이 연구에서는 토의를 강조한 소집단 활동이 과학고 학생들의 탐구 과정에 미치는 영향과 이들의 개별적 학습양식과 사고양식이 학생들 간의 상호작용에 미치는 영향을 사례 연구를 통해 탐색하였다. 이를 위해 이 연구에서는 토의를 강조한 소집단 활동 프로그램을 개발하고, 학습양식과 사고양식에 대한 사전 검사를 마친 과학 고등학교 1학년 학생 여섯 명에게 개발된 프로그램을 적용하였다. 연구 결과, 과학고 학생들이 가설을 설정하고, 정교화된 실험을 설계하는 등의 탐구 과정에 토의를 강조한 소집단 활동이 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있었다. 그리고 과학고 학생들의 학습양식과 사고양식이 소집단 내 토의 활동과 밀접한 관련이 있을 것으로 예상되므로, 소집단 활동에 기반한 프로그램이나 전략 마련을 위해서는 과학고 학생들의 개인적 특성에 대한 이해가 선행될 필요가 있음을 알 수 있었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.
본 연구에서는 토의를 강조한 소집단 활동이 과학고 학생들의 탐구 과정에 미치는 영향과 이들의 개별적 학습양식과 사고양식이 학생들 간의 상호작용에 미치는 영향을 사례 연구를 통해 탐색했다.