중등학교 과학 수업에서 자유 탐구를 효과적으로 운영하기 위한 방안으로 중등 예비 과학 교사들이 자유탐구 수행 능력을 갖추고 자유 탐구의 취지와 효과를인식할 필요가 있다. 이 연구에서는 자유 탐구를 수행한 중등 예비 과학 교사들의 자유 탐구 보고서를 분석하여 자유 탐구 수행 능력을 조사하였다. 광역시 소재사범대학에서 2012∼2015학년에 생물교육론을 수강한예비 교사 80명이 자유 탐구를 수행한 뒤에 작성한 29 편의 보고서를 자유 탐구 보고서 평가 틀에 따라 평가하였다. 그 결과, ‘주제 및 동기’, ‘이론적 배경’, ‘결과’, ‘결론’ 영역에서는 상 수준, ‘탐구 과정’, ‘보고서형식’ 영역에서는 중 수준, ‘참고문헌’에서는 하 수준이많이 나타났다. 중등 예비 과학 교사는 탐구의 목적과내용을 명확하게 제시하고, 수집한 자료를 표와 그래프로 나타내고 해석할 수 있는 능력과 논리적으로 결론을 도출할 수 있는 능력은 갖추고 있지만, 주제 및 동기의 창의성과 유용성, 가설 설정, 참고문헌 작성 측면에서 낮은 수준을 나타내었다. 중등 예비 과학 교사에게 자유 탐구를 수행하고 탐구 보고서를 작성하는 기회를 제공하고, 부족한 탐구 능력을 향상시킬 수 있는방안을 모색하여 자유 탐구를 지도할 수 있는 역량을갖추게 할 필요가 있다.