한국의 전근대 시기 전통 천문 지식의 면모를 파악하기 위한 연구의 일환 으로 천문 이변 현상에 대한 인식과 해석을 살펴보았다. 이를 위하여 천동상 위고(天東象緯考)』를 대상으로 우주(하늘)와 해, 그리고 달에 나타난 이상 징 후에 대한 인식은 어떠했으며 이에 대한 해석은 어떠했는지를 알아보았다. 천동상위고에서는 천문 이변을 그 대상과 점사에 따라 유형화하고 유형에 따라 다시 현상을 세분하여 각각의 해석을 붙였다는 점에서 천문 지식으로서 의미가 크다. 천동상위고에 나타난 우주, 해, 달과 관련된 천문 이변의 유형 표에 따르면, 천변과 일변, 월변의 유형으로 나뉘어지며 그 하위 부류는 전체 120여 종에 달한다. 또한, 천문 이변에 따른 점사는 국가 멸망이나 왕의 사망에서부터 병란이 나 역모, 각종 재난과 재해 등 다양하다. 이러한 점사는 하나의 천문 이변에 2 개 이상의 점사가 서술되기도 하고 동일한 점사가 2개 이상의 천문 이변에 적용되기도 한다. 대체로 나라의 변고나 재난을 예고하는 내용이지만 경사스 러운 일을 예고하는 내용도 있다. 천동상위고에 나타난 구체적인 천문 이변 사례에서는 이변이 한 가지만 나 타나지 않고 두 가지 이상의 현상이 같이 나타나면서 점사 역시 더욱 복잡하게 제시되기도 한다. 이처럼 전근대 시기에는 우주(하늘)와 해, 그리고 달을 중심으 로 일어나는 이변 현상을 세세하게 구별하였고 이에 대한 점사 역시 그 이변 현 상에 따라 각기 다르게 부여했다. 이러한 연구를 통해 전근대 시기 천문 현상에 대한 지식, 즉 천문 이변에 대한 인식과 해석의 일단을 볼 수 있었다.

본 연구는 현대 과학 교육의 탐구 활동에서 관찰 또는 탐색의 역할이 강조되고 있는 것과 과학 탐구 소재 확장의 필요성에 의해 진행되었다. 이에 본 연구는 예술 작품을 활용한 탐구 프로그램을 개발, 적용하여 귀추 과정 중 학습 자들의 탐색 특징을 자세히 분석했다. 동양화, 서양화, 신화, 관현악, 전통 가옥을 소재로 한 ‘미술관으로 간 과학자’ 프로그램이 개발되었으며, 방과 후 과학 교실에 다니는 중학생 5명이 참여했다. 연구 결과, 작품 속 주목할 만한 현상을 탐색한 학습자들은 탐색 특징에 따라 크게 세 유형으로 나뉘었다. 과학 개념에 쉽게 연결할 수 있는 내용을 관찰, 기술한 학습자가 있는 반면, 과학 개념과 상대적으로 거리가 먼 일상적 요소를 주로 관찰한 학습자도 있었다. 자신들의 주관적 평가와 의견을 바탕으로 작품을 탐색한 학습자도 있었는데 이들은 자신의 감상 의견을 중심으로 작품을 탐색하는 특징을 보였다. 연구의 결론 및 시사점으로 탐구 활동에서 시각적으로 관찰할 수 없는 소재의 비적합성, 학습자들의 선지식이 탐색 활동에 미치는 영향, 지구과학 탐구 소재의 확장 가능성 등을 제시했다. 본 연구는 천문학을 중심으로 한 귀추 탐구에서 학습자들의 탐색 특징을 살펴봄으로써 다양한 내용과 방법의 지구과학 학습을 제시하고, 특히 귀추가 천문 학습에 적절히 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.