본 연구에서는 영재 학생과 일반 학생의 과학 탐구 능력과 과학적 사고력을 비교하였다. 연구 대상은 중학교 1학년 재학 중인 과학 영재 학생 50명과 일반 학생 64명이었다. 과학 탐구 능력을 검사하는 도구로 김수경 외(2007)가 개발한 ‘중학생의 과학 탐구 능력 측정을 위한 평가 도구’를 사용하였고 과학적 사고력을 검사하는 도구로 김소연(2018)이 개발한 ‘과학 글쓰기를 활용한 과학적 사고력 평가 도구’ 중 ‘광합성’을 주제로 한 평가 도구를 사용하였다. 과학 탐구 능력 검사 결과, 총 26점 중 영재 학생의 평균은 24.26이고 일반 학생의 평균은 16.78로 .001 수준에서 유의한 차이가 나타났고, 기초 탐구 기능에 비해 통합 탐구 기능에서 더 큰 차이를 보였다. 요소별 비교를 한 결과, 기초 탐구 기능의 ‘측정’과 통합 탐구 기능의 ‘변인 통제’에서 두 집단 모두 평균이 낮았고, 기초 탐구 기능의 ‘의사소통’과 통합 탐구 기능의 ‘가설 설정’에서 두 집단 모두 평균이 높았다. 과학적 사고력 검사에서 총 36점 중 영재 학생의 평균은 23.38이고 일반 학생은 14.66으로 .001 수준에서 유의한 차이가 있었고, 하위 영역인 귀납적, 연역적, 비판적, 창의적 사고력에서도 유의한 차이가 나타났다. 귀납적 사고력을 요구하는 문항에서는 영재 학생과 일반 학생 모두 하나의 근거만 제시하였다. 연역적 사고력을 요구하는 문항에서는 두 집단 모두 두 가지 이상의 근거를 제시하였으나 결론과 설명이 명확하지 않았다. 비판적 사고력을 요구하는 문항에서 영재 학생과 일반 학생 모두, 주장과 근거에 대한 설명과 부연 그리고 반증이 부족하였다. 창의적 사고력을 요구하는 문항에서 영재 학생의 ‘독창성’ 요소의 점수가 다른 요소에 비해 상대적으로 낮았다. 과학 탐구 능력의 일부 요소의 경우 점수가 낮게 나타난 것을 볼 때, 과학 탐구 능력의 요소별로 명시적으로 안내하고 연습할 기회를 제공할 필요가 있다. 그리고 과학적 사고력을 향상시키기 위해 주장에 대한 근거, 설명, 부연, 반증을 하는 능력과 독창성에 중점을 두어 지도할 필요가 있다.
영재 학생과 일반 학생의 과학 탐구 능력과 과학적 사고력을 비교하였다. 과학 탐구 능력 검사 결과, 총 26점 중 영재 학생의 평균은 24.26이고 일반 학생의 평균은 16.78로 .001 수준에서 유의한 차이가 나타났고, 기초 탐구 기능에 비해 통합 탐구 기능에서 더 큰 차이를 보였다. 요소별 비교를 한 결과, 기초 탐구 기능의 ‘측정’과 통합 탐구 기능의 ‘변인 통제’에서 두 집단 모두 평균이 낮았고, 기초 탐구 기능의 ‘의사소통’과 통합 탐구 기능의 ‘가설 설정’에서 두 집단 모두 평균이 높았다. 과학 탐구 능력의 일부 요소의 경우 점수가 낮게 나타난 것을 볼 때, 과학 탐구 능력의 요소별로 명시적으로 안내하고 연습할 기회를 제공할 필요가 있다. 