본 연구는 교과서에서 엘니뇨 현상의 대기 순환과 관련하여 서술된 내용의 물리적 정합성 문제와 개념적 오류 를 분석하고, 현직 지구과학 교사들의 엘니뇨에 대한 이해 특성을 조사하였다. 이를 위해 2009 개정 교육과정과 2015 개정 교육과정의 고등학교 교과서 총 22종을 대상으로 엘니뇨 시기 열대 태평양의 기압, 무역풍, 워커 순환에 대한 설 명과 표현을 비교·분석하였다. 교과서 분석 결과, 일부 교과서에서 엘니뇨 시기의 기압 배치와 무역풍 형성 원리가 상 충되는 내용을 담고 있었으며, 무역풍이 서태평양 일부 해역에서 서풍 계열로 전환되는 관측 결과에도 불구하고 이를 열대 태평양 전역의 현상으로 서술하는 문제점이 발견되었다. 또한 워커 순환의 경우 교과서마다 상이한 형태로 제시되 면서도 이것이 실제 순환인지 편차를 나타내는 것인지에 대한 명확한 설명이 부족하였다. 현직 교사들을 대상으로 한 개념 조사에서는 평년값으로부터의 편차를 절대적 크기로 표현하거나 기압 배치와 무역풍의 물리적 관계성을 설명하는 데 있어 정합성이 부족한 특징이 나타났다. 특히 교사들이 제시한 워커 순환이 교과서의 서술 내용과 유사한 패턴을 보여, 교과서 내용의 제한점이 교사들의 이해에 영향을 주었을 가능성을 시사하였다.

본 연구는 비쌍극자 모형이 제시된 읽기 자료만으로 교사들의 편각에 대한 이해도가 얼마나 높아질 수 있는지를 알아보았다. 그와 함께 2009 개정 교육과정 하의 "지구과학 II" 교과서에서 기술된 내용이 과거의 교과서 내용과 얼마나 차이가 있는지 알아보았다. 편각에 대한 이해도 조사는 1급 정교사 연수를 받고 있는 경기도 지역 교사 30명, 서울지역 교사 33명을 대상으로 이루어졌다. 연구 결과 첫째 교사들도 편각에 관한 여러 오개념을 가지고 있었으며 대표적으로 나침반 바늘이 자북극을 가리킨다고 하는 오개념이 있었다. 이러한 오개념은 읽기 자료만으로도 잘 수정되지 않았다. 둘째로 비쌍극자 모형이 포함된 읽기 자료를 통해 편각에 대한 이해가 높아졌으며, 셋째로 개발된 자료는 학생들에 비해 교사들에게 더욱 효과적임을 통계적인 방식으로 확인하였으며 마지막으로 현재 사용되고 있는 교과서에서 제시되고 있는 비쌍극자 모형이 포함된 설명도 보완 수정이 필요함을 알았다.

과학사는 과학 수업에서 여러 가지 목표를 달성하기 위한 유용한 수단으로 간주되어 왔다. 이 연구의 목적은 과학 교과서에 사용된 과학사 자료를 효과적으로 분석하기 위한 삼원 분석틀을 개발하고, 이 분석틀을 적용하여 제7차 교육과정의 지구과학사 자료를 분석하는 것이다. 개발된 분석틀은 수업맥락, 역할, 제시유형의 3개 차원으로 구성되며, 각각의 차원은 다시 몇 개의 하부 영역으로 세분된다. 개발된 분석틀을 이용하여 과학 교과서의 지구과학사 자료들을 분석한 결과, 분석틀의 세 가지 차원과 각각의 영역에 부합되는 과학사 자료가 과학 교과서에 다양하게 포함되지 못한 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 삼원 분석틀의 활용을 통한 다양한 수업맥락과 목적의 조합으로 과학사교수-학습 자료의 개발을 제안하였다.

The aim of this study is to provide useful advices and basic data for the future Earth Science Education by analyzing the High School Earth Science textbooks. The analysis included 1) whether the contents of the textbook are properly selected suiting with Piaget's Intellectual development stage 2) whether the basic concept and successive concept are properly selected and organized. This study arrived at the following conclusions. 1) The greater part of highschool students are not able to think the formal operation when they are in need of thinking power in formal operation in the study of 48.696 of curriculum. 2) The contents of Earth Science textbook should be developed naturally from the concrete operation stage to the formal operation stage, but the methods of approaching curriculum are scattered through out the textbook. 3) There are many lessons that can't be practiced in laboratory. The textbook should be developed naturally from the simple structures to the complicated ones. Also it is necessary for teachers to conceive those problems and to be able to help the students approach the curriculum easily.

地球科學 敎育에 關心을 갖고 硏究하던 중 1984年 2學期부터 1年間 美國 노-드 카로라이나 주립대학에 硏究敎授로 가서 國民學校 科學中 地球科學 敎育課程 內容을 比較 分析 硏究하게 되었다. 이 硏究는 우리 敎科書와 美國의 敎科書(Holt Science)의 體裁, 開發順序, 內容 및 槪念들을 比較하였다.