이 연구는 고등학교 1학년 학생들의 인지수준과 고등학교 과학 물질 단원의 내용수준을 비교 분석하고, 이에 대한 공통과학 교사들의 인식을 알아봄으로써, 교수-학습 방법에 대한 시사점을 얻고자 하는 것이다. 연구를 위하여 4개 지역의 고등학교 1학년 학생 336명을 대상으로 SRT III (science reasoning task III)를 사용하여 인지수준을 조사하였으며, 고등학교 과학 물질 단원에서 10개의 과학 개념을 추출하여 CAT (curriculum analysis taxonomy) 분석틀로 내용수준을 분석하였다. 그리고 이에 대한 공통과학 교사들의 인식을 조사하였다. 연구 결과에 의하면, 고등학교 1학년 학생들의 51%가 형식적 조작기 수준이었으나, 30%의 학생들과 19%의 학생들은 각각 과도기 수준과 구체적 조작기 수준이었으며, 형식적 조작기 수준의 학생 비율은 학교별로 차이가 있었다. 고등학교 6종 과학교과서에 제시된 물질 단원 과학 개념들의 내용수준은 대부분 초기 형식적 조작기 수준이었으나, 같은 과학 개념이라도 설명하는 수준과 학생들에게 요구하는 답변의 수준 차이로 인해 교과서별로 내용수준에 차이가 있었다. 그리고 과학교사들은 과학 개념의 내용수준을 CAT 분석틀로 분석된 실제의 내용수준에 비해서 낮게 인식하고 있었다. 이러한 학생들의 인지수준과 과학 개념의 내용수준의 불일치와 과학교사들의 과학 개념 내용수준에 대한 잘못된 인식이 학생들의 과학 개념에 대한 이해도와 교수-학습에 영향을 미칠 것이다. 그러므로 학생들의 인지수준과 과학 개념 내용수준간의 불균형을 해소하고 과학 개념에 대한 학생들의 이해도를 높이기 위해서는 과학교사들이 학생들의 인지수준과 과학 개념의 내용수준을 사전에 파악하여, 학생들의 인지수준과 과학 개념의 내용수준을 고려하는 교수-학습 전략이 필요하다.