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과학의 본질에서 과학적 지식 뿐 아니라 과학하는 방법이 중요한 것 처럼 지구 과학은 자연계를 이해하고 설명하기 위한 과정과 이 과정의 산물인 지식을 탐구하기 위한 자연 과학이다. 지구 과학의 학문적 성격이 우주 대자연에 대한 규칙성을 찾아내고 그것을 논리적 체계에 맞추어 설명하려고 노력하는 것이라면 지구 과학은 논리적 체계를 이루는 과학적 지식과 그것을 얻어낸 탐구 과정이라는 두가지 면을 가지고 있다. 이러한 탐구 과정이나 활동을 통하여 탐구 능력이 길러지고 이러한 능력은 사물을 올바로 판단하는 태도, 개관적으로 관찰하려는 태도, 실험관찰을 정량화하려는 태도, 타인과 협력하며 기대되는 과학적 태도 등이 함양되는 것이다.