Research Trends of Studies Related to the Nature of Science in Korea Using Semantic Network Analysis

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(1)Journal of Korean Society of Earth Science Education. pISSN: 2005-5668 eISSN: 2289-0386. 9(1); 65~87 ; April 2016. http://dx.doi.org/10.15523/JKSESE.2016.9.1.65. ORIGINAL ARTICLE. 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향 이상균* (*안청초등학교). Research Trends of Studies Related to the Nature of Science in Korea Using Semantic Network Analysis Lee Sang-Gyun* (*Ancheong Elementary School). ABSTRACT The purpose of this study is to examine Korean journals related to science education in order to analyze research trends into Nature of science in Korea. The subject of the study is the level of Korean Citation Index (KCI-listed, KCI listing candidates), that can be searched by the key phrase, "Nature of science" in Korean language through the RISS service. In this study, the Descriptive Statistical Analysis Method is utilized to discover the number of research articles, classifying them by year and by journal. Also, the Sementic Network Analysis was conducted to Word Cloud Analysis the frequency of key words, Centrality Analysis, co-occurrence and Cluster Dendrogram Analysis throughout a variety of research articles. The results show that 91 research papers were published in 25 journals from 1991 to 2015. Specifically, the 2 major journals published more than 50% of the total papers. In relation to research fields., In addition, key phrases, such as 'Analysis', 'recognition', 'lessons', 'science textbook', 'History of Science' and 'influence' are the most frequently used among the research studies. Finally, there are small language networks that appear concurrently as below: [Nature of science - high school student - recognize], [Explicit – lesson - effect], [elementary school - science textbook - analysis]. Research topic have been gradually diversified. However, many studies still put their focus on analysis and research aspects, and there have been little research on the Teaching and learning methods. Key words : nature of science, semantic network analysis, research trend. Ⅰ. 서 론 과학교육의 목표가 과학 지식의 습득이나 탐구. Received 31 March, 2016 ; Revised 21 April, 2016; Accepted 25 April 2016 *Corresponding author : Lee Sang-Ggyun, Ancheong Elementary School, 303, Angol-ro, Jinhae-gu, Changwon-si, Gyeongsangnam-do, Korea Phone : 82+10+2440+2392 E-mail : [email protected]. 능력의 신장으로부터 점차 과학적 소양의 함양으로 옮겨감에 따라 과학의 본성에 대한 이해는 과학적 소양인이 갖추어야 할 교양으로 받아들여지고 있으 며, 학교에서 학습하게 되는 과학 내용의 이해에도 ⓒ The Korean Society of Earth Sciences Education . All rights reserved. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited..

(2) 66. 이상균. 필수적인 것으로 인식되고 있다(박은미, 2009). 이 는 과학의 본성에 대한 올바른 이해가 다양한 상 호작용 속에서 일어나는 사회적 문제들에 대해 합리적으로 의사결정을 하기 위한 지식과 기술, 태도 등의 과학적 소양이 함양될 수 있기 때문이 다(Meichtry, 1992). 과학의 본성은 과학 지식의 생성 과정에 포함된 내재적 가치를 의미하는 것으로(McComas et. al., 1998), 과학의 본성에 대한 이해를 Lederman(1992) 과학적 방법의 한계와 과학적 지식의 본성, 그리고 지식이 발달되어 온 역사적 상황을 이해하는 것이 라고 설명하고 있다. 즉, 과학의 본성에 대한 이해는 과학의 본질적 속성을 이해하는 것으로, 과학지식의 특성과 과학지식이 형성되고 발달되는 과정을 이해 하는 것을 의미한다. 또한 과학자들이 수행하는 다 양한 과학적 방법과 과학적 특성뿐만 아니라 그 당 시의 사회, 문화적 배경과 관계 등을 이해하는 것을 의미한다(정고은 외, 2015). Driver et. al.(1996)은 과학의 본성에 대한 이해의 필요성을 실리적, 민주적, 문화적, 윤리적, 과학 학 습 측면에서 언급하고 있다. 과학의 본성에 대한 이 해는 실리적 측면에서 학생들이 일상생활에서 맞닥 뜨리는 문제를 해결하는데 도움을 주며, 민주적 측 면에서 학생들이 사회과학적 논쟁거리를 이해하고 그런 문제에 관한 의사결정에 참여할 때 필요하다. 또한, 문화적 측면에서는 현재 문화의 주요요소로서 과학의 가치를 이해하는데 필요하고, 윤리적 측면에 서 사회의 일반적 가치인 도덕적 책임과 과학 사회 의 규준을 이해하는데 필요하며, 마지막으로 과학 학습 측면에서 과학 개념에 대한 이해에 실질적인 도움을 준다고 하였다. 과학의 본성에 대한 연구는 1980년대 이후 과 학․기술․사회라는 통합적인 주제가 제시되면서 과학교육의 중요한 한 요소로 인식되기 시작하였고, 연구가 활발하게 진행되어 왔다(Bell et. al., 2000; Schwartz et. al., 2004). 이러한 연구경향과 맞춰 우리 나라에서도 2007 개정 교육과정부터 목표와 교수학 습 방법 측면에서 과학의 본성에 이해의 필요성을 교육과정에 명시하고 있다. 2007 개정 과학과 교육과정에서는 과학적으로 문제를 해결하려는 태도를 기르기 위해 과학의 가치 인식과 같 은 과학의 본성에 대한 이해를 주요한 목표로 강조하고 있으며(교육과학기술부, 2007), 2009 개정 과학과 교육과. 정에서 과학과 교수·학습 방향으로 과학의 잠정성, 과학 적 방법의 다양성, 과학 윤리, 과학·기술·사회의 상호 관 련성, 과학적 모델의 특성, 과학의 본성과 관련된 내용을 적절한 소재를 활용하여 지도하도록 제시되어 있다(교 육부, 2009). 과학의 본성에 관한 연구를 수행하는 궁극적 목적 중 하나는 학생들에게 과학의 본성을 효과적으로 지도하여, 학생들이 이에 대한 적절한 이해를 갖도록 하는 것이다 (Bell et. al., 2003). 국내에서 이루어진 과학의 본성에 관 한 연구들도 같은 맥락에서 진행되어 왔다. 그 동안에 이 루어진 과학의 본성에 관한 연구들은 학생 및 교사들의 과학의 본성에 대한 이해 수준을 확인하는 연구(송진웅 과 권성기, 2002; 장병기, 1995; 김효남, 2003; 남정희 등, 2007; 이유민 등, 2010; 홍훈기와 박은이, 2011; 김정인와 윤혜경, 2013)와 과학의 본성에 대한 이해를 향상시키기 위한 지도 방법의 효과성을 검증 연구로 과학사를 활용 한 방법(김선영, 2008; 최준환 등, 2009)과 탐구중심수업 을 통한 방법(김지영과 강순희, 2007; 김미경과 김희백, 2008; 최진과 서혜애, 2012; 한수진 등, 2013), 명시적 교 수․학습을 활용한 방법(조정일, 2008; 김경순 등, 2008; 백성혜와 남초이, 2010; 홍훈기와 박은이, 2010), 토의토 론 수업을 활용한 방법(강석진 등, 2004; 정윤숙과 김성 원, 2015; 이현옥과 이현주, 2015) 등이 있다. 또한, 과학 교과서에 제시된 과학의 본성에 관한 내용을 비교하고 분석한 연구(김지혜 등, 2013; 이영희, 2013; 이영희 등, 2014) 등도 활발하게 이루어져 왔다. 지금까지 축적되어 온 과학의 본성에 대한 학문 적 연구 성과를 지속적으로 발전시키고, 향후 연구 에 대한 방향을 모색하기 위해서는 그 동안의 연구 동향 및 연구 성과를 체계적으로 분석하고 평가하 는 노력이 요구된다. 최근 특정분야의 동향 연구 방법론에서는 측정 가능한 데이터를 사용하여 분석하는 연구방법이 활 발하게 이루어지고 있다. 그 중 언어 네트워크 분석 법은 다양한 학술적 배경을 지닌 연구자들이 수행 해 온 연구의 특성과 이를 반영한 데이터를 분석하 여 데이터의 사용빈도 및 관계망을 통한 연구 동향 을 분석하는 방법이다. 이 연구에서는 언어 네트워크 분석(Semantic Network Analysis) 방법을 이용하여 과학의 본성 연 구에 대한 연구동향을 분석하였다. 언어 네트워크 분석 방법은 특정 연구자의 관점이나 연구자가 정한 선험적 분류에 구애받지 않고 분석하고자 하는 텍스.

(3) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 트에 나타난 단어나 개념들 사이의 관계에서 의미를 찾아 전체적인 내용을 파악하는 객관적인 분석 방법 이다(Doerfel & Marsh, 2009). 인과관계를 밝혀내거 나 가설을 검중하는 방법으로 언어 네트분석 방법은 보완이 필요하지만, 대량의 논문들을 효율적으로 분 석할 수 있으며, 연구자 간의 신뢰도 검증이 요구되 지 않는다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 언어 네트워 크 분석법은 개념들 사이의 관계를 시각화하여 주요 개념과 각 개념들 사이의 관계 강도까지 한 눈에 볼 수 있어서 보다 효과적이다(이혜준 외. 2010). 따라서 이 연구에서는 1991년부터 2015년까지 국 내 학술지에 발표된 ‘과학의 본성(Nature of Science)’에 관한 논문을 중심으로 언어 네트워크 분석 방법을 활용하여 연구 동향을 살펴보고자 한 다. 이를 통해 국내 과학의 본성에 관한 연구 흐름 과 특징을 파악할 수 있을 것이며, 향후 연구 과제 의 방향에 대한 시사점을 제공할 수 있을 것이다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다. 첫째, 국내에서 이루어진 과학의 본성과 관련된 전체 연구 동향은 어떠한가? 둘째, 1991년부터 5년 단위로 과학의 본성에 관한 연구 동향의 변화는 어떠한가?. Ⅱ. 연구 방법 1. 연구 대상 이 연구에서는 국내 과학의 본성에 대한 연구 동. 67. 향 조사를 위해 한국교육학술정보원이 운영하고 있 는 학술연구정보서비스(이하 ‘RISS’)를 활용하였다. RISS에서 주제어가 ‘과학의 본성’, ‘NOS’인 논문들 을 검색하여 102편의 논문 데이터를 확보하였다. 연 구에서 분석의 대상을 질적 수준을 갖춘 학술지의 연구논문들로 제한하기 위해 2016년 3월 기준으로 한국연구재단의 심의를 거쳐 선정된 KCI등재지 및 KCI등재후보지에 게재된 연구논문만을 대상으로 하였다. 또한, 중복으로 검색된 논문들을 제외한 결 과 실질적인 연구대상으로 선정한 논문은 총 91편 이다. 논문으로부터 출판연도, 주제어, 학술지명, 서 명, 초록 등 기본정보들을 추출하여 분석에 사용하 였다.. 2. 자료 처리 및 분석 방법 연구대상 논문들로부터 기본적인 동향정보를 파 악하기 위해 1년 및 5년 단위의 연도별 논문 게재 수, 학술지별 논문 게재 수 등은 MS Excel을 사용하 여 기술통계 분석을 실시하였다. 또한, 수집된 총 91 편의 논문을 대상으로 연구 동향을 파악하기 위하 여 연구의 내용과 핵심 주제가 집약적으로 나타내 고 있는 논문 제목에 나타난 키워드를 중심으로 언 어 네트워크 분석(Sementic Network Analysis)을 실 시하였다. 전체적인 연구 방법 및 절차는 Fig. 1과 같다. 첫째, 텍스트 전처리 과정으로 수집된 논문 제목 을 텍스트 파일로 변환한 후, 단어만 남기고 조사와. 자료 수집(RISS) ↓ 텍스트 전처리 (텍스트 파일 변환 – 정제작업) ↓ 워드 클라우드 시각화 ↓ 단어출현 빈도 분석(krkwic) ↓ 중심성 분석(Ucinet 6.0)․네트워크 다이어그램 ↓ 공출현 빈도 분석․클라우드 덴드로그램(NetDraw). Fig. 1. The research methods and process.

(4) 68. 이상균. 서술어를 삭제하여 명사만 남기는 정제(cleaning)작 업을 수행하였다. 텍스트 자료의 전처리는 주로 명 사와 함께 쓰인 조사를 분리하는 과정으로 이러한 분리 작업은 언어 네트워크 분석 프로그램이 띄어 쓰기로만 단어를 구문하기 때문에 빈도분석 단계에 서 오류를 없애기 위한 것이다. 그러나 두 개의 단 어가 합쳐져 하나의 의미로 사용되는 ‘과학의 본성’, ‘탐구 수업’, ‘과학 교과서’ 등 복합명사는 분리작업 중 의미가 변화될 수 있기 때문에 가능한 분리하지 않았다. 또한 ‘초임교사’, ‘신규교사’ 등 의미가 같은 단어는 ‘신규교사’로 통합하였고, ‘과학의 본성’, ‘NOS’는 ‘과학의 본성’라는 단어로 통합하였다. 또 한, 유사한 의미를 갖는 ‘중등 과학교사’, ‘중학교 과 학교사’ 등은 ‘과학교사’로 의미가 바뀌지 않는 수 준에서 수정하였다. 이러한 전처리 과정에서는 연구 자의 주관적 판단에 의해 분류 작업이 이루어지지 않도록 최대한 주의를 기울였다. 둘째, 워드클라우드(Word Cloud)로 시각화 작업. 을 하였다. 워드클라우드는 문서에 사용된 단어의 빈도를 계산해서 시각적으로 표현하는 것이다. 단어 의 중요도를 글자 크기나 색깔로 표시하는데, 많이 나오는 단어는 크게 표시되기 때문에 한눈에 핵심 내용을 파악할 수 있다. 셋째, 정제된 텍스트 파일을 한국어 기반 대용량 언어 분석 프로그램인 KrKwick(Korean Key Words in Contest)프로그램을 활용하여 분석하였다. 이 프 로그램은 박한우와 Leydesdorff(2004)가 기존에 영어 를 대상으로 한 내용분석 소프트웨어인 ‘Fulltext’프 로그램을 한국어에 맞도록 변형한 소프트웨어이다. 코딩 과정을 마친 텍스트 자료에 대해 KrKwick 프 로그램을 이용하여 단어출현의 빈도를 점검한 후 항목별 언어 네트워크 분석에 활용하였다. 넷째, 중심성 분석(Centrality Analysis)을 하였다. 중심성 분석은 논문의 동향성을 알아보기 위한 것 으로 논문 제목 내에서 단어 간 인접관계, 출현 빈 도 등을 종합적으로 분석하기 위한 것으로 연결중. Table 1. The number of article by year 년도. 논문 수. 1991년 1992년 1993년 1995년 1996년 1997년 1998년 2000년 2002년 2003년 2004년 2005년. 1 1 1 2 1 1 2 1 4 1 4 4. 2006년. 3. 2007년. 5. 2008년. 8. 2009년. 2. 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 2015년 계. 9 3 9 10 9 10 91. 23(25.3%). 27(29.7%). 41(45.0%). 91(100%).

(5) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 심성(Degree Centrality)와 네트워크 다이어그램 (Network diagram)을 이용하여 분석하였다. 마지막으로, 핵심단어들 간 만들어진 ‘단어×단어’ 공출현 매트릭스를 투입자료로 하여 사회 네트워크 전문 분석 프로그램인 UCINET 6를 활용하여 공출 현 빈도를 분석하고, 제목에 사용된 단어의 연관 관 계를 분석하기 위해 네트워크 시각화 프로그램인 NetDraw를 이용하여 단어 기반의 계층적 클러스터 링 기법을 사용하여 클러스터 덴드로그램(Cluster Dendrogram)을 제시하였다. 이를 통해 네트워크 구 조 내에서 선정된 단어의 중심성 위치와 단어들 간 의 연관성을 분석하였다. 이러한 분석 기법을 활용하여 과학의 본성 관련 연구의 전반적인 동향을 확인해 볼 수 있으며, 연차 별 분석 등을 통해 연구의 변화 양상을 분석할 수. 69. 있었다.. Ⅲ. 연구 결과 및 논의 1. 전체적인 연구 동향 분석 결과 가. 연도별 논문 수 변화 2015년 9월 기준으로, KCI등재 및 KCI등재후보 학술지에서 ‘과학의 본성’을 주제어로 검색된 논문 의 수는 총 102편이다. ‘과학의 본성’ 연구 논문은 1991년부터 게재되기 시작하였으며, 1991년부터 2003년까지 매년 평균 1~2편씩 게재되다가 2004년 부터 다소 증가하여, 2004년부터 2007년까지는 매년 평균 4-5편이 게재되었고, 2008년 이후 부터는 매년 평균 9-10편 정도로 비슷한 수준의 양적 증가를 보. Table 2. The number of article published by journal 학술지명. 발행처. 게재 논문 편수. 한국과학교육학회지. 한국과학교육학회. 34(37.4%). 초등과학. 한국초등과학교육회. 12(13.2%). 한국지구과학회지. 한국지구과학회지. 4(4.4%). Journal of the Korean Chemical of Society. 대한한화학회. 4(4.4%). 생물교육. 한국생물교육학회. 4(4.4%). 과학철학. 한국과학철학회. 2(2.2%). 과학교육연구지. 경북대학교 과학교육연구소. 8(8.8%). 교사교육연구. 부산대학교 과학교육연구소. 3(3.3%). 과학교육논문집. 한국교원대학교 과학교육연구소. 2(2.2%). 교과교육학연구. 이화여자대학교 과학교육연구소. 3(3.3%). 교양교육연구. 한국교양교육학회. 2(2.2%). 영재교육연구. 한국영재학회. 2(2.2%). 현장과학교육. 한국현장과학교육학회. 1(1.1%). 천문학회지. 한국천문학회. 1(1.1%). 대한지구과학교육학회지. 대한지구과학교육학회. 1(1.1%). 기타(유아교육, 육아지원, 미래유아교육, 학습자중심, 실과교육, 교원교육 등). 8(5.5%) 91(100%).

(6) 70. 이상균. 였다. 이와 같이 연구 논문의 양적 증가는 과학의 본성에 대한 연구자들의 관심이 증가하고 있다고 볼 수 있다. 연도별 논문 수의 변화는 Table 1에 제 시하였다.. 나. 학술지별 게재논문 수. 1991년부터 2015년까지 ‘과학의 본성’을 주제어 로 발표된 연구논문이 게재된 KCI등재 및 KCI등재 후보 학술지는 총 25종이며, 학술지별 게재 논문 수 는 총 91편 이었다. 이 중 과학교육 관련 학술지는 12개로 나타났다. 학술지별 게재 논문수를 살펴보 면, ‘한국과학교육학지’에서 총 34편(37.4%)의 논문. Fig. 2. The result of the word cloud analysis in the article title Table 3. The result of centrality analysis used words in the article title 순. 단어. 연결중심성. 순. 단어. 연결중심성. 순. 단어. 연결중심성. 1. 분석. 1.953. 15. 변화. 0.791. 29. 개념. 0.442. 2. 인식. 1.698. 16. 조사. 0.767. 30. 교수학습. 0.442. 3. 수업. 1.488. 17. 초등교사. 0.744. 31. 견해. 0.419. 4. 영향. 1.349. 18. 교육과정. 0.721. 32. 2009개정. 0.419. 5. 고등학생. 1.326. 19. 단원. 0.651. 33. 개발. 0.395. 6. 과학교과서. 1.326. 20. 예비과학교사. 0.651. 34. 탐구학습. 0.372. 7. 관점. 1.302. 21. 과학영재. 0.651. 35. 한국. 0.349. 8. 중학생. 1.256. 22. 반영. 0.628. 36. 고등학교. 0.349. 9. 과학사. 1.186. 23. 프로그램. 0.628. 37. 과학적소양. 0.302. 10. 과학교사. 1.093. 24. 비교. 0.535. 38. 신념. 0.302. 11. 이해. 1.047. 25. 초등학생. 0.512. 39. 활동. 0.302. 12. 명시적. 0.953. 26. 중학교. 0.512. 40. 예비초등교사. 0.279. 13. 효과. 0.837. 27. 활용. 0.465. 41. 대학생. 0.233. 14. 초등학교. 0.814. 28. 미국. 0.465. 42. 초등신규교사. 0.233.

(7) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 이 게재되어 가장 많았고, ‘초등과학교육’ 12편 (13.2%), ‘경북대학교 과학교육연구소’ 8(8.8%)편 순 으로 나타났다. 1991년부터 2015년까지 8편 이상의 논문이 게재된 학술지가 3개, 3-4편의 논문이 게재 된 학술지가 5개, 2편 이하로 게재된 학술지가 17개 로 나타났다. 연구결과를 살펴보면, 과학교육 전반에 걸쳐 과 학의 본성에 관한 연구가 이루어졌으며, 최근 들어 학술지별로 게재 논문 수가 점정 증가하는 추세를 나타내는 것으로 나타났으나, 게재된 많은 수의 논 문이 일부 학술지에 집중되고 있음을 알 수 있다. 구체적인 학술지별 게재 논문 수는 Table 2와 같다.. 다. 워드클라우드 분석 과학의 본성과 관련된 전체 논문 제목에 대해 단 어의 출현 빈도를 분석하였다. ‘과학의 본성’ 단어를 제외하고, 출현빈도가 높게 나타난 상위 20개의 단 어를 분석한 결과, ‘분석’ 과 ‘인식’ 단어를 포함하 고 있는 논문이 19편으로 가장 많았다. ‘고등학생’의 단어를 포함한 논문이 15편, ‘관점’ 단어를 포함한 논문이 14편, ‘영향’과 ‘중학생’ 단어를 포함한 논문 이 12편의 순으로 나타났다. 구체적인 결과는 Table 2와 같다. 논문 제목에 대한 텍스트 자료의 전처리과정을 통해 정제한 것을 워드 클라우드로 도식화 하면 Fig. 2와 같다.. 71. 워드클라우드 분석 결과에서 보면, 상위 출현빈 도 20개의 단어가 큰 글씨로 나타나 있으며, 그 이 외에 논문제목에서 많이 사용된 단어들을 살펴보면, ‘교육과정’, ‘과학영재’, ‘미국’, ‘대학생’, ‘비교’, ‘교 수-학습’, ‘초등학생’ 등의 단어가 사용되었음을 알 수 있다.. 라. 중심성 분석 단어의 사용 빈도와 단어 간의 관계의 분포를 중 심으로 연결중심성을 분석한 결과는 Table 3과 Fig. 3과 같다. 분석결과 ‘분석’, ‘인식’, ‘수업’, ‘고등학생’, ‘과학 교과서’, ‘관점’, ‘중학생’. ‘과학자’, ‘ 과학교사’, ‘이 해’ 등의 단어의 연결중심성이 높게 나타나, 출현빈 도가 높은 단어들의 연결중심성이 높게 나타났음을 알 수 있었다. 연결중심성(degree centrality)은 네트 워크 노드들이 얼마나 많은 연결을 가지고 있는지 를 측정한 것이다. 연결된 노드의 수가 많을수록 연 결정도 중심성은 높아지고 네트워크상에서 영향력 이 크다고 할 수 있다. Fig. 3은 UCINET 6.0 데이터로 변환하여, NETDRAW로 언어네트워크를 시각화한 것이다. 네트 워크를 구성하고 있는 각각의 노드는 ‘과학의 본성’의 연구 제목에서 사용된 단어를 시각화한 것이다. 그림에서 노두의 크기가 클수록 논문 제목 내에 서 사용 빈도가 높음을 뜻하며, 연결선의 굵기가 굵. Fig. 3. The result of analysis of the network diagram.

(8) 72. 이상균. 을수록 단어 간의 연관성이 높다고 볼 수 있다. 과 학의 본성에 대한 연구에서 제목에 사용된 단어들 의 네트워크를 살펴보면, 네트워크 구조의 중심에 과학의 본성이 있고, ‘분석’, ‘인식’, ‘수업’, ‘과학교 과서’, ‘과학사’, ‘영향’, ‘관점’, ‘과학교사’ 등의 단 어는 중앙에 위치하여 다른 단어들과 많이 연결되 어 중심성이 높게 나타났다. 연구대상으로는 고등학 생과 중학생을 대상으로 한 연구가 많이 이루어지 고 있으며, 연구주제는 과학의 본성에 이해 정도나 인식을 조사하는 연구와 관점 비교하는 교과서나 교육과정의 내용을 분석하는 연구가 많이 이루어지 고 있음을 알 수 있다.. 마. 공출현 및 클러스터 덴드로그램 분석 과학의 본성에 관한 연구논문의 제목에 사용된 단어 중 빈도수가 높은 단어들 간의 관계를 살펴보 기 위해 Krkwic의 krtitle프로그램을 활용하여 5회 이 상의 출현 빈도를 보인 단어들 간의 공출현 빈도를 분석하였다. Table 4과 같이 논문 제목에 5회 이상 사용된 단어들은 1회 이상 함께 사용되었다. 특히, ‘분석’(18회)은 ‘과학의 본성’과 함께 가장 많이 사 용되었으며, ‘인식’(17회), ‘수업’(13회), ‘영향’(12회), ‘과학교과서’(10회), ‘과학사’(10회), ‘관점’(10회) 등 의 순으로 높은 공출현 빈도를 보였다. 한편, ‘분석’ 과 공출현 빈도가 높은 단어는 ‘과학교과서’(10회),. ‘단원’(5회)이었고, ‘인식’은 ‘예비과학교사’(6회), ‘수업’. ‘영향’, ‘조사’(3회), 와 높은 공출현 빈도를 보였다. ‘수업’은 ‘영향’(6회), ‘명시적’(4회)와 높은 공출현 빈도를 보였다. 논문 제목에 사용된 단어의 관계성을 분석해 볼 수 있는 클러스터 덴드로그램 으로 도식화 한 결과는 Fig. 4와 같다. 5회 이상 공출현한 단어들은 10개의 범주로 군집 화한 결과를 살펴보면, ‘과학의 본성+고등학생+인 식’의 단어 간의 연관성이 높게 나타났고, ‘명시적+ 수업+효과’, ‘초등학교+과학교과서+분석’ 등이 연관 성 높은 군집으로 분류되었다. 분석결과를 보면, ‘명시적 수업’ 과 ‘효과’, ‘과학 의 본성’과 ‘인식’, ‘예비과학교사’와 ‘과학교사’, ‘과 학교과서’와 ‘분석’ 등은 제목에서 함께 나타나는 경우가 많았다. 즉, 과학의 본성과 관련된 연구는 주 로 교사나 학생들이 과학의 본성에 대해 어떻게 인 식하고 이해하고 있는지를 조사하는 연구(송진웅과 권성기, 2002; 장병기, 1995; 김효남, 2003; 남정희 등, 2007; 이유민 등, 2010; 홍훈기와 박은이, 2011; 김정인와 윤혜경, 2013)가 많이 이루어지고 있으며, 과학교과서의 단원에 과학의 본성과 관련된 내용이 나 요소를 분석하는 연구(최승언과 김수현, 1991; 김 준예 등, 2007; 조정일, 2008; 이영희, 2012; 김지혜 등, 2013)가 이루어지고 있다. 또한, 과학의 본성과 관련된 명시적 수업이나 탐구 수업 의 효과와 관련 된 연구가 이루어지고 있음을 알 수 있다.. Fig. 4. The analysis result of cluster dendrogram.

(9) 3. 1. 2. 0. 1. 12. 1. 2. 3. 1. 0. 1. 0. 1. 2. 0. 4. 1. 7. 1. 0. 1. 21. 16. 14. 12. 13. 10. 12. 9. 7. 8. 8. 14. 9. 7. 7. 7. 6. 9. 6. 6. 6. 12. 관점. 영향. 중학생. 과학교과서. 이해. 과학사. 과학영재. 명시적. 변화. 수업. 조사. 효과. 교육과정. 예비과학교사. 반영. 초등교사. 초등학교. 초등학생. 프로그램. 과학교사. 19. 인식. 19. 고등학생. 분석. 과학의본성. 6. 1. 0. 0. 5. 1. 5. 1. 1. 3. 2. 2. 1. 4. 1. 1. 0. 2. 3. 2. 2. 3. 21. 2. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 2. 1. 2. 2. 3. 2. 0. 0. 1. 1. 4. 2. 3. 2. 1. 16. 4. 1. 0. 0. 2. 0. 0. 2. 2. 1. 3. 3. 1. 1. 0. 2. 1. 2. 3. 3. 2. 2. 14. 2. 3. 1. 0. 0. 1. 1. 1. 0. 0. 5. 0. 1. 1. 3. 3. 0. 5. 3. 2. 3. 0. 12. 2. 2. 1. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 1. 3. 0. 0. 0. 3. 4. 0. 5. 2. 4. 2. 1. 13. 1. 0. 0. 7. 0. 3. 0. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 1. 0. 0. 1. 1. 0. 12. 10. 0. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 1. 2. 0. 0. 0. 3. 1. 4. 3. 2. 1. 1. 1. 12. 0. 2. 0. 1. 0. 1. 0. 2. 2. 0. 3. 1. 1. 1. 3. 2. 3. 3. 0. 0. 1. 2. 9. 0. 2. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 2. 0. 0. 0. 1. 1. 0. 0. 0. 1. 1. 0. 4. 3. 7. 1. 2. 2. 0. 0. 0. 1. 0. 5. 0. 6. 2. 1. 1. 0. 0. 0. 1. 1. 2. 1. 1. 8. 1. 1. 0. 0. 1. 0. 1. 2. 1. 1. 2. 2. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 3. 3. 2. 0. 8. 3. 0. 2. 0. 1. 0. 3. 0. 4. 0. 2. 6. 0. 3. 2. 0. 3. 5. 3. 2. 2. 1. 14. 3. 0. 1. 0. 2. 0. 2. 0. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 1. 0. 1. 0. 1. 2. 3. 0. 9. 0. 1. 2. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 4. 1. 5. 2. 2. 1. 0. 0. 0. 2. 1. 1. 1. 7. 0. 0. 0. 1. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 0. 2. 0. 2. 0. 1. 2. 2. 1. 2. 7. 7. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 3. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 0. 5. 0. 7. 0. 0. 0. 2. 0. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 3. 1. 1. 0. 0. 1. 4. 6. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 2. 1. 1. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 5. 1. 9. 0. 0. 0. 0. 2. 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 7. 0. 0. 0. 0. 0. 7. 6. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2. 1. 2. 0. 2. 0. 0. 1. 0. 1. 1. 0. 1. 0. 1. 6. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 0. 0. 1. 2. 2. 2. 1. 0. 2. 3. 1. 0. 1. 0. 6. 0. 0. 0. 0. 0. 7. 0. 0. 3. 3. 1. 1. 0. 0. 0. 1. 2. 2. 4. 2. 6. 1. 12. 과학 중학 과학 과학 과학 명시 변화 수업 조사 효과 교육 예비 초등 초등 프로 과학 의본 분석 인식 고등 관점 영향 교과 이해 과학 반영 초등 학생 생 사 영재 적 과정 교사 교사 학교 학생 그램 교사 성 서. Table 4. The result of co-word frequency analysis. 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향 73.

(10) 74. 이상균. 2. 5년 단위 연구동향 분석 전체적인 흐름을 한 눈에 살펴보기 위해서 구간 의 범주를 1991년~2005년, 2006년~2010년, 2011 년~2015년으로 3개 구간으로 나누어 분석하였다. 분 석방법은 워드클라우드 분석, 중심성 분석, 공출현 빈도분석 및 덴드로그램을 이용하였다. 구체적인 분 석 결과는 다음과 같다.. 가. 워드클라우드 분석 각 구간별로 ‘과학의 본성’ 단어를 제외하고 논문 제목에 많이 사용된 단어의 상위 20개의 출현 빈도 를 분석한 결과는 Table 5와 같다. 각 구간에서 공통적으로 ‘인식’, ‘분석’과 같은 단 어가 많이 사용되었다. 1991년부터 2005년까지의 연 구에서는 ‘관점’, ‘개념’ 등의 단어가 많이 사용되었 고, 2006년부터 2010년까지의 연구에서는 ‘수업’, ‘관점’, ‘명시적’, ‘과학사’, ‘효과’ 등의 단어가 많이 사용되었다. 2011년부터 2015년까지의 연구에서는 ‘과학교과. 서’, ‘고등학생’, ‘초등학교’, ‘인식’ 등의 단어의 출 현 빈도가 높게 나타났다. 전체 구간에서 공통으로 사용된 단어를 제외하고 각 구간별 분석 결과를 살펴보면, 1991년부터 2005 년까지의 연구에서는 과학의 본성에 대한 고등학생 의 견해(곽대오 등, 2002), 과학의 본성에 대한 예비 교사와 현직 교사의 인식(임청환, 등, 2004) 등과 같 이 과학의 본능에 대한 관점, 개념, 인식에 관한 연 구가 많았다. 2006년부터 2010년까지의 연구에서는 과학의 본성 교수를 위한 과학사 활용(김선영, 2008), 초등학생의 과학의 본성에 대한 명시적 교수 효과 분석(김지나 등, 2008) 등과 같이 과학의 본성 수업을 위한 과학사 활용, 명시적 교수-학습에 관한 연구가 활발하게 이루어졌다. 2011년부터 2015년 연 구에서는 초등 과학교과서에 나타난 과학의 본성에 대한 분석 : 4가지 영역의 과학적 소양을 기준으로 (이영희와 김가람, 2014), 과학 영재의 과학 본성과 탐구 관점 분석(이항로, 2011; 박기수와 유미현, 2014) 등과 같이 과학교과서 내용 분석(이영희, 2012; 정고은 등, 2013)과 다른 나라 교과서와 비교. Table 5. 20 key words used most frequently in the article title for each section 1991년~2005년 단어 빈도 수 6 인식 중학생 6 고등학생 4 관점 4 개념 3 견해 3 과학교사 3 영향 3 예비초등교사 3 개발 2 과학철학 2 교수학습 2 교육과정 2 반영 2 변화 2 분석 2 신념 2 이해 2 조사 2 지구과학 2. 2006년~2010년 단어 빈도 수 인식 8 수업 7 관점 6 명시적 6 분석 5 효과 5 과학사 4 과학영재 4 영향 4 예비과학교사 4 이해 4 중학생 4 활용 4 고등학생 3 단원 3 변화 3 조사 3 초등교사 3 초등학생 3 개발 2. 2011년~2015년 단어 빈도 수 분석 12 과학교과서 9 고등학생 8 초등학교 6 영향 5 인식 5 과학사 4 과학영재 4 관점 4 반영 4 이해 4 프로그램 4 2009개정 3 교육과정 3 미국 3 변화 3 비교 3 예비과학교사 3 조사 3 중학교 3.

(11) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 분석(김지혜 등, 2013; 이영희, 2014), 교육과정 분석 등의 연구가 많이 이루어졌다. 각 구간별로 논문 제목에 사용된 단어를 워드클 라우드로 시각화한 결과는 Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6과 같다. 1991년부터 2005년까지의 연구에서 제목에 사용 된 단어의 워드클라우드 분석 결과를 살펴보면, ‘인 식’, ‘관점’, ‘중학생’, ‘고등학생’, ‘예비초등교사’, ‘과학교사’ 등의 단어가 크고 굵은 글씨로 나타나. 75. 출현빈도가 높은 것을 확인할 수 있다. 2006년부터 2010년까지 수행된 연구에서 제목에 사용된 단어의 워드클라우드 분석에서는 ‘인식’, ‘수 업’, ‘명시적’, ‘분석’, ‘과학영재’, ‘효과’ 등의 단어 가 출현빈도가 높은 것을 확인할 수 있다. 2011년부터 2015년까지 수행된 연구 제목에 사용 된 단어의 워드 클라우드 분석 결과를 살펴보면, ‘과학교과서’, ‘분석’, ‘초등학교’, ‘고등학생’, ‘탐구’, ‘학습’ 등의 단어의 출현빈도가 높게 나타났다.. Fig. 4. The result of the Word cloud analysis of the words used in the title(1991~2005). Fig. 5. The result of the Word cloud analysis of the words used in the title((2006~2010).

(12) 76. 이상균. Fig. 6. The result of the word cloud analysis of the words used in the title((2011~2015) Table 6. The result of centrality analysis used words in the article title for each section 1991년~2005년. 2006년~2010년. 순. 단어. 1. 과학의 본성. degree centrality 2.957. 2. 중학생. 3 4 5. 2011년~2015년. 순. 단어. 1. 과학의 본성. degree centrality 3.880. 순. 단어. 1. 과학의 본성. degree centrality 3.725. 1.261. 2. 수업. 1.680. 2. 분석. 1.650. 인식. 0.870. 3. 초등교사. 0.696. 4. 명시적. 1.280. 3. 과학교과서. 1.400. 효과. 1.080. 4. 초등학교. 0.950. 고등학생. 0.652. 5. 관점. 1.040. 5. 학습. 0.725. 6. 개념. 0.652. 7. 영향. 0.609. 6. 인식. 0.960. 6. 탐구. 0.700. 7. 과학사. 0.840. 7. 고등학생. 0.675. 8. 관점. 0.565. 8. 분석. 0.680. 8. 과학사. 0.675. 9. 과학교사. 0.522. 9. 영향. 0.680. 9. 영향. 0.650. 10. 예비초등교사. 0.522. 10. 이해. 0.680. 10. 인식. 0.650. 11. 조사. 0.522. 11. 중학생. 0.680. 11. 이해. 0.625. 12. 견해. 0.391. 12. 활용. 0.680. 12. 프로그램. 0.575. 13. 개발. 0.391. 13. 단원. 0.680. 13. 미국. 0.550. 14. 과학철학. 0.391. 14. 고등학생. 0.600. 14. 반영. 0.525. 15. 교수학습. 0.348. 15. 예비과학교사. 0.520. 15. 과학영재. 0.500. 16. 변화. 0.348. 16. 변화. 0.520. 16. 비교. 0.475. 17. 반영. 0.261. 17. 초등학생. 0.520. 17. 한국. 0.475. 18. 신념. 0.217. 18. 과학영재. 0.480. 18. 내용. 0.475. 19. 이해. 0.217. 19. 초등교사. 0.400. 19. 과학적. 0.450. 20. 초등신규교사. 0.217. 20. 과학탐구. 0.400. 20. 교육과정. 0.425.

(13) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 나. 중심성 분석 각 구간별 논문 제목에 사용된 단어의 사용 빈도 와 단어 간의 관계 분포를 기준으로 연결 중심성을 분석한 결과는 Table 6과 같다. 분석결과 전체 연구 결과에서 ‘과학의 본성’은 모 든 단어와 연결중심성이 높게 나타났고, ‘과학의 본 성’을 제외하고 1991년부터 2005년까지의 연구에서 는 ‘중학생’, ‘인식’, ‘초등교사’가 높은 연결중심성 을 보였고, 2006년부터 2010년까지의 연구에서는 ‘수업’, ‘명시적’, ‘효과’가 높은 연결중심성을 보였 다. 2011년부터 2015년까지의 연구에서는 ‘분석’. ‘과학교과서’, ‘초등학교’의 연결중심성이 높게 나타 났다. 연결중심도가 높게 나타난 것은 다른 단어들 과 연결성이 많거나 중복이 많은 연구주제로 볼 수 있다.. 77. 각 구간별로 연구 제목에 제시된 단어 중 4회 이 상 출현한 단어를 핵심 주제어로 정의하고, 핵심 주 제어 사이의 언어 네트워크 분석을 수행한 결과는 Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9와 같다. 1991년에서 2005년까지의 분석 결과를 보면, ‘중 학생’, ‘인식’, ‘개념’의 연결성이 높은 것으로 나타 났다. ‘인식’은 ‘중학생’, ‘초등교사’와의 상호 연관 성이 높게 나타났으며, ‘개념’은 ‘초등교사’, ‘예비초 등교사’, ‘과학교사’와의 높은 연관성을 나타내었다. ‘분석’, ‘신념’, ‘교육과정’ 등은 상대적으로 사용빈 도가 낮아 주변부에 위치하고 있다. 즉, 1991년부터 2005년 사이에는 과학의 본성에 관한 ‘인식’과 ‘개 념’을 중심으로 한 연구(장병기, 1995; 조정일과 주 동기, 1996; 임청환 등, 2004; 김경대 등, 2006)가 활 발하게 이루어졌음을 알 수 있다.. Fig. 7. The result of analysis of the network diagram(1991~2005). Fig. 8. The result of analysis of the network diagram(2006~2010).

(14) 78. 이상균. 2011년에서 2015년까지의 분석 결과를 보면, 제 목에 사용된 단어 중 ‘분석’, ‘과학사’, ‘과학교사서’ 가 다양한 단어들과 연결되어 있어 많은 연구에서 사용되었음을 알 수 있으며, ‘분석’은 ‘과학교과서’, ‘교육과정’과 상호 연관성이 높게 나타났으며, ‘과학 사’은 ‘과학교과서’, ‘학습’과 높은 연관성을 나타내 었다. 2011년부터 2015년 사이의 분석 결과를 보면, 2009개정 교육과정의 단원이나 과학교과서에 반영 된 과학의 본성의 내용에 관한 분석 연구(이영희, 2013; 김지혜 등, 2013; 문서영과 한신, 2014; 이영희 등, 2014; 정고은 등, 2015)와 교과서에 반영된 과학 사 내용과 과학의 본성에 대한 분석과 과학사를 활 용한 프로그램이 효과성을 밝히는 연구(박기수와 유미현, 2013; 박상우 등, 2015; 김도욱, 2015)가 많 았다. 2010년 이전의 연구와 비교해 볼 때 과학의 본성에 관한 인식과 이해도 향상을 위한 다양한 교. 2006년에서 2010년까지의 분석 결과를 보면, ‘수 업’, ‘명시적’, ‘과학사’와 같은 단어가 연결성이 높 게 나타나 많은 연구에서 사용되었음을 알 수 있다. ‘수업’은 ‘분석’, ‘효과’와 상호 연관성이 높게 나타 났으며, ‘명시적’은 ‘관점’, ‘분석’과 높은 연관성을 나타내었다. ‘과학사’는 ‘프로그램’, ‘활용’, ‘이해’ 등과 높은 상호 연관성을 나타내었다. ‘중학교’, ‘활 동’, ‘조사’ 등은 상대적으로 사용빈도가 낮아 주변 부에 위치하고 있다. 2006년부터 2010년 사이의 분 석 결과를 보면, 명시적 수업으로 과학의 본성에 대 한 관점에 미치는 효과를 관한 연구(조정일, 2008; 김경순 등, 2008; 백성혜와 남초이, 2010; 홍훈기와 박은이, 2010)와 과학사 프로그램을 활용한 수업이 과학의 본성의 이해에 미치는 연구(유미현 등, 2007; 김경순 등, 2008; 최준환 등, 2009) 등이 활발하게 이 루어졌음을 알 수 있다.. Fig. 9. The result of analysis of the network diagram(2011~2015) Table 7. The result of co-occurrence analysis(1991~2005) 과학의 본성 과학의 본성 인식 중학생 고등학생 관점 개념 견해 과학교사 영향 예비초등교사 조사 초등교사. 인식 중학생 6. 6 7 4 4 3 3 3 3 3 3 5. 2 1 0 0 0 1 1 1 0 3. 7 2 3 1 2 1 2 3 0 1 0. 고등 학생 4 1 3 0 1 2 1 0 0 1 0. 관점. 개념. 견해. 4 0 1 0. 3 0 2 1 1. 3 0 1 2 0 0. 1 0 2 1 1 0 1. 0 1 1 1 1 1. 0 0 0 1 0. 과학 교사 3 1 2 1 2 1 0 1 0 0 0. 영향 3 1 3 0 1 1 0 1 0 0 0. 예비초 등교사 3 1 0 0 1 1 0 0 0 1 4. 조사 3 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1. 초등 교사 5 3 0 0 1 1 0 0 0 4 1.

(15) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 수․학습 프로그램의 적용을 통한 효과성을 분석한 연구의 비중이 크게 증가하였음을 알 수 있다. 또한, 2011년부터 2015년까지의 연구는 2010년 이전의 연 구와 네트워크 구조를 비교해 볼 때, ‘생명과학’, ‘프 로그램’, ‘과학사’, ‘탐구’ 등 다양한 단어들 간의 연 관성이 확대되고, 단어와 단어 사이가 보다 치밀하. 79. 게 연결되어 네트워크가 복잡해져 주제가 점차 다 양해지고 확대되었음을 알 수 있다.. 다. 공출현 및 클러스터 덴드로그램 분석 각 구간별 논문 제목에 사용된 단어 중 4회 이상 의 출현 빈도를 보인 단어들 간의 연관성을 살펴보. Fig. 10. The result of analysis of the cluster dendrogram(1991~2005) Table 8. The result of co-occurrence analysis(2006~2010). 과학의본성 수업 인식 관점 명시적 분석 효과 과학사 과학영재 영향 예비과학교사 이해 중학생 활용 탐구. 과학의 수업 인식 관점 명시 분석 효과 과학 과학 영향 예비 과학 이해 중학 본성 적 사 영재 생 활용 탐구 교사 9 8 6 6 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 9 1 3 5 1 4 2 0 2 1 1 2 2 2 8 1 1 1 1 0 0 2 0 4 0 0 0 0 6 3 1 1 1 1 0 0 2 0 0 1 0 2 6 5 1 1 1 5 1 1 0 1 0 0 1 1 5 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 5 4 0 1 5 1 1 1 0 0 0 0 1 1 4 2 0 0 1 0 1 0 1 0 2 2 3 0 4 0 2 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 4 2 0 2 0 0 0 1 0 0 2 2 0 2 4 1 4 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 2 0 2 0 3 1 1 4 2 0 1 0 0 0 2 0 2 0 3 1 0 4 2 0 0 1 1 1 3 0 0 0 1 1 0 4 2 0 2 1 1 1 0 0 2 0 1 0 0.

(16) 80. 이상균. 기 위해 공출현 분석한 결과는 Table 7과 같다. 1991년~2005년 사이의 연구에서 ‘과학의 본성’과. ‘중학생’은 ‘고등학생’(3회), ‘영향’(3회)과 높은 공출 현 빈도를 보였다. 논문 제목에 사용된 단어의 연관. 공출현 빈도가 가장 높은 단어는 ‘중학생(7회)’이였. 성을 클러스터 덴드로그램으로 도식화 한 결과는. 고, ‘인식’(6회), ‘초등교사’(5회), ‘고등학생’(4회),. Fig. 10과 같다.. ‘관점’(4회)의 순서로 공출현 빈도가 높게 나타났다.. 1991년부터 2005년 논문 제목에서 많이 사용된 단어들을 군집 분석하여 단어 간의 연관성을 클로. ‘인식’은 ‘초등교사’와 높은 공출현 빈도를 보였고,. Fig. 11. The result of analysis of the cluster dendrogram(2006~2010) Table 9. The result of co-occurrence analysis(2011~2015). 과학의 본성 분석 과학교과서 고등학생 초등학교 영향 인식 과학사 과학영재 관점 반영 이해 프로그램. 과학의 분석 과학 고등 본성 교과서 학생 12 9 9 12 11 0 9 11 0 9 0 0 6 7 7 0 5 0 0 2 7 1 0 1 4 2 2 0 3 2 0 0 4 1 0 0 4 4 3 0 6 1 1 1 4 0 0 0. 초등 학교 6 7 7 0 0 0 1 0 0 2 0 0. 영향 5 0 0 2 0 2 1 1 0 0 0 2. 인식 과학사 과학 영재 7 4 3 1 2 2 0 2 0 1 0 0 0 1 0 2 1 1 1 2 1 1 2 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1. 관점. 반영. 이해. 4 1 0 0 0 0 1 0 1. 4 4 3 0 2 0 0 1 0 0. 6 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0. 0 1 1. 0 0. 0. 프로 그램 4 0 0 0 0 2 1 1 1 1 0 0.

(17) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 스터 덴드로그램으로 도식화한 결과를 살펴보면, ‘인식+중학생+고등학생’과 ‘과학교사+개념+관점’, ‘예비초등교사+초등교사+변화’, ‘초등신규교사+신 념’이 연관성 높은 군집으로 분류되었고, 논문 제목 에 ‘교육과정’과 ‘지구과학’, ‘초등신규교사’와 ‘신 념’, ‘과학교사’와 ‘관점’, ‘중등학생’과 ‘인식’ 등이 함께 나타나는 경우가 많았다. 즉, 1991년부터 2005 년까지 과학의 본성과 관련된 연구는 교사나 학생 들의 과학의 본성에 대한 인식과 신념, 개념과 관점, 견해에 대한 조사 연구가 많이 이루어졌으며, 교육 과정에 제시된 과학의 본성 내용 분석과 과학사나 소집단 토론 수업 등이 과학의 본성 이해에 미치는 효과에 관한 연구는 소규모로 이루어졌다. 2006년부터 2010년 사이의 논문 제목에 사용된 단어의 연관성을 살펴보기 위한 공출현 분석결과는 Table 8과 같다. 2006년~2010년 사이의 연구에서 ‘과학의 본성’과 공출현 빈도가 가장 높은 단어는 ‘수업(9회)’였고, ‘인식’(8회), ‘관점’(6회), ‘명시적’(6회), ‘분석’(5회), ‘효과’(5회) 등의 공출현 빈도 순서를 보였다. 한편, ‘수업’은 ’은 ‘명시적’, ‘효과’, ‘관점’과 높은 공출현 빈도를 보였고, ‘인식’은 ‘과학교사’와 높은 공출현 빈도를 보였다. 논문 제목에 사용된 단어의 연관성 을 클러스터 덴드로그램으로 도식화 한 결과는 Fig. 11과 같다. 많이 사용된 단어들을 군집 분석하여 단어 간의 연관성을 클러스터 덴드로그램으로 도식화한 결과. 81. 를 살펴보면, ‘과학의 본성+명시적+수업+효과’, ‘예 비과학교사+인식+조사’, ‘고등학생+관점+변화’가 연관성 높은 군집으로 분류되었다. 논문 제목에 ‘명 시적 수업’과 ‘효과’, ‘중학생’과 ‘이해’, ‘과학사’와 ‘활용’, ‘고등학생’과 ‘관점’, ‘예비과학교사’와 ‘인 식’이 함께 사용되는 경우가 많았다. 2006년부터 2010년까지의 연구에서는 특히, 과학의 본성에 대한 명시적 교수․학습의 효과를 분석한 연구(조정일, 2008; 김경순 등, 2008; 백성혜와 남초이, 2010; 홍훈 기와 박은이, 2010)와 기원론적 접근법에 따라 개발 한 과학사 프로그램(유미현 등, 2007), 가설 연역적 탐구 실험 수업(김지영과 강순희, 2007), 글로벌 과 학적 소양 함양을 위한 수업(유은정 등, 2008) 등 과 학의 본성 함양을 위한 다양한 교수-학습 프로그램 을 개발하여 적용하는 연구가 많이 이루어졌다. 2011년부터 2015년 사이의 논문 제목에 사용된 단어의 연관성을 살펴보기 위해 공출현 분석한 결 과는 Table 9와 같다. 2011년~2015년 사이의 연구에서 ‘과학의 본성’과 공출현 빈도가 가장 높은 단어는 ‘분석(12회)’였고, ‘과학교과서’(9회), ‘고등학생’(9회), ‘인식’(7회), ‘초 등학교’(6회) 등의 순서를 보였다. 한편, ‘분석’은 ‘과학교과서’, ‘초등학교’, ‘반영’과 높은 공출현 빈 도를 보였고, ‘고등학생’은 ‘영향’, ‘인식’과 높은 공 출현 빈도를 보였으며, ‘과학사’는 ‘분석’과 ‘과학교 과서’와 높은 공출현 빈도를 나타내었다. 논문 제목 에 사용된 단어들의 연관성을 클러스터 덴드로그램. Fig. 12. The result of analysis of the cluster dendrogram(2011~2016).

(18) 82. 이상균. 으로 도식화 한 결과는 Fig. 12와 같다. 많이 사용된 단어들을 군집 분석한 결과는 ‘초등 학교+과학교과서+분석+미국+한국+비교’와 ‘탐구학 습+프로그램+영향’, ‘과학사+교육과정’이 연관성 높 은 군집으로 분류되었다. 연구 제목에 ‘과학의 본성’ 과 ‘분석’, ‘과학교과서’와 ‘분석’, ‘탐구학습’과 ‘영 향’, ‘교육과정’과 ‘반영’, ‘고등학생’과 ‘견해’등의 단어가 함께 사용된 연구가 많이 이루어졌다. 즉, 2011년부터 2015년까지의 연구에서는 2009 개정 교 육과정이 새롭게 도입되면서, 과학교과서나 교육과 정에 반영된 과학의 본성의 내용을 분석한 연구(정 고은 등, 2015; 박상우 등, 2015)와 탐구실험중심의 프로그램의 활용이 과학의 본성에 미치는 영향에 관한 연구(최진과 서혜애, 2012; 한수진 등, 2013)가 이루어 졌으며, 2010년 이전의 연구들과 달리 과학 의 본성 흐름도를 활용한 연구(전혜진 등, 2012; 오 준영, 2014), 과학철학과 연계한 연구(오준영, 2012; 이소정 등, 2012), 예술고등학교 학생들과 유치원교 사를 대상으로 한 연구(김희정과 김성원, 2013; 김민 정, 2012; 임은미, 2014), 다큐멘터리를 활용한 학습 (김선영과 조은희, 2013), 과학관련 사회쟁점 학습을 활용한 연구(정윤숙과 김성원, 2015; 이현옥과 이현 주, 2015) 등 대상과 주제가 다양해지고 폭 넓게 확 대되어 연구가 이루어졌다. 1991년부터 2015년까지 이루어진 과학의 본성과 관련된 연구의 동향을 종합해 보면, 1991년부터 2005년까지 과학의 본성에 관한 연구는 23편이 이 루어 졌고, 중학생과 고등학생, 예비교사의 과학의 본성에 대한 인식 조사 연구(송진웅과 김성기, 1992; 장병기, 1995; 정영란과 한지숙, 1997; 최경희와 조 희영 , 2002; 임청환 등, 2004)와 과학의 본성에 관한 관점과 개념 조사 연구(조정일과 주동기, 1996; 노태 희 등, 2002; 곽대오 등, 2002; 송현순 등, 2004), 교 육과정에 제시된 과학의 본성 내용 분석 등의 연구 가 주로 이루어졌다. 2006년부터 2010년까지의 연구는 총 27편의 연구 가 있었고, 이전 연구에 비해 연구 주제가 보다 다 양화되었으나, 여전히 교사나 학생들을 대상으로 과 학의 본성에 대한 인식을 조사하고 분석한 연구(이 경민, 2006; 남정희, 2007; 임성만 등, 2010; 강경리, 2010)가 많은 비중을 차지하고 있으며, 과학의 본성 에 대한 관점 분석과 변화에 관한 연구(문성숙, 2006; 김준예 등, 2007; 유은정 등, 2008)가 활발하게. 이루어졌다. 특히, 2005년 이전의 연구와 달리 과학 의 본성에 대한 명시적 수업의 효과에 관한 연구(조 정일, 2008; 김경순 등, 2008; 김지나 등, 2008; 홍훈 기와 박은이, 2010; 백성혜와 남초이, 2010; 방미정 과 김효남, 2010)나 과학사를 활용한 수업 효과나 영향 등에 연구(김선영, 2008; 최준환 등, 2009)와 과 학의 본성 함양을 위한 다양한 교수-학습 프로그램 을 개발하고 적용한 연구가 증가하였다. 마지막으로 2011년부터 2015년까지 수행된 연구 총 41편으로 이전의 연구들과 비교하여 연구의 양 이 크게 증가하였고 연구 주제가 다양해져 제목에 나타난 단어 간의 연결이 훨씬 복잡해졌다. 이 시기 에는 교사나 학생을 대상으로 한 과학의 본성에 대 한 인식, 신념, 이해에 관한 연구(안유라와 김현주, 2011; 홍훈기와 박은이, 2011; 김정인과 윤혜경, 2013; 박기수와 유미현, 2013; 정충덕과 강경희, 2014; 이영희 등, 2014)가 계속적으로 이루어졌으며, 2010년 이전의 연구와 달리 2011년 이후에는 2009 개정 교육과정과 관련하여 과학교과서나 교과의 단 원에 과학의 본성의 내용이 반영된 것을 분석한 연 구(김지혜 등, 2013; 이영희 등, 2014; 박상우 등, 2015; 양찬오 등, 2015; 정고은 등, 2015)가 많이 이 루졌다. 또한, 과학의 본성을 기르기 위한 탐구실험 중심 수업, 명시적 수업, 과학사 활용 수업 등에 관 한 연구(최진과 서혜예, 2012; 박기수와 유미현, 2013, 고유경 등, 2013)와 FLOW MAP과 과학관련 사회쟁점 토론 방법 등을 활용한 연구(오준영, 2014; 정윤숙과 김성원, 2015; 이현욱과 이현주, 2015)가 과학의 본성에 대한 이해를 높이기 위한 다양한 연 구가 활발하게 진행되었다.. Ⅳ. 결론 및 제언 이 연구는 국내 과학의 본성에 관한 연구동향을 분석하여 국내 과학의 본성에 관한 연구 흐름과 특 징을 파악하고, 향후 연구 방향에 대한 시사점을 제 공하기 위해 이루어졌다. 연구대상은 한국연구재단 의 KCI등재 및 KCI등재후보에 등록된 학술지에서 과학의 본성을 주제어로 한 학술지 발표 논문을 대 상으로 하였다. 연구논문의 동향 분석을 위해 MS Excel을 사용하여 연도별 및 학술지별 등의 기초통 계량을 분석하였고, Krkwic를 활용하여 논문 제목에.

(19) 언어 네트워크 분석을 이용한 과학의 본성에 관한 국내연구 동향. 사용된 단어의 빈도 분석, 워크클라우드 분석, 중심 성 분석, 공출현 및 클라우드 덴드로그램 분석 등을 실시하였다. 연구 결과를 바탕으로 한 결론 및 제언 은 다음과 같다. 첫째, 국내에서 이루어진 과학의 본성에 관한 연 구는 1991년부터 등장하여 지금까지 25종 학술지에 서 총 91편의 논문이 발표되었으며, 2008년 이후부 터 매년 9-10편 이상이 게재면서 양적으로 꾸준히 증가해왔다. 25종 학술지 중 과학교육 관련 학술지 는 12종이었으며, 그 중 ‘한국과학교육학회지’ 34%, ‘초등과학’ 12%로 2종 학술지에 50% 정도가 발표되 었다. 이를 통해 과학교육 전반에 걸쳐 과학의 본성 에 대한 연구가 이루어졌음을 알 수 있었다. 게재된 많은 수의 논문이 일부 학술지에 집중되어 있었으 나, 최근 들어 학술지의 종류나 게재 논문 수가 증 가하는 추세를 나타내고 있다. 뿐만 아니라, 과학철 학, 영재교육, 유아과학교육, 교양교육 등 인접 학문 분야에서도 연구가 다양하게 진행되고 있어 학문간 교류와 연계를 통한 연구의 다양화가 요구된다. 둘째, 제목에 제시된 단어의 출현 빈도를 중심으 로 워드클라우드 분석을 한 결과, 1991년부터 2015 년까지 제목에 사용된 단어 중 ‘분석’, ‘인식’, ‘초등 학교’, ‘영향’, ‘과학교과서’ 등이 높은 빈도를 보였 고, 이러한 단어들은 포함하는 연구가 꾸준하게 이 루어져 왔다. 논문의 유형을 살펴보면, 교사나 학생, 예비교사를 대상으로 하는 과학의 본성에 대한 인 식이나 이해, 개념, 신념 등을 조사하는 연구가 많았 고, 교과서나 교육과정, 단원에 반영된 과학의 본성 에 관한 내용을 분석하는 연구가 많이 이루어져 왔 다. 2006년 이후 과학의 본성함양을 위한 명시적 수 업의 효과에 관한 연구나 과학사를 활용한 과학의 본성 수업 효과에 관한 연구가 이루어지 시작하였 으며, 2011년 이후에는 과학관련 사회쟁점학습, Flow map을 활용한 수업, 탐구학습 프로그램 등 과 학의 본성에 관한 다양한 교수학습 방법을 개발하 고 적용하여 효과를 검증하기 위한 연구가 이루어 졌다. 그러나 연구의 대상이 주로 중학생이나 고등 학생, 대학생에 한정되어 이루어지고 있어 추후 연 구에서는 초등학생이나 유치원까지 확대하여 보다 다양한 수준에서 과학의 본성에 관한 수업이 이루 어질 필요가 있다. 셋째, 단어의 사용 빈도와 단어 간의 관계의 분포 를 중심으로 연결중심성을 분석한 결과 ‘과학의 본. 83. 성’, ‘분석’, ‘인식’, ‘수업’, ‘고등학생’, ‘과학교과서’, ‘관점’, ‘중학생’. ‘ 과학교사’, ‘이해’ 등의 단어가 연 결중심성이 높게 나타났으며 이러한 주제가 꾸준히 연구 주제로 활용되어 왔다는 것을 알 수 있었다. 또한, 시간이 흐름에 따라 단어와 단어 사이가 보다 복잡하게 연결되어 연구주제가 점차 다양해지고 있 음을 알 수 있었다. 그러나 여전히 단순히 과학의 본성에 대한 인식이나 관점, 교과서나 교육과정에 반영된 내용 분석 등에 초점을 둔 연구가 많으며, 과학의 본성에 대한 교수-학습 방법에 관한 연구에 는 소홀한 경향을 보였다. 과학본성에서 중요하게 다루어야 할 과학적 탐구(Scientific Inquiry) 관점에 서 탐구를 통해 과학의 본성을 어떻게 효과적으로 교육할 지에 대한 많은 고민과 연구가 이루어져야 할 필요가 있다. 넷째, 공출현 분석과 클러스터 덴드로그램 분석 을 통해 연구의 연관성을 살펴본 결과, 과학의 본성 과 함께 많이 사용된 단어는 ‘분석’, ‘인식’, ‘수업’, ‘영향’, ‘과학교과서’, ‘과학사’, ‘관점’ 등 이었으며, 이 단어들이 논문 제목에서 다른 단어들과 높은 연 관성을 보였으며, 구간별 분석에서도 많은 논문에서 지속적으로 사용되었다. 군집 분석 결과, 2005년 이 전 연구에서는 ‘과학의 본성+중학생+과학교사+인식 +개념’에 대한 연구가 중심이 되었고, 2006년에서 2010년까지의 연구에서는 ‘과학의 본성+명시적+수 업+효과’에 대한 연구가 중심되었으나 여전히 인식 과 조사에 관한 연구도 많이 이루지고 있다. 2011년 이후 연구에는 ‘초등학교+과학교과서+분석’에 관한 연구가 중점적으로 이루어지고 있고, ‘탐구학습+프 로그램+영향’ 에 관한 연구가 새롭게 수행되고 있 다. 그러나 과학의 본성에 대한 교수-학습의 접근 방법에 관한 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다. 과학 본성의 학습은 학생들이 직접 탐구활동이나 연구에 직접 참여하여 학습하는 것이 과학의 본성 을 과학 내용에 포함시켜 가르치고자 하는 맥락적 이고 명시적인 접근 방법으로 매우 효과적인 방법 이다. 이런 맥락에서 과학과 교육과정에서 새롭게 도입한 자유탐구나 탐구활동, STEAM 등과 연계하 여 직접적인 탐구를 통해 과학의 본성을 지도할 수 있는 다양한 방법에 대한 연구가 후속 연구에서 이 루어질 필요가 있다. 최근 과학의 본성과 관련된 연구는 다양한 영역 에서 양적으로 크게 증대되었다. 그러나, 대부분의.

(20) 84. 이상균. 연구들이 과학교과서에 제시된 과학의 본성과 관련 된 내용이나 요소를 분석하는 연구에 하다든지, 교 사나 학생들의 과학의 본성에 대한 인식을 조사하 는 연구가 대부분이었으며, 과학의 본성 함양을 위 한 교수-학습 방법에 관한 연구들은 미흡한 실정이 었다. 이 연구에서 밝혀진 과학의 본성에 대한 연구 의 흐름과 특징들로 볼 때 향후 과학의 본성과 관련 된 연구는 단순히 과학의 본성에 대한 인식이나, 개 념 이해, 교과서 내용 분석 등의 연구보다는 과학의 본성을 효과적으로 지도할 수 있는 다양한 교수-학 습 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어져야 할 것 으로 보인다. 이 연구는 논문 제목을 언어 네트워크 분석을 통 해 해석함으로써 실제 수행된 논문의 전체적인 동 향을 분석할 수 있었다. 그러나 논문 제목만으로는 연구 결과에 대한 분석이 불가능한 한계가 있었다. 따라서 후속 연구에서는 연구 주제와 연구 방법의 경향성 파악과 함께 키워드에 대한 분석이 추가적 으로 이루어질 필요가 있다. 또한 언어 네트워크 분 석은 국제적으로 통용되는 방법이므로 국외의 연구 동향과 국내의 연구 동향을 비교 분석하는 연구가 이루어질 필요가 있으며, 이러한 과정을 통하여 국 내에서 필요한 연구들을 도출하고 실제 교육현장에 적용하려는 노력이 필요할 것으로 보인다.. 참고문헌 강경리(2010). 예비 생물교사의 과학의 본성과 인간 의 기원에 대한 인식 조사: 종교배경을 중심으 로. 과학교육연구지, 34(2), 246-259. 강석진, 김영희, 노태희(2004). 과학사를 이용한 소 집단 토론 수업이 학생들의 과학의 본성에 대 한 이해에 미치는 영향. 한국과학교육학회지, 24(5), 996-1007. 고유경, 정정인, 백성혜(2013). 라망알라빠뜨 프로그 램 교사교육을 통한 과학의 본성 및 과학교육 에 대한 초임교사들의 관점 변화에 대한 사례 연구. 교사교육연구, 52(2), 215-226. 곽대오, 김영수, 성민웅(2002). 과학의 본성에 대한 고등학생의 견해. 생물교육, 30(1), 1-12. 교육과학기술부(2007). 과학과 교육과정. 대한교과 서주식회사.. 교육부(2009). 과학과 교육과정. 교육부. 교육인적자원부(2001). 과학과 교육과정. 대한교과 서주식회사. 김경대, 강순민, 임재항(2006). 과학영재들의 과학의 본성에 대한 인식. 한국과학교육학회지, 26(6), 743-752. 김경순, 노정아, 서인호, 노태희(2008). 중학교 과학 ‘물질의 구성’단원에서 과학사 소재를 활용한 명시적·반성적 과학의 본성 수업의 효과. 한국 과학교육학회지, 28(1), 89-99. 김도욱(2015). 과학사 주제에 따른 과학사-역할놀이 가 대학생의 과학의 본성의 변화에 미치는 효 과: 원자모형의 변천과 멘델레프의 주기율표의 변천 주제를 중심으로. 과학교육연구지, 39(1), 15-27. 김미경, 김희백(2008). 개방적 참탐구 활동에서 학생 들의 과학의 본성에 대한 이해에 영향을 미치 는 요인 탐색. 한국과학교육학회지, 28(6), 565-578. 김민정(2012). 과학의 본성에 대한 유치원 교사의 인 식 조사. 미래유아교육학회지, 19(1), 191-222. 김선영(2008). 과학의 본성 교수를 위한 과학사의 활 용. 생물교육, 36(3), 266-274. 김선영, 조은희(2013). 다큐멘터리를 활용한 고등학생 의 과학의 본성 학습, 현장과학교육, 7(2), 98-105. 김정인, 윤혜경(2013). 초등 교사의 과학 교수, 과학 학습, 과학의 본성에 대한 신념. 과학교육연구 지, 37(2), 389-404. 김준예, 전은경, 백성혜(2007). 과학 교과서 및 과학 교사, 고등학생들의 과학의 본성에 대한 관점 분석. 한국과학교육학회지, 27(9), 809-817. 김지나, 김선경, 김동욱, 김현경, 백성혜(2008). 초등 학생들의 과학의 본성에 대한 명시적 교수 효 과 분석. 초등과학교육, 27(3), 261-272. 김지영, 강순희(2007). 가설 연역적 탐구 실험 수업 이 학생들의 과학의 본성에 대한 관점에 미치 는 영향. 한국과학교육학회지, 27(3), 169-179. 김지헤, 민병기, 이유미, 손연아, 김동렬, 김태훈 (2013). 한국, 일본, 미국의 초등 과학교과서에 반영된 과학의 본성 내용 비교 분석. 교과교육 학연구, 17(2), 619-644. 김효남(2003). 과학의 본성에 대한 인식 유형 분석. 과학교육논문집, 13(1), 1-8..

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