본 연구의 목적은 자연관찰을 활용한 과학교육 수업이 예비유아교사의 과학에 대한 태도와 과학교수 효능감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보는 것이다. 연구를 위해 경기도에 위치한 전문대학에서 유아과학교육을 수강하는 예비유아교사 60명을 대상으로 10주 동안 자연관찰 활동을 실시하였다. 결과를 도출하기 위해 예비유아교사의 과학에 대한 태도와 과학교수 효능감을 사전?사후에 검사도구로 측정하여 분석하였으며, 팀별?개인과학일지와 반성적 저널쓰기, 면담의 내용을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 자연관찰을 활용한 과학교육 수업은 예비유아교사의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미치며, 특히 과학에 대한 흥미와 과학 및 과학자에 대한 인식에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 자연관찰을 활용한 과학교육 수업은 예비유아교사의 과학교수 효능감에 긍정적인 영향을 미치며, 특히 과학교수 개인효능감에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 예비유아교사의 과학에 대한 태도 변화에서는 자연관찰에 대한 흥미와 호기심, 자연관찰 대상에 대한 긍정적 인식, 생명에 대한 소중함과 존엄성, 과학 지식에 대한 개방성, 과학을 통한 자발적인 실천, 탐구적 태도가 나타났다. 넷째, 예비유아교사의 과학교수 효능감의 변화에서는 자연관찰의 즐거움과 만족감, 예비유아과학 교사로서의 자신감이 증가하였고 유아과학교육에서 교사 역할의 중요성에 대한 반성적 사고가 나타났다.