초등 과학 수업에서 학습 모형은 교사가 과학 수업을 설계하고 운영할 때 구체적인 안내 역할을 한다. 교사는 다루는 학습 주제와 학생들의 특징에 따라 과학 교육 목표를 달성하는 데 적합한 학습 모형을 선정하여 적절히 실행해야 하며, 이를 바탕으로 학생들의 과학적 소양을 함양할 수 있도록 과학 수업을 진행해야 한다. 본 연구에서는 미래 시대 지속적으로 실행될 것으로 여겨지는 온라인 과학 수업에서 효과적인 과학학습을 실현할 수 있는 온라인 학습 모형을 개발, 적용하고, 이에 대한 효과를 분석하였다. 이를 위해, 여러 과학학습 모형 중, 온라인 과학 수업에 적용이 가능할 것으로 여겨지는 학습자 중심형 학습 모형(경험 학습 모형, 발견 학습 모형, 탐구 학습 모형, STS 학습 모형)을 1차 분석하였고, 학습 단원 주제 및 학생들의 성향을 파악하는 2차 분석을 통해 변형된 발견학습모형(e-DLP, e-Discovery Learning Model)을 활용하여 온라인 과학 수업을 진행하였으며, 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시하는 과학과 교과 역량 중, 학생의 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력에 어떠한 영향이 미치는지 알아보았다. 연구 결과, e-DLP 실현을 위해서는 SSS(small scale science), 1인 1탐구 활동, 가정 학습, 안전 지도 강화, 맞춤형 활동지 등에 추가 자료 및 정보가 필요하였고, e-DLP 학습 진행 후 학생들에게서는 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 온라인 환경 속에서도 온라인 과학학습 모형을 적용한 과학 수업이 학생들에게 과학 교과 역량 함양에 도움이 될 수 있음을 확인하였으며, 추후 연구에서도 다양한 과학학습 모형을 활용한 온라인 과학 수업 모델을 개발하는데 본 연구가 유의미한 기여할 수 있을 것으로 기대된다.