이 연구의 목적은 중학교 천문 수업에 대한 과학 교사의 교수 실행에서 나타나는 시스템 사고를 분석하는 것이 다. 이를 위해 4명의 중학교 8학년 과학 교사의 천문 단원 수업을 녹화하였고 녹화된 수업은 모두 전사하였으며, 선행 연구의 시스템 사고 위계 구조를 수정하여 개발한 시스템 사고 분석틀을 적용하여 이들을 분석하였다. 또한, 수업 분석 후 참여 교사의 과학 수업에 대한 지향과 교수학적 생각을 심층적으로 분석하기 위해 비디오 자극 회상 면담을 실시하 였다. 연구 결과는 다음과 같다: 모든 참여 교사들은 천문 수업에서 시스템 사고의 위계를 제대로 반영하지 못하였으며, 낮은 수준의 시스템 사고만을 활용하는 것으로 나타났다. 또한, 교사가 학생 중심의 교수 지향을 지녔다 하더라도 시스 템 사고의 교수 실행은 교사 중심으로 진행되는 것으로 나타났다. 천문 수업의 교수 실행에서 시스템 사고가 부족하게 나타나는 것은 공간적 사고에 보다 집중하는 것과 지구과학 비전공 교사로서의 천문 내용 및 형성 평가 지식 부족 때 문인 것으로 판단된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 천문 수업에서 효과적인 시스템 사고의 도입 방안을 논의하였다.

이 연구에서는 장르 분석 및 레지스터 분석을 통해 중학생들의 지구과학 주제 글쓰기의 언어적 특징을 분석하였다. 연구 자료는 7, 9학년 학생들을 대상으로 '지구 온난화'와 '암석의 분류' 주제 글쓰기를 실시하여 얻은 학생들의 글쓰기를 대상으로 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 장르별 글쓰기에 익숙하지 않았으며 특히 논설장르 글쓰기에 많은 어려움을 보였다. 둘째, 내용과 논리관계의 특징으로 정의나 분류와 같이 한 부분을 다른 부분과 관련시키는 관계적 술어보다는 행동 및 하는 것을 의미하는 현상적 술어와 부가적 논리 관계가 많이 나타났다. 셋째, 상호관계적 표현의 특징으로 글 속에서 글의 주체, 글쓴이의 감정, 주관적 의견들이 많이 드러났으며, 학생들은 자신의 생각에 대해서 확신을 가지지 못하고 불확실성을 드러내었다. 넷째, 텍스트 구성의 특징으로 대부분의 학생들이 부가 접속사를 통해 단편적인 정보들을 나열하였으며, 체계적이며 논리적인 글을 쓰는데 익숙하지 않았다. 연구 결과를 바탕으로 과학적 소양의 함양을 목표로 하는 과학 학습에서 과학 글쓰기가 강조되어야 하며 국가 교육과정차원에서 체계적인 계획뿐만 아니라 과학 글쓰기에 대한 교사들의 인식이 향상되어야 함을 논의하였다.

이 연구에서는 과학 논문 레지스터를 분석하여 지구과학 논문의 언어 특성을 탐색하였다. 연구 자료로 지질과학, 대기과학, 해양과학의 한국어 논문 1편씩을 선정하였다. 지구과학 논문 레지스터의 특징은 다음과 같다. 첫째, 주제부와 설명부 간의 의미적, 지시적 연결이 체계적으로 이루어지고 있으며, 이를 통해 텍스트가 제시하려는 메시지와 요점이 통일적으로 응집력 있게 제시되었다. 둘째, 각 텍스트의 장르 요소에 따라 연역적 추론 또는 귀추적 추론 관계 및 인과 관계를 나타내는 술어들이 사용되었으며, 논리적 관계는 접속어구보다는 술어의 유형을 통해 표현되었다. 셋째, 대부분의 논문 텍스트에서 가능성을 나타내는 인식적 술어를 사용하여 과학자들의 해석과 설명 및 주장을 간접적으로 표현하는 약한 상호관계를 형성하였다. 연구 결과를 근거로 학생들이 과학 학습 과정에서 과학 텍스트에 대한 문해 능력을 높이고, 과학자들의 지식 구성 방식을 이해하기 위해서는 과학 글에서 각 문장을 구성하는 주제부와 설명부의 연결 관계를 파악하고, 술어의 유형에 따라 논리적 관계를 조사하는 과학 언어 풀어내기 활동이 과학 교육과정에 포함되어야 함을 논의하였다.

과학 잡지가 과학자와 일반인 사이의 접점 역할을 수행하며 과학의 대중화에 기여할 수 있게 해 주는 기제를 과학 잡지 텍스트의 언어적 특성에서 찾기 위하여 과학 동아에 수록된 지구과학 관련 기사 12편을 선정하였다. 선정된 과학 잡지 텍스트의 언어적 특성을 규명하기 위하여 레지스터 분석을 실시하였다. 연구 결과, 1) 기자가 쓴 글은 과학자의 사유와 대화를 표현하는 인식적 술어와 발화적 술어의 비율이 높았다. 2) 기자의 글에는 문장의 주체가 사람으로 드러나는 비율이 높지만 과학자의 글에는 사람은 거의 드러나지 않으며 주체가 생략된 경우도 많았다. 3) 과학자의 글은 대부분 평서형 서법을 사용하지만, 기자가 쓴 글에서는 의문형과 청유형 서법, 생략 등의 비평서형 문장이 많았다. 4) 문장 속에 포함된 절의 밀도는 기자의 글이나 과학자의 글 모두 비슷하였다. 5) 정보의 구조 또한, 기자의 글은 단순한 정보의 발전 형태를 띠었고, 과학자의 글은 그에 비해 다소 복잡한 정보 구조를 나타내었다. 과학 잡지 텍스트의 언어적 특징을 통해 과학 잡지는 기자의 글을 통해 어려운 과학 내용을 쉽고 친숙한 텍스트로 제시함으로써 과학의 대중화에 기여할 뿐 아니라, 과학자가 쓴 순화된 과학 텍스트를 통해 일반인들을 과학의 언어라는 과학의 문화에 친숙하게 함으로써 과학의 대중화에 기여하게 됨을 밝혀 내었다.

이 연구의 목적은 초 중 고등학교 과학 교과서 글의 구조적 특징을 종합적으로 분석하여 학생들이 상급 학교로 진학하면서 경험하게 되는 과학 교과서 글의 변화 양상을 살펴보는 것이다. 연구 자료로 제 7차 교육 과정에 의해 개발된 초 중 고등학교 과학 교과서의 '화산과 지진' 관련 단원의 글을 선정하였으며, '텍스트 구성적 의미', '상호 관계적 의미', '내용과 논리 관계 의미'의 측면에서 글을 비교 분석하였다. 연구 결과, 과학 교과서의 글은 학교급에 따라 글의 구조를 비롯한 언어적 특징이 다르게 나타나며, 학생들이 상급 학교로 진학하면서 이러한 글의 구조적 특징 차이에 의해서도 과학 교과서를 읽고 이해하는 것이 어렵고 생소하다고 인식할 수 있음을 문제로 제기하였다. 또한 과학을 학습하는 과정에서 과학의 언어가 지니는 구조적 특징에 대한 과학 교사의 중재자 역할이 필요함을 제안하였다.

교육활동에서 교사는 핵심적인 역할을 수행하고 있으며, 교육활동에 대한 교사들의 인식과 지향은 교육의 실천적인 맥락에서 핵심적인 요소로 작동한다. 따라서 과학교사의 지구계 수업에 대한 인식과 지향을 분석하는 것은, 지구계 교육의 목표가 현실에서 어떠한 모습으로 구현될지 가늠할 수 있게끔 한다. 이러한 생각을 바탕으로 이 연구에서는 두 명의 과학교사가 작성한 교수 학습계획안과 심층면담을 통하여 이들이 지구계 교육에 대한 인식을 알아보고, 교사의 지향을 수업에 대한 일반적 관점과 통합의 관점에서 분석하였다. 연구 결과 지구계 교육의 궁극적 겨냥점인 '전지구적 과학소양'에 대한 교사의 충분한 이해가 선행될 때 그 취지가 충분히 반영된 지구계 수업이 실천될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 교사가 전 지구적 과학 소양을 함양하기 위해서는 네트워크 통합을 포함한 다양한 통합의 상(像)이 교사에게 구체적으로 제시될 것이 요구되었다. 아울러 현장에서 지구계 수업을 활성화하기 위해서는 지구계 교육 커리큘럼 구성에 대한 제도적인 뒷받침이 필요한 것으로 보인다.

이 연구는 교수요목기부터 7차 교육과정에 이르기까지 '날씨'와 '일기예보'를 다루고 있는 시각적 이미지를 사회-기호학적 관점으로 분석하였다. 연구결과 대부분의 시각적 이미지는 실제 세상의 현상을 묘사하는 '실체형'인 것으로 나타났다. 이는 모든 시기의 초등 과학 교과서의 시각적 이미지는 대부분 학생들에게 친숙하였음을 의미한다. 시각적 이미지와 학생 사이의 의사소통에 대한 주도권 양상은 복잡하게 나타났다. 또한 초등학교 과학 교과서의 시각적 이미지들은 시기에 관계없이 대부분 기하학적 코드나 숫자 문자 등을 사용하지 않는 것으로 나타났다. 이 연구는 시각적 이미지의 정보의 양과 형태, 구조 및 사회적 의미 등을 해석하는 새로운 분석도구를 제안해준다. 또한 차기 과학교과서의 이미지 선택에 사회-기호학적 관점을 도입하는 하나의 전기가 될 것이다.

이 연구에서는 기존의 야외 지질 학습 사례를 분석 종합하여 통합 문제 제시 단계 -답사 개괄 단계 -현장 집중지도 단계 -탐색 단계 -1차 결론 발표 단계 -재탐색 단계 -조별 토론 단계 -정리 단계 -답사 요약 단계의 새로운 야외 지질 답사 수업 모형을 제안하였다. 그리고 이 수업 모형을 적용한 후 학생들의 반응을 질적 분석하여 야외 지질 학습을 실시하려는 지구과학 교사들을 위한 구체적인 지도 방안을 찾아보았다. 학생들은 통합 문제와 답사 개괄을 통해 지질 답사의 방향과 전체적인 주제를 미리 알고 야외 지질 답사에 참여하게 된 것을 매우 높이 평가하였다. 또한, 지질학적 지식이 부족하고, 야외 지질 답사의 경험이 적은 까닭에 현장 집중 지도 내용이 답사 활동에 많은 도움이 되었다. 그리고 관찰 내용 요약 후 그 내용을 근거로 1차 결론을 발표하는 과정을 참신하게 생각하였으며 ,조별 토론을 통해 서로 다른 의견을 나누며 최종 결론을 도출하는 과정을 긍정적으로 평가하였다. 지도 교사는 조별 모임을 통해 통합 문제 제시와 답사 개괄을 충분히 실시하여 서로 친숙한 분위기를 형성할 수 있도록 도와주어야 한다. 또한 충분한 현장 집중 지도 내용과 전달 방식을 준비하고, 사전 연구 과정에서 통합 문제를 해결하려는 관점에서 상세한 노두별 지도 지침을 마련해 두어야 한다. 그리고 결론 도출 과정을 세밀히 파악하여 추측에 의한 결론이 나오지 않게 지도해야 하며, 토론을 올바른 방향으로 이끌어 갈 수 있도록 지질 현상에 대한 학생들의 오개념을 사전에 숙지하고있어야 한다.