학습자의 개별 정답 문항에서 얻어지는 단편적인 정보들로부터 평가에 관련되는 지식 전체에 대한 정보를 추론할 수 있는 지식공간론을 활용하여 고등학생의 천문학적 공간개념에 대한 위계와 개별 학생의 지식상태를 분석하였다. 천문학적 공간개념을 구성하는 요인의 위계는 '공간위치≪공간추리≪공간변화'로 분석되었다. 또한 지식공간론을 활용한 평가 자료의 분석은 기존의 평가 방법으로는 알 수 없었던 평가 문항과 문항 간의 관계와 학생 개개인의 지식상태를 알 수 있게 함으로서 학습자의 수준별 개별화 학습과 교육과정 선정에서 많은 시사점을 찾을 수 있다.

본 연구에서는 고등학생들의 천문학적 공간개념 수준을 측정하기 위한 검사도구를 개발하였다. 이 검사도구는 천문학적 공간개념을 이루고 있는 기본적인 하위 요소들 (공간위치, 공간추리, 공간변화)을 평가할 수 있는 평가문항으로 구성되어있다. 개발된 검사도구는 274명의 고등학생들에게 투입되어 검증되었다. 문항 분석결과, 본 검사도구의 내용타당도는 98%였으며, 신뢰도(K-R 20)는 0.84, 정답율 52%, 변별도 지수 0.27로 나타났다. 따라서 이러한 결과는 본 검사도구가 고등학생들의 천문학적 공간개념 수준을 측정할 때 활용 가능함을 의미한다.