할 수 있는 돼지고기 포장’, ‘아이오딘 지뢰 만들기’ 등 수행하는 시간이 오래 걸리고 높은 수준의 지식과 실험장비 및 기술을 요구하는 실험만을 탐구 실험이라고 여기는 경향이 있었다. 짧은 시간 동안 실험을 수행해야 하면 진정한 탐구는 어렵다고 생각하는 예비교사도 있었다.

예비 교사들은 탐구 실험의 연구 문제를 결정한 후, 그 문제에 답을 하기 위한 실험 과정 설계 및 실험 기구 조작에 어려움을 겪었다. 특히, 실험 장치에 문제가 생겼을 때 그 문제를 찾아내서 수정하는 것에 대부분의 조가 어려움을 겪은 것으로 드러났다. 좀 더 자세히 살펴보면, 예비교사들은 본인들이 설계한 실험에 대해서 어떤 것이 통제변인인 것인가를 알아내고 그것을 통제하는 방법에 대해서 어려움을 겪었을 뿐 아니라, 이후 변인을 다르게 설정한 실험을 수행하고 그 결과를 비교하기 위해서 정량적인 측정과 비교가 필요할 경우 그 방법을 설계하고 적용하는데 많은 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 예를 들어, 8차시 실험의 “달걀 탱탱볼” 실험에서 일정 시간 산에 담가서 성질이 변한 달걀의 강도를 측정하는 과정에서, 예비교사들은 강도를 측정하는 방법을 스스로 고안하지 못하고 가하는 힘을 측정해 줄 수 있는 기계를 제공해 줄 것을 요청하였다. 결국 실험 담당 강사의 조언과 다른 예비 교사들과 아이디어를 상의한 끝에 추와 메스 실린더를 이용하여 강도를 측정하는 실험방법을 설계하고 수행할 수 있었다. 9차시 실험의 과자의 칼로리 측정 실험의 경우, 과자가 연소하면서 발생하는 열을 측정하는 실험이 기에 연소시키는 과자와 에탄올의 질량을 각 비교군에서 동일하게 적용하여야 함에도 불구하고, 에탄올의 양을 정확하게 통제해야 한다는 깨달음이 없이 정성적인 감각으로 “과자에 촉촉한 느낌이 있게” 에탄올을 뿌려야 한다라는 방식으로 실험을 설계하고 진행하였다. 또한 몇몇 예비교사는 간단한 방법을 통해서 확인 가능한 것(예를 들어, 연소에 따른 이산화탄소 발생 확인)에 대해서 본인들이 그 기기를 활용할 수 없음에도 불구하고 Gas Chromatograph 같은 전문분석기기를 이용하고자 하였다. 통제변인 조절의 경우, 토론시간에 계속해서 언급되었기에 수업의 중반 이후부터는 상당히 좋아지는 모습을 보였으나, 정량적인 측정방법의 고안 등에 대해서는 여전히 어려움을 드러냈다. 이에 대해서 예비교사들은 본인들이 중고등학교 때 수행했던 실험이 정량적인 부분에 대해서 측정하고 비교하는 실험보다는 현상이 일어나는지 관찰만 하면 끝났던 실험이 대부분이라 그 부분에 대해서 경험이 부족해서 그렇다는 의견을 토론과정에서 내놓았다.

세 번째는 실험에 실패 했을 경우, 그 실패의 원인을 알아내는 것에 대한 어려움이었다. 실패의 원인을 알아내는 것에 대한 어려움은 예비교사들의 인터뷰 및 연구자의 관찰 노트에서 여러 번 부각되었다. 앞서 지적된 바와 같이, 결과에만 집중하고 실험 설계와 수행과정에서 현상의 관찰이나 오류 등에 신경을 쓰지 않았기 때문에 실패의 원인을 찾는 것에 어려움을 겪었고, 관련 지식을 실험에 적용하는데 겪는 어려움도 실험 실패의 원인을 쉽게 찾지 못하는 것에 영향을 주었다. 예를 들어 암모니아 분수 실험의 경우 고무관의 핀치콕을 열기전에 암모니아가 들어있는 플라스크에 대해서 밀폐를 완전히 하지 않아 공기가 들어오는, 현상이 있었으나, 예비교사들은 그런 현상을 관찰하지 못하였다. 또한 이산화탄소 분수 실험의 경우, 이전에 수행했던 암모니아 분수 실험에 비해서 이산화탄소 기체가 수산화나트륨 수용액에 녹아들어가는 시간이 오래 걸림에도 불구하고 그 시간을 기다리지 못하고 바로 핀치콕을 열어버리는 경우가 많았다. 이 과정에서 한 조는 계속해서 물이 들어가 있는 비커에 고무관을 넣어둔 상태로 유지하고 있어서 고무관을 따라 물이 서서히 올라오고 있음에도 불구하고, 이런 현상을 관찰하고 원인을 분석하는 대신 격렬한 분수현상이 일어나지 않았다는 것에만 초점을 맞춰서 실패로 단정짓고 실험을 중단하였다. 또한 잘못된 포집 방법을 사용하여 이산화탄소를 포집한 경우에는 이산화탄소가 포집 된 플라스크가 고압상태인 관계로 플라스크에서 수조 쪽으로 기포가 방출되는 현상이 발생하여 계속해서 실험을 실패함에도 불구하고 그 현상에 대해서 의문을 제기하거나 논의를 하는 조가 없었다. 시계반응에 대한 자유탐구 실험으로 신호등 반응을 준비한 조의 경우, 준비과정에서 혼합한 용액에서는 용액을 흔들었을 때 신호등 반응의 결과와 동일한 색변화가 일어났지만 이를 관찰하지 못하였고, 본인들이 설계한 잘못된 실험 방법에 의한 실패한 결과만 관찰하고 실패의 원인을 논의하였다.

사실, 직접 설계한 실험에서 실험 실패의 원인을 진단하고, 이를 개선한 실험을 재설계하고 수행하는 것은 다양하고 높은 수준의 탐구 능력을 요구한다. 이는 실험에 대한 배경 지식 뿐 아니라, 배경 지식이 실험에 어떻게 적용되고 있는가에 대한 이해 및 실험 수행시에 일어나는 다양한 현상들을 정확하게 관찰하고 기록하며 이의 원인을 규명할 수 있는 능력이 필요하기 때문이다. 예비 교사들의 경우 탐구 실험을 전에 수행한 적이 없기 때문에 무엇을 어떻게 해야 하는지 모른다고 하는 막연한 두려움과 궁금한 자연 현상에 대한 답을 찾고 싶다라고 하는 탐구 본연의 목적 보다는 어떻게든 빨리 실험의 결과를 보고 싶다라고 하는 결과 지향적인 경향등이 실험 실패의 원인을 진단하거나 개선할 수 있는 능력을 키우는 것을 방해한 요인으로 작용한 것으로 보인다. 또한, 예비 교사들은 처음에 시도하기 원했던 과학자들 수준의, 고가의 장비와 시약을 이용하는 탐구가 아닌 자신들이 할 수 있는 수준의 탐구 실험을 설계하고 수행하는 데에는 크게 흥미를 느끼지 못한다고 대답하였으나, 실제로 탐구 문제를 선택할 때는 결과를 빠르게 확인할 수 있고 자료를 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있는 실험을 선호하는 모습을 보였다. 이는 학생들이 실험의 성공이 실험 과목 점수와 연관이 있다고 생각했던 것에서 비롯됐던 것으로, 후에 실험의 성공. 실패와 상관 없이 수행과정에 평가의 무게가 실림을 이해한 후로는 점차 개선되는 모습을 보였다.

탐구 실험이 새로운 지식을 생성하고, 생성된 지식에 대해 인식론적인 주체로서의 자아(epistemic agency)를 확립하여 생성된 지식에 대한 책임감 및 주체의식을 키우는 인식론적 실천(epistemic practice)을 경험하고 배우는 좋은 기회가 될 수 있다는 주장과 함께 그 중요성이 강조되고 있으나, 본 연구에서 탐구 실험 수업 초반 예비 교사들은 실험에 대한 책임감이나 주체의식을 확립하지 못한 것으로 보였다. 예를 들어, 실험을 수행하는 과정에서는 조원 모두가 의견을 제시하고 논의를 거쳐 진행하기 보다는 1~2명이 주도적으로 실험을 하고 나머지 조원은 따라가는 형태로 실험이 진행되었다. 또한 실험에 문제가 발생하거나 실패를 했을 때는 조원들 간에 다양한 의견이 오가면서 논의가 이루어지고 그에 따라 실험의 방향을 정하고 재설계하는 것이 아니라, 처음 그 실험을 제안했던 사람에게 실험의 진행이라던가 실험 실패의 원인을 찾는 주요 책임을 맡기는 경우와 처음 제안했던 사람이 자발적으로 실험을 주도하는 경우가 많았다.

그러나, 이런 예비교사들의 모습은 실험을 한 두 명이 주도하는 것이 아니라 다른 조원들의 다양한 의견을 반영하고 논의가 활발하게 진행된 조부터 조금씩 변화하였다. 실험이 계속해서 실패를 반복하자 초반에 주도적으로 실험을 이끌어가던 예비교사들 중에서 같은 조의 다른 예비교사들의 의견을 적극적으로 들어보고 수용하는 예비교사가 나타났다. 또한, “이제 뭐하면 되는데?” “다음에 뭐 가져와?” 등 지시된 사항을 수동적으로 따르는 모습으로 실험을 수행하던 다른 예비교사들도 본인들의 의견을 더 능동적으로 말하기 시작하면서 문제해결을 위해 서로 논의하는 분위기가 조성된 조가 나타나기 시작했다. 이런 변화가 발생한 조에서는 논의가 점점 더 활성화 되었으며 탐구실험을 설계하고 수행하는 과정에서도 다양한 접근을 시도하는 것을 확인 할 수 있었다. 반면 계속해서 특정 예비교사가 강하게 의견을 말하고 실험을 주도하는 분위기가 이어진 실험조의 경우에는 계속해서 1~2명이 실험을 주도하고 그 외에 다른 조원들은 단순 수행 수준의 참여만 이루어지거나 서로 다른 실험을 하는 모습도 보였다. 이런 조의 경우에는 후반부에 이루어진 자유탐구실험에서도 본인들이 과거에 수행해본 경험이 있는 실험을 그대로 재연하는 실험으로 설계하고 수행하는 모습을 보여, 논의가 활발하게 이루어진 조와 주제 결정에서 확연한 차이를 보였다. 논의가 활발하게 이루어진 조들에서는 그 조에서 실험해왔던 다양한 주제들 안에서 ‘좀 더 탐구해봤으면 했던 것들’ 을 중심으로 주제가 결정되었기 때문이다.

논의가 활발해진 조의 예비교사들은 인터뷰에서 수동적인 태도에서 능동적으로 변하게 된 이유에 대해서 “조를 구성해서 수행해야하는 것에서 생긴 책임감”, “조원 상호간 의견의 수용”을 언급하였다.

다음으로 실험과정 및 발생한 현상에 대해 그 원인을 다양한 관점에서 생각하고 근본적인 원리까지 사고를 확장하는 경우가 많아졌다. 수업 초기의 예비교사들은 실험에 실패 했을 때, 그 원인을 찾는 범위가 대부분 수행과정 상 실수에서 머물렀고 계속해서 동일한 현상을 보이며 실험에 실패하는 상황에서도 그 범위를 더 넓게 확장하지 못하는 경향을 보였다. 이런 경향에 대해서 예비교사들은 중등교육과정에서는 “탐구의 기회와 시간의 부족”, “모든 과정과 답이 주어진 실험”, “지도교사의 즉각적인 문제해결”와 같은 환경에서 실험을 수행하였기 때문에 과정이나 원리에 대해서 깊게 생각하거나 탐구를 할 필요가 없었고 단순하게 정해진 결과만 내놓기만 했으면 됐었다는 점을 그 원인으로 꼽았다. 예비교사들의 이런 모습은 실험과제를 수행하는 과정에서 점차 개선되는 모습을 보였다. 예비교사들에게 주어진 안내된 실험도 기존의 실험과는 다르게 기본적인 실험방법과 구체적인 탐구 목표만 주어진 실험이었으며, 제시된 실험방법에서 여러가지 조건을 변경하거나 실험방법 자체를 새롭게 설계해야만 주어진 탐구목표를 달성할 수 있도록 구성된 실험이었다. 이런 형태의 실험이었기에 예비교사들은 실험을 수행하는 과정에서 여러 번의 실패를 경험하게 되었다. 또한 실험에 실패하거나 문제가 발생하였을 때 실험조교나 연구원에게 문제 해결을 위한 도움과 해결책을 제공할 수 없다는 것을 인지한 후로 스스로 문제를 해결하기 위한 움직임이 나타났고, 이 과정에서 실험의 재설계 방향 및 문제점에 대한 서로 다른 의견 제기되고 그에 대해 서로 토론하는 모습을 보이기 시작하였다. 더불어 주어진 안내된 실험에서 실험의 재설계를 위해 실패 원인을 찾는 과정에서도 그 원인을 수행과정 중 본인들의 실수에 의한 오류에서 근본적인 실험설계의 오류까지 확장하여 검토하는 경우가 많아졌으며, 이 과정에서 여러 의견이 제안되고 수용됨에 따라 다양한 방법으로 실험을 재설계하고 수행하는 모습을 보였다. 이런 예비교사들의 변화는 그들의 인터뷰에서도 드러났다.

예비교사들의 또 다른 변화는 제시한 탐구목표를 달성한 실험에 대해서도 더 나은 결과를 얻기 위해서 또 다시 다른 방법으로 실험을 재설계하고 수행하는 모습이었다. 예비교사들이 인터뷰를 통해서 언급한 중고등학교 시절의 과학실험은 ‘빨리 해치워야 하는 과제’, ‘안되면 말고, 안되면 우리가 모르는 무언가 있겠지’, ‘과정을 그대로 실행에 옮기고 결과를 확인하는 것’ 이었고, 이런 예비교사들의 인식은 수업초기에 실험을 수행하는 모습에서도 드러났다. 수업초기에 예비교사들은 본인들이 만들어낸 결과가 탐구목표에 비해 미흡한 부분이 있었고 시간이 많이 남아있었음에도 불구하고 “이정도면 됐지”, “자 그냥 빨리 끝내자” 와 같이 언급하며 실험을 종료하는 모습을 보였다. 하지만 수업 중반부터 몇몇 조에서 탐구목표에 도달한 결과를 얻었음에도, 더 좋은 혹은 또 다른 결과를 얻거나 완전히 해소되지 않은 의문점을 해소하기 위해서 이미 성공한 실험을 재설계하고 수행하는 모습을 보였다. 이런 모습을 보인 예비교사들에게 “이미 목표를 달성한 실험을 왜 재시도하였는가?” 라는 연구원이 질문을 했을 때, “우리가 변경한 거, 이거 빼고 나머지는 다 대조군하고 똑같이 맞춰보고 싶었어요”, “성공은 했는데 우리가 설계한 내용이랑은 달라서요, 그 이유를 알고 싶었어요”라는 답변을 받을 수 있었다. 이러한 예비교사들의 변화는 과거 여러 연구에서 밝힌 바 있는 과학공동체에서 추구하는 과학적 의미형성(Sense-making)의 목표와 그 방향성이 동일하다고 할 수 있으며, 추후 교육현장에서 탐구를 가르칠 예비교사들에게 있어서도 의미 있는 변화라 할 수 있다.^12,13

Stroupe는 전통적인 과학 학습에서 실천으로서의 과학(science-as-practice)으로 전환하기 위해서는 교실에서 교사만이 독점하고 있던 인식론적인 권위를 내려 놓고 학생들 역시 지식의 수동적인 습득자의 지위에서, 인식론적 권위를 공유하는 인식론적 주체로서의 자아를 확립하는 것이 과학 실천으로서 전환의 관건이라고 하였다.¹⁴ 본 연구는 탐구 실험 과목으로서, 실험 과목의 강사가 직접적인 지도를 하는 것을 최대한 자제하고 조별로 실험 주제의 설정, 수행, 수정과 재시도까지를 주도하게 하여 학생들이 지식의 주체로서 역할을 할 수 있는 수업 형식을 제공하였다고 할 수 있다. 그러나 조 안에서 전통적 과학 수업안에서 교사의 역할과 비슷한 역할을 맡는 주도적인 예비교사가 인식론적인 권위와 책임을 갖고 있는 모습을 보인 경우 과학 실천이 제대로 이루어지지 않는 모습을 보였다. 반면, 처음 조 안에서 전통적인 교사의 역할을 맡았던 예비교사가 점차적으로 자신의 주도적인 역할을 내려놓고, 다른 조원들의 의견을 적극 반영한 경우 그 조원들이 책임감을 갖게 되고 전체적으로 논의와 참여가 활발해졌을 뿐 아니라, 탐구 실험 주제의 선정 및 실험 수행에도 능동적으로 참여하게 되어 실험을 통해, 새로운 지식을 쌓고 기존 지식에 대한 유용성을 평가하며 의사 소통을 통해 지식의 생성과 평가를 경험하는 인식론적 실천으로써의 과학 실천을 경험하게 되었다. Berland 와 동료들은 과학 실천을 통해 인식론적인 목적(epistemic goal)과 인식론적인 고려(epistemic considertation)를 높이는 수업 방법에 대한 논의와 제안을 했는데,¹² 예비 교사들이 처음 결과만 확인하던 식의 방식에서 벗어나 자신들이 설계한 실험에 대해 다양한 각도로 접근하고, 이미 성공한 실험 또한 다양한 재시도를 했다는 것은 인식론적 목적과 고려가 단순한 지식의 수동적인 획득에서 벗어나 능동적인 태도로 지식을 탐색, 생성하고 평가하는 모습으로 변했다는 것을 보여준다. 그러나, 본 연구에서는 모든 예비 교사들이 이러한 발전을 보인 것이 아니고 약 40%(두 조)만이 이러한 변화를 보였다. 이는 탐구 실험 수업 설계에 중요한 시사점을 준다. 탐구 실험이 진정한 과학 실천이 되기 위해서는 실험 문제의 설정과, 과정의 설계, 결과의 해석과 고찰 등 실험 자체의 수행 뿐만 아니라 조원들의 협력과 각각의 역할, 그리고 적절한 비계(scaffolding)의 제공을 통해 능동적인 실험 수행 태도와 책임감 등을 기르는 것 역시 실험 수업 설계의 요소가 되어야 함을 의미한다.

모든 실험을 종료한 후, 8명의 예비교사들을 대상으로 진행한 인터뷰에서 예비교사들은 탐구실험 및 자유탐구에 대한 여러가지 의견을 내놓았다.

먼저 주제 선정에서 힘든 점이 많았기에 완전히 ‘자유롭게’, ‘모든 과정을 스스로’ 라는 형식의 자유탐구를 하는 것 보다는 특정한 주제를 제시하고 그 주제와 관련하여 자유탐구를 수행해라 라는 식으로 진행하는 것이 더 괜찮을 것 같다 라는 의견이 있었다. 이는 화학탐구 실험 수업 초기에는 조원들 간의 단순한 선호도 차이에 의해 주제를 결정했으나 수업이 진행됨에 따라 주제를 결정하는 과정에서 관련 과학 지식이라던가 실험이 잘 될 수 있을 것인가 등 여러 가지를 생각해보게 되었기 때문이라고 한다. 조 안에서 너무 광범위한 범위에서 다양한 의견이 제시 됐을 경우 이런 면들을 잘 따져 보기가 어렵기 때문에 완전한 자유탐구라 할지라도 주제 선정의 범위에 대해서 적당한 가이드 라인을 제공해 주는 것이 좀 더 정교한 실험의 설계와 수행에 도움이 될 수 있을 것이라는 의견이었다.

그 외에도 안내된 실험에서 자유탐구까지 단계적으로 진행한 부분이 실험에 실패를 하더라도 자신감을 가지고 실험을 수행할 수 있었고, 탐구의 과정을 알아가는데 도움이 많이 되었다는 의견도 있었다. 특히 실험 초반에는 본인들이 설계한 실험에서 실패했을 때, 조원끼리 불화가 발생하여 실험이 제대로 이루어지지 못했던 모습을 보이기도 했던 예비교사들이 몇 차례 가이드 실험과 ‘주제 범위가 주어진 자유탐구실험’을 수행하는 과정에서 더 이상 실패에 대해서 어려워하지 않고 실패한 결과라도 그 안에서 새로운 것을 알아내려 하는 모습으로 바뀐 것은 매우 의미 있는 변화라 생각되었다.

또한 고등학교 시절에 이런 식의 수업이 있었더라면 좋았을 것이다 라는 의견이 있었고, 이 의견을 내놓은 예비교사는 ‘고등학교때 이런 수업이 있었더라면 수행한 탐구과제에 대해서 더 좋은 결과를 내 놓을 수 있었을 것이다’, ‘내가 나중에 교사가 되었을 때, 여건만 갖춰지면 꼭 이런 수업을 해보고 싶다’ 라는 의견도 함께 내 놓았다.

그러나 추후 교육현장에서 동아리가 아닌 실제 수업에서 탐구실험과 같은 수업을 수행할 것인지에 찬성과 반대 의견이 갈리는 반응이 나왔다.

긍정적인 답변을 한 예비교사의 경우에는 과학이라는 것에 이와 같은 탐구적인 면에 대해서 느끼게 하고 싶다는 의견과 함께 탐구수업의 경험을 통해서 학생들을 지도하는 방법면에서 도움이 되었다는 의견을 내놓았다. 부정적인 답변을 한 예비교사의 경우에는 ‘교육현장에서의 현실’ 과 ‘어려움’을 이유로 수업에 적용하지 못할 것이라는 의견을 내놓았다. 하지만 부정적인 의견을 내놓은 예비교사들도 이번 탐구실험수업을 통해서 자유탐구에 대한 흥미가 생겼고, 탐구능력이 향상되었다고 이야기 하였다.