Vol. 70, No. 9, September 2020, pp. 766∼777 http://dx.doi.org/10.3938/NPSM.70.766
Exploring Changes and Trends in Korea Physics Education Research Based on the Analysis of “New Physics: Sae Mulli” Journal
Kwanghee Jo
∗Department of Physics Education, Chosun University, Gwangju 61452, Korea (Received 31 May 2020 : revised 16 July 2020 : accepted 3 August 2020)
The purpose of this study was to analyze the physics-education-related articles published in the academic journals of “New Physics: Sae Mulli” in the early 2000s and recently, and to explore the characteristics of the changes and the trends in the field of physics education research. The analysis targeted 40 articles published from 2000 to 2002 and 113 papers published from 2017 to 2019. The result of the analysis showed that physics education research has tended to increase over the past 20 years, and that its weight has gradually increased in the journal. In the early 2000s, development research, which suggested experimental tools, for mechanics, for middle school students, was the most representative case. On the other hand, in recent years, the school level of participants has risen, based on pedagogical factors and learner responses. A tendency to turn to research using social science methods was noted. In addition, the participation targets, physics contents, and research methods have been diversified. Based on these results, we discuss some approaches and suggestions for improving the quality of physics education.
Keywords: Physics education, New physics: Sae Mulli, Research trend
“새물리” 논문 분석을 통한 국내 물리 교육 연구의 변천 및 동향 탐색
조광희
∗조선대학교 물리교육과, 광주 61452, 대한민국
(2020년 5월 31일 받음, 2020년 7월 16일 수정본 받음, 2020년 8월 03일 게재 확정)
본 연구에서는 2000년대 초반 및 최근에 “새물리” 학술지에 게재된 물리 교육 관련 논문들을 분석하여 변천 특징 및 연구 동향 등을 탐색하고자 하였다. 2000년 – 2002년에 해당하는 새물리 게재 논문 40편, 2017년 2019년에 해당하는 113편이 분석 대상이었다. 분석 결과, 지난 20년간 물리 교육 연구는 증가하는 경향을 보였으며 새물리 학술지 내에서 물리 교육 관련 연구의 비중이 커지고 있었다. 2000년대 초기에는 중학생을 대상으로, 역학 관련 내용에 관해, 실험 도구를 제안하는, 개발 연구가 가장 대표적 사례였다.
반면에 최근에는 연구 대상의 학교 급이 높아지고, 교육학적 요소 및 학습자의 반응을 근거로 하며, 사회과학적 방법을 이용한 연구로 바뀌는 경향이 나타났다. 또 전반적으로 연구의 대상, 내용, 방법 등이 다양해졌다. 이러한 결과들을 토대로 물리 교육의 질적 향상을 위해 필요한 시도와 시사점 등을 추가하였다.
Keywords: 물리 교육, 새물리, 연구 동향
∗E-mail: khjo@chosun.ac.kr
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I. 서 론
한국물리학회에서는 1982 년 12 월 31 일 “물리교육 (Physics Teaching)”을 창간하고, 물리 교육 분야의 논문을 별도의 학술지로 묶어 발행하였다cite1. 초창기에는 연 1 회, 평균 연 2회 발행하였는데, 제17권 2호를 끝으로 1999 년 12월 18일에 “새물리 (New physics: Sae Mulli)”로 다시 통합하여 오늘에 이르고 있다.
물리 교육 분야의 국내 연구 결과가 새물리에만 게재되는 것은 아니나, 물리 교육에 관심을 가진 국내 연구자들에게 새물리는 중요한 연구 성과 공유의 장이다. 한국연구재단 의 자료에 따르면, 새물리는 한국과학교육학회지에서 많이 인용한 8번째 학술지이고, 많이 인용된 7번째 학술지이다 [2]. 새물리보다 더 상위 인용으로 제시된 학술지들은 대부 분 교과교육 전문학술지이며, 새물리에 물리 교육 연구가 2000년 이후부터만 게재되었음을 고려하면, 유사한 형식의 대한화학회지와 더불어 새물리는 내용학과 교과교육을 연 결 짓는 학술지로서 중요한 역할을 하고 있음을 보여준다.
또 새물리는 물리학 전공자에게 물리 교육에 관한 각종 연구 결과를 찾아볼 수 있는 자료 저장소 (database) 의 역 할을 한다. 실제로 새물리 학술지에서 내용학 논문의 비중 이 더 큼에도 불구하고, 한국학술지인용색인 (KCI)을 통해 새물리에서 ‘많이 인용한 학술지’와 ‘많이 인용된 학술지’
를 검색하면, 과학교육이나 교과교육 관련 학술지 (한국과 학교육학회지, 과학교육연구지 등) 가 10위 안에 각각 4종, 6종이 분포하였다 [3]. 그리고 전체 논문 중 인용 횟수 상위 10건 중 9건, 상세 정보 열람 상위 10건 중 4건이 물리 교육 관련 연구로 나타났다 [3]. 아울러 본 연구를 위해 물리학 전 공자들과 사전에 면담하는 과정에서, 새물리에 실린 논문이 대개 물리학에 관한 내용을 다루고 있기에, 물리학자의 입 장에서 심리적 거리감이 적어 접근하기 용이하다는 의견이 있었다. 이러한 자료들은 새물리 학술지를 통해 과학 교육 연구자들이 긴밀하게 서로 영향을 주고받고 있으며, 물리 내용학을 전공한 학자들에게 물리 교육에 관한 정보 제공의 창구로 자리매김 하고 있음을 시사한다.
다른 과학 교육 분야와 유사하게, 물리 교육 연구도 물 리학의 교수 학습 과정에 관한 다양한 교육적 현상을 연구 주제로 다루고 있다. 연구 분야의 현황과 지향을 탐색하 기 위한 하나의 방법으로, 연구자들은 특정 학술지나 연구 주제에 관한 논문을 분석하여, 연구 동향을 파악하고 후속 연구에 관한 시사점을 도출한다 [4,5]. 예를 들어 국내에서 는 김영민 등 [6]은 학생의 과학 학습에 관한 연구 동향을 파악하기 위하여, 2000년부터 2013년까지 국내 6개 과학 교육학술지에 게재된 논문을 8개의 영역으로 나누어 분석 하였다. 이를 통해 국내 과학 교육 연구가 특정 분야, 특정
대상에 편중되는 경향이 있음을 밝히고 새로운 시도가 필요 함을 제언하였다. 2000 – 2009년까지 게재된, 화학교육에 관한 국내외 학술지 논문을 분석한 연구도 있다 [7]. 참고로 대한화학회도 화학교육지를 따로 발행하다가 현재는 대한 화학회지에 통합한 형태이며, 내용과 형식 측면에서 모두 유사한 측면이 있다. 한국과학교육학회지와 한국생물교육 학회지를 중심으로 비교 분석한 연구 [8]에서는 1973년부 터 2006년까지를 6개의 기간으로 나누어 상술하고 시기별 연구 동향의 특징을 도출하였다.
물리교육에 초점을 맞춘 연구 동향 분석 결과도 보고된 바가 있다 [9–11]. 김석천과 정기주 [9]는 1982년부터 1999 년까지 발행된 물리교육 학술지와 미국의 “The physics teacher”를 분석하고 비교하였다. 이에 따르면 물리교육 학술지에 게재된 총 206편 중 교과 내용학 관련이 119편 (58%), 교과 교육학 관련이 87편 (42%) 이었다. 교과 내용 학 중에서는 역학 관련이 32%로 가장 많았고, 교과 교육학 중에서는 교육 공학, 학습 자료가 1, 2순위를 차지하였다.
Jho [10]는 150개 SSCI 등재 학술지에 1945년부터 2018 년 사이에 게재된 논문 2,089편을 Science mapping을 이 용하여 분석하였다. 의미연결망 분석 (semantic network analysis)을 통해 주요어의 분포, 저자 협력 관계 등의 특징 을 제시하였으며 국내 연구에 대한 시사점을 제안하였다.
Lee & Kim [11]는 2008년부터 2017년 사이에 게재된 새 물리 및 한국과학교육학회지의 물리 교육 논문을 분석하였 다. 이 시기에는 주로 학생의 물리 개념에 대한 연구가 주를 이루고 있었으며, 대학생을 대상으로 한 연구가 상대적으로 부족함을 시사점으로 제시하였다.
아울러 한국물리학회의 새물리 편집위원회에서는 연례 보고서 (annual report)를 발행하여 그 해에 게재된 새물리 학술지 논문의 특징을 요약하여 보고하고 있다 [12–14]. 다 만 이는 새물리에 게재된 논문 전반을 분석대상으로 하므 로, 물리 교육 관련 논문의 내용에 대한 분석은 다루지 않고 있다.
이렇게 선행 연구들을 분석한 결과, 2000년대 초반과 최 근에 새물리에 게재된, 국내 물리 교육 연구 성과물의 특 징이나 변천 과정 등에 대한 직접적인 비교나 분석이 다소 미흡함을 발견하였다. 2000년대 초반은 물리교육 학술지가 폐간되고 물리교육 관련 연구가 새물리에 흡수된 시기라는 점에서 중요한 의미를 지닌다. 특히 교육적 관점에서 볼 때 이 시기는 1997 IMF 사태에 따른 이공계 기피 현상의 심화 [15], 2000년부터 적용된 학습자 선택 중심의 제7차 교육과정과 물리 교육의 위기 [16] 등과 밀접한 관련이 있다.
무엇보다 최근 연구에 대한 분석의 부재는 현재 우리나 라의 물리 교육 연구에 필요한 시사점을 제시하는 데 있어 제약이 될 수 있다. 예를 들어 2013년 2월부터 생명윤리정
책의 확대로 인해 인간에 관한 연구 (학생 대상 교육 연구 포함)도 기관생명윤리위원 (IRB) 심의를 받아야 한다는 점 [17], 2016년에는 초중고 전체에 융합인재교육 (STEAM) 이 명시된 교육과정이 적용되었고 그해 말에 시행된 대학 수학능력시험은 그 교육과정에 따라 출제되었다는 점 [18], 2017년 3월부터 2015 개정 최신 교육과정이 학교 현장에 적용되었다는 점 [19] 등을 고려하면 교육 상황 및 연구 환 경에 관한 근래의 변화들이 최근 물리 교육 연구에 미치는 영향에 대한 분석이 필요함을 시사한다.
따라서 본 연구에서는 2000년대 초반 및 최근에 새물리 학술지에 게재된 물리 교육 관련 논문들을 분석하여 특징 을 살펴보고, 변천 과정 및 연구 동향 등에 관한 시사점을 탐색하고자 한다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다.
첫째, 2000년대 초반과 비교하면 최근 새물리에 게재된 물리 교육 연구 논문은 논문 수 및 비율 등에 있어 어떤 특 징을 보이는가?
둘째, 2000년대 초반과 비교하면 최근 새물리에 게재된 물리 교육 연구 논문은 참여 대상, 연구 내용, 교육 분야, 연구 방법 측면에서 어떻게 변화하였는가?
II. 연구 방법
1. 분석 대상
분석 대상은 2000 – 2002년 (이하 초반호, Period A), 2017 – 2019년(이하 최근호, Period B)에 새물리 학술지에 게재된 논문 중에서 물리 교육분야에 해당하는 연구 논문 이다 [20]. PACS number를 기재한 논문 중 01.40에 해당 하는 논문을 우선적으로 추출하였고, 새물리 학술지의 표 지 목차에서 <물리 교육 (또는 Physics Teaching, Physic Education)>으로 구분된 논문, 제목과 내용이 교육 목적을 지녔거나 교육적 활용이 가능한 논문들을 추가로 수합하였 다. 물리 교육을 전공한 박사 학위 소지자 1명과 공동으로 초록과 주요 내용을 검토하여 최종 분석 대상을 선정하였 다. 2000년대 초반호 (2000년 – 2002년) 에 해당하는 연구 논문이 40편, 최근호 (2017년 – 2019년) 에 해당하는 연구 논문이 113편으로, 총 153편이 분석 대상이었다. 상세 내역 은 연구 결과 부분에 제시하였다. 참고로 2000년 이전 물리 교육 학술지에 발표된 206편의 논문에 대해서는 선행 연구 [9]에서 이미 분석하였기에, 본 연구에서는 2000년 이후 새 물리에 게재된 물리 교육 논문을 분석대상으로 정하였다.
2. 연구 절차
과학 교육 연구의 동향 분석에 관한 선행 연구 [7–9,21, 22]를 검토하고 전문가를 면담하여, 본 연구를 위한 분석틀 을 개발하고 분석을 진행하였다. 첫째, 과학 교육 분야의 관련 선행 연구를 검토한 후 주요 분석 기준을 도출하였다.
대체로 먼저 논문 수 등에 관한 빈도를 정량적으로 조사하 고, 정성적인 내용 분석과 관련해서는 참여 대상, 연구 내 용, 교육 분야, 연구 방법 등을 주요 분석 기준으로 고려하고 있음을 발견하였다.
김석천과 정기주 [9]는 “물리 교육” 학술지와 “The Physics Teacher” 학술지를 비교하기 위하여, 교과내용학 과 교과교육학 영역으로 나눈 후 세부 분야, 이론과 실험
�현장 연구, 저자 수 및 교사 참여 수에 따라 분석하였다.
박지영과 김희백 [8]은 한국과학교육학회지와 한국생물교 육학회지의 논문을 분석하면서 연구 유형, 연구 방법, 연구 주제 및 내용, 연구 대상을 분석 기준으로 활용하였다. 3 종의 국내외 학술지에 수록된 화학교육 관련 논문을 분석한 연구 [7]에서는 연구 분야 및 주제, 화학교육 목표, 연구 대상 및 상황, 연구 방법에 따라 논문을 분류하였다. 초등과학교 육에 관한 연구 동향을 탐색한 연구 [21]에서는 과학 분야, 초등과학교육 기능, 연구주제, 연구방법을 분석틀로 사용 하였다. 또 다른 선행연구 [22]에서는 연구내용, 연구 방법 (연구 설계, 연구대상, 자료수집) 에 따라 과학교육 분야의 핵심역량 관련 국내 연구 81편을 분석하였다.
연구자에 따라, 연구 목적에 따라 세부 명칭이 일부 다르 기는 하지만 실제 분석한 내용을 기준으로 볼 때 주로 참여 대상, 연구 내용, 교육 분야, 연구 방법을 분석 기준으로 설정하는 경향이 있었다 (Table 1). 참여 대상은 연구 참여 자 및 연구 상황의 학교 급을 의미하며 초등학교, 중학교, 고등학교 등으로 구분할 수 있다. 연구 내용은 과학 개념 및 영역으로 물리학을 예로 들면 역학, 전자기학 등을 뜻한다.
교육 분야는 교수방법, 학습 및 심리, 교사교육, 교육과정, 비형식 교육 등을 의미한다. 마지막으로 연구 방법은 조사 연구, 실험연구, 개발연구, 문헌연구 등으로 나눌 수 있다.
이러한 접근은 본 연구의 목적과도 부합하므로, 본 연구에 서도 정량적인 빈도 분석과 더불어, 이 4가지를 분석 기준의 대범주로 설정하였다.
둘째, 물리학 및 물리 교육 분야의 전문가와 면담하고 이를 토대로 분석틀을 수정하였다. 대학 교원, 박사급 연구 인력, 박사 학위를 소지한 현장 교사 등 물리 및 물리 교육에 관한 전문가와 물리 교육 연구에 관한 비구조화된 면담을 진행하였다. 예를 들어 물리학을 전공한 모 대학의 교원은 물리 교육 분야로 논문을 투고하였는데, 게재불가 판정이 난 이유를 이해하기 어렵다고 응답하였다. 일반적으로 연
Table 1. Categories in previous researches about science education research trend.
Kim &
Jeong [9]
Park &
Kim [8]
Han &
Lee [7]
Lee &
Hong [21]
Koh &
Jeong [22]
Participation
targets ○ ○ ○
Contents or
branches ○ ○ ○
Educational
strands ○ ○ ○ ○
Research
methods ○ ○ ○ ○ ○
Else Author
affiliations
Research types
Research Goals
Educational topics
Data collection
methods
구 논문은 해당 담화공동체에서 받아들여지기 위해 [23], 기존 학계 구성원의 심사를 거친다. 그런데 물리 교육은 사회과학적 요소를 포함한다는 점에서 심사위원의 구성이 일반적인 물리학 연구자 집단과 다소 다른 특징을 보일 수 있다. 다시 말해, 물리 교육 연구에 접근하기 위해서는 교과 교육 연구가 가지는 사회과학적 요소에 관한 이해와 경험이 필요하다. 따라서 이에 익숙하지 않은 자연과학 전공자에 게는 낯선 경험이 될 수 있다. 이러한 사항들을 반영하여, 본 연구에서는 연구법에 관한 분석틀을 상세화하였다.
또 면접 중에 만난, 물리 교육을 전공한 박사학위 소지 자는 교육학적 성격이 강한 물리 교육 연구와 물리학에 기 반한 물리 교육 연구를 구분할 필요가 있으며, 대학생이나 교사처럼 전문가 양성 및 재교육에 관한 연구의 활성화가 필요함을 주장하였다. 이러한 점들을 고려하여, 연구 내용 의 소범주에 교육적 이슈를 추가하고, 대학생과 교사 등을 대상으로 한 연구 분류 기준을 세분화하였다. 이런 방식으 로 분석틀을 수정한 후, 물리 교육을 전공한 박사급 인력과 내용의 타당성을 종합적으로 검토하였다. 그런 다음 분석 대상 6년 치 중에서 2년 치에 해당하는 논문을 연구자와 검 토자 1인이 각각 사전 분석을 시도하였다. 일치도는 0.928 로 나타났다.
불일치한 요소를 재검토하는 과정을 거쳐 최종 분석틀을 완성하였다 (Table 2). 새물리 학술지에서는 표를 영어로 서술하여야 하므로, 4자의 영문 약어를 만들었다. 소범주의 제목이 한 단어면 앞에서부터 순서대로 4자를 추출하였고 (예 : Mechanics는 Mech), 두 단어 이상이 합쳐진 제목은 각 주요어의 첫글자를 대문자로 표기하여 한 단어 제목과 구분하였다 (예 : Teaching Methods는 TeMe). 다만 약어 이해에 더 도움이 되는 제목에 한 해, 연구 협력진과 협의를 거쳐, 두 단어 이상임에도 하나의 주요어에서 약어를 추출 하였다 (예: Elementary school은 Elem).
이후 연구자가 최종 분석틀을 이용하여 연구 대상에 해 당하는 전체 논문을 분석하였다. 그런데 논문 중 일부는 여러 소범주를 다룬 혼합형이었다. 해당 소범주마다 1편씩
추가하는 방식으로 셈하면, 분석 결과의 합계가 실제 분석한 논문의 총 편수보다 커지고, 수치 비교에서 특정 소범주를 과대 해석할 수 있다. 그러므로 1/n로 나누어 두 수치가 일 치하도록 하였다. 이러한 까닭에 본 연구 결과의 수치 자료 에 소수점이 나올 수 있다. 예를 들어 초등학생과 중학생을 대상으로 한 연구는 초등학생 0.5, 중학생 0.5로 셈하였다.
이러한 나누기는 3개 소범주의 혼합까지만 허용하였다. 4 개 이상 섞이면 별도 소범주로 분류하거나, 해당 논문에서 강조한 부각점을 고려하여 3개 이하의 소범주로 재분류하 였다. 다만 본 연구의 본문 서술 과정에서 필요한 경우에 한해, 중복을 예외적으로 허용하여 편수를 제시하고 특징을 설명하였다.
기본적으로 각 소범주 및 항목별로 빈도수를 산출하고 이를 토대로 기술통계 방식으로 자료를 정리하였다. 이 자료는 모집단을 다루기에 추론통계를 사용하지 않았다.
자료의 처리 및 그래프 작성을 위하여 Microsoft사의 Excel 2019를 사용하였다. 그리고 위에서 진술한 바와 같이 자료 처리 과정에서 자료의 감환 (reduction) 이 발생할 수 있다 는 점, 몇몇 연구 논문은 복합적인 성격을 지니고 있어 연구 자료의 특성상 연구자에 따라 분류 결과가 다를 수 있다는 점 등은 이 연구의 제한점이라고 할 수 있다.
III. 연구 결과
1. 논문 수 및 비율
연도별 분석 대상의 정량적 빈도와 분포를 Table 3에 제 시하였다. 2000년대 초반 Period A는 총 40편, 연 평균 13.3 편의 물리 교육 논문이 게재되었다. 반면 최근에 해당하는 Period B를 보면 물리 교육 논문이 총 113편, 연 평균 37.7 편씩 게재되었다. 참고로 새물리 편집위원회에서 작성하는 2017 – 2019 annual report에 따르면 물리 교육으로 분류 된 논문은 각각 27, 45, 37편인데 PACS number를 여러 개 제시한 논문이 있고, 각 논문의 내용에 대한 분석을 통해 본 연구의 분석 대상에서 추가 및 제외되었기 때문에 다소 차이가 난다.
새물리는 2000년 1월부터 월간으로 발행하였기에, 비교 대상이 되는 기간 동안 기본적으로 동일한 발행주기를 유지 하였다. 이러한 점을 고려하여 새물리에 게재된 전체 논문 수와 물리 교육 관련 논문 수의 관계를 비교하였다. 2000 년대 초반에 새물리에는 연 평균 135.3편의 논문이 게재되 었고, 최근에는 연 평균 195.3편이 게재되어 44.3% 증가하 였다. 이 중에서 물리 교육 논문은 연 평균 13.3편에서 37.7 편으로 늘어나 183.5% 증가하였다. 새물리에 게재된 전체
Table 2. Analysis tool for physics education research articles.
Category Subcategory Abbreviation
Participation targets
Elementary school Elem
Middle school Midd
High school High
1st year in college of education 1Edu
1st year in college of natural science and engineering 1NSE 2nd, 3rd, & 4th year in college of education 234E 2nd, 3rd, & 4th year in college of natural science and
engineering 234S
Graduate school Grad
Teachers & college instructors Teac
Unspecified & else Else
Contents branches of physics
Mechanics Mech
Heat Heat
Electricity Elec
Magnetism Magn
Wave Wave
Optics Opti
Modern physics MoPh
Multiple(more than 4) domains in physics MulP
Integrated science InSc
Educational issues & else EduI
Educational strands
Teaching methods TeMe
Learning Lear
Students’ conception StuC
Scientific concept SciC
Inquiry Inqu
Experimental tools Tool
Affective domain Affe
Teacher education TeEd
Curriculum & textbook analysis Curr
Evaluation Eval
Informal education InfE
Else Else
Research methods
Development without educational evidence Deve
Development & application with educational evidences DeAp
Experimental research ExRE
Survey 1 with mainly questionnaire SurQ
Survey 2 with mainly interviews and observations SurI
Literature research Lite
Theoretical research Theo
Qualitative research including case study Qual
Else Else
논문을 함께 고려하면 Period A 기간에는 월 평균 11.3편 중 1.1편이, Period B 기간에는 월 평균 16.3편 중 3.1편이 물리 교육 관련 연구 논문으로 게재됨을 알 수 있다.
연도별로 논문 수 및 비율은 차이가 있으나 6년 기간에 대해 산술적으로 계산하면, 새물리 게재 논문 중 물리 교육 관련 논문들은 평균 15.4%를 차지하고 있었다. 3년 평균 을 단순히 비교하면 2000년대 초반에는 9.9%, 최근 3년은 19.3%로 늘어나 1.96배가 되었다. 이러한 자료들을 종합하 면 2000년 이후 20년간 새물리 학술지에 게재되는 논문의 수가 증가하였는데, 세부적으로 살펴보면 물리 교육 논문 수의 증가율이 새물리 학술지 논문 수의 증가율보다 약 2배
빠르게 늘어나고 있음을 알 수 있다. 즉, 물리 교육 논문의 양적 증가가 새물리 학술지의 논문 수 증가에 기여하고 있 음을 시사한다.
참고로 1982년부터 1999년까지 “물리 교육”에는 총 206 편이 실렸다. 이를 연평균으로 환산하면 12.1편에 해당한 다. 2000년대 초반 연 평균 13.3편의 물리 교육 관련 논문이 게재된 것과 비교할 때 큰 차이가 없다. 1999년 “물리 교육”
학술지 폐지 후에, 이 학술지에 실리던 유형의 논문이 새물 리 학술지에 거의 그대로 흡수된 것으로 추정할 수 있으나, 이를 확인하기 위해서는 저자 및 내용 분석 등이 추가로 필요하다.
Table 3. Number of articles about physics education in New Physics: Sae Mulli.
Period A B Total
Year 2000 2001 2002 Subtot.
2017 2018 2019 Subtot.
Ave. Ave. Ave.
Articles related with
physics education 18 6 16 40
29 44 40 113 153
13.3 37.7 25.5
(%) (11.3) (4.7) (13.3) (9.9) (13.0) (23.7) (22.6) (19.3) (15.4)
Total
articles 158 128 120 406
223 186 177 586 992
135.3 195.3 165.3
2. 내용 분석 1) 참여 대상
2000–2002년, 2017–2019년, 이렇게 각 3년씩 새물리에 게재된 물리 교육 관련 연구 논문을 참여 대상에 따라 분석 하고, 그 결과를 Table 4에 제시하였다. 2000년대 초반호 (Period A)에는 중학생(Midd)을 대상으로 한 연구가 15.8 편 (39.4%) 으로 가장 많았다. 이어 고등학생 (High: 8.5편, 21.3%), 사범대학 1학년 4.7편 (1Edu: 11.7%) 순이었다.
다만 일반물리학 (1Edu+1NSE: 사범대 1학년, 자연대 및 공대 1학년 대상)을 하나로 묶으면 8.2편(20.4%)으로 고등 학생을 대상으로 한 연구 빈도에 육박하였다. 요약하자면 이 당시에는 주로 중학생부터 대학교 1학년생을 대상으로 한 연구에 집중하는 경향이 있었다.
반면 최근호 (Period B) 에는 고등학생 대상 27.2 편 (24.0%), 불특정 대상 22.0편 (Else: 19.5%), 교사 15편 (Teac: 13.3%) 순이었다. 불특정 대상은 특정 학교 급에 국한하지 않고, 특정 개념이나 소재 등을 다룬 연구를 뜻한 다. 이어 사범대 2 4학년 대상이 14.5편(12.8%)으로 4순위 이었고, 중학생이 12.7편 (11.2%) 으로 5순위였다. 그런데 4개 소범주로 나눈 대학생을 모두 합치면 24.3편 (21.5%) 로 2순위에 해당하였다. 따로 분류 소범주를 만들지 않았 으나 실제 분석 과정에서 대학 교원 대상 연구가 1편 (교사 소범주로 분류), 영재나 상위성취자를 대상으로 한 연구가 총 10편(이 중 6.5편은 고등학생 대상)으로 나타났다. 이는 2000년대 초반에는 보고되지 않은, 최근호의 특징이다.
전체적으로 살펴보면 중등학교 학생들을 대상으로 한 연 구가 총 153편 중 64.2편 (41.9%) 으로 큰 비중을 차지하였 다. 대학생들을 대상으로 한 연구도 36.7편(24.0%)으로 나 타났다. 이처럼 대략 3편 중 2편(65.9%)은 중, 고, 대학생을 대상으로 하는 연구였다. Figure 1처럼 시기별로 비교하면, 2000년대 초반에는 중학생, 대학교 1학년을 대상으로 한 연구가 상대적으로 두드러졌다. 반면 최근에는 고등학생, 불특정 대상, 교사, 대학교 2 – 4학년을 대상으로 한 연구가 활발하게 진행되고 있어, 주요 참여 대상이 바뀌고 있음을
Fig. 1. (Color online) Trend of participation targets in physics education research.
알 수 있다. 그런데 공통적으로 대학원급을 주요 대상으로 하는 연구는 이루어지지 않았다. 학문 후속 세대의 양성을 위해 대학원 교육이 중요하고 물리학 분야의 대학원 진학자 가 수가 급감하고 있다는 점을 고려하면, 이들을 대상으로 한 교육에 대하여 학술적 관심이 필요함을 시사한다.
2) 물리학 내용
Table 5는 물리학 내용을 기준으로 논문을 분류한 결과 이다. 2000년대 초반호 (Period A) 에는 역학 (Mech: 12.8 편, 32.0%), 광학 (Opti: 7.8편, 19.5%), 교육적 이슈 및 기 타 (EduI: 5.0편, 12.5%) 순으로 연구가 많이 진행되었다.
참고로 2000년 이전 “물리 교육” 학술지에서도 물리학 내 용 중에는 역학이 32%로 가장 많았다 [9]. 최근호 (Period B) 에서는 교육적 이슈 및 기타 (42.0편, 37.2%), 역학(19.5 편, 17.3%), 광학 (11.0편, 9.7%) 순으로 나타났다. 교육적 이슈 및 기타로 분류한 논문들에는 교사교육 연구 (14편), 교육과정 분석 연구 (10편)가 다수를 차지하였다
전체적으로 보면 교육적 이슈 및 기타 (47.0편, 30.7%), 역학 (32.3편, 21.1%), 광학 (18.8편, 12.3%) 순으로 빈도가 높았다. 이들 셋의 합은 전체 논문의 60%를 초과하였다.
역학이 여전히 개별 물리학 내용 영역 중에서 가장 큰 비 율이 점유하고 있으나, 2000년대 초반에 비하여 비중이 감
Table 4. Participation targets in physics education research articles.
Subcategory Period A Period B
Total
2000 2001 2002 Subtotal 2017 2018 2019 Subtotal
Elem 0.3 0.3 1.0 5.2 4.7 10.8 11.2
Midd 5.5 2.3 8.0 15.8* 3.5 3.2 6.0 12.7 28.5*
High 2.8 1.0 4.7 8.5* 7.5 8.7 11.0 27.2* 35.7*
1Edu 2.3 1.2 1.2 4.7* 1.5 2.0 3.5 8.2
1NSE 2.5 1.0 3.5 2.0 2.0 1.3 5.3 8.8
234E 0.3 1.2 1.2 2.7 3.5 7.0 4.0 14.5 17.2
234S 1.5 1.5 1.0 1.0 2.5
Grad 0.0
Teac 3.0 8.0 4.0 15.0* 15.0
Else 3.0 3.0 7.0 8.0 8.0 22.0* 26.0*
Sum 18 6 16 40 29 44 40 113 153
* Within 3rd priority
Table 5. Contents branches in physics education research articles.
Subcategory Period A Period B
Total
2000 2001 2002 Subtotal 2017 2018 2019 Subtotal
Mech 2.5 2.0 8.3 12.8* 5.0 8.0 6.5 19.5* 32.3*
Heat 3.0 1.5 4.5 4.5
Elec 1.0 1.0 1.0 3.0 7.5 1.0 1.0 9.5 12.5
Magn 1.0 1.0 3.5 2.0 1.0 6.5 7.5
Wave 1.5 1.3 2.8 3.0 3.0 5.8
Opti 4.5 3.3 7.8* 3.0 2.0 6.0 11.0* 18.8*
MoPh 1.5 1.0 2.5 4.5 3.0 7.5 10.0
MulP 2.0 2.0 4.0 1.0 4.0 4.0 9.0 13.0
InSc 1.0 1.0 0.5 0.5 1.5
EduI 3.0 2.0 5.0* 6.0 19.0 17.0 42.0* 47.0*
Sum 18 6 16 40 29 44 40 113 153
* Within 3rd priority
소하는 추세이다. 이에 반하여 전자기학, 현대물리학 등이 늘어나, 최근에는 물리학의 각 내용 영역에서 고르게 연구 결과가 보고되는 경향을 보였다. 특히 교육적 이슈 및 기 타로 분류된 연구는 2000년대 초반에 비해, 최근에 더욱 활발하게 연구가 진행되고 있었다. 반면 융복합교육이 강 조되는 시대적 흐름에도 불구하고, 아직까지 새물리의 물리 교육 분야 연구에서는 통합 과학적 접근이 거의 논문으로 게재되지 않았다. 현재 STEAM 등을 주제로 한 연구들이 활발히 수행되고 논문이 발표되고 있음을 고려하면, 이런 연구들은 다른 학술지에 투고 및 게재되고 있음을 뜻하므로, 이에 관한 구체적인 추가 조사가 필요하다. 이러한 특징을 시각화한 그래프가 Fig. 2이다.
3) 교육 분야
Table 6은 물리 교육 관련 연구를 교육 분야에 따라 분 석한 결과이다. Period A로 묶은 2000년대 초반 3년간,
Fig. 2. (Color online) Trend of contents branches in physics education research.
실험 도구 관련 연구가 40편 중 14편(Tool: 35.0%)로 가장 많았고 학생의 개념(Stuc: 7편 17.5%), 교수방법(TeMe: 6 편, 15.0%) 이 뒤를 이었다. 반면에 교사교육, 평가, 비형식 교육에 관한 연구를 보고되지 않았다. Period B로 묶은 최 근 3년의 연구를 살펴보면, 교육과정 및 교과서에 관한 연
Table 6. Educational strands in physics education research articles.
Subcategory Period A Period B
Total
2000 2001 2002 Subtotal 2017 2018 2019 Subtotal
TeMe 2.0 1.0 3.0 6.0* 4.0 2.0 1.0 7.0 13.0
Lear 0.5 1.0 1.5 1.0 2.0 1.0 4.0 5.5
StuC 2.0 5.0 7.0* 3.0 6.0 4.0 13.0 20.0*
SciC 2.0 3.0 5.0 3.0 1.0 2.0 6.0 11.0
Inqu 0.5 1.5 2.0 2.5 2.5 5.5 10.5 12.5
Tool 10.0 3.0 1.0 14.0* 6.0 4.0 6.0 16.0* 30.0*
Affe 0.5 0.5 2.0 3.5 5.0 6.0
TeEd 6.0 8.5 3.0 17.0* 17.5
Curr 1.5 0.5 2.0 1.5 7.0 10.0 18.5* 20.5*
Eval 5.0 5.0 5.0
InfE 2.0 1.0 3.0 3.0
Else 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 3.0 7.0 9.0
Sum 18 6 16 40 29 44 40 113 153
* Within 3rd priority
Fig. 3. (Color online) Trend of educational strands in physics education research.
구가 가장 많았다(Curr: 18.5편, 16.4%). 이어서 교사교육 (TeEd: 17.0편), 실험 도구(16.0편)가 거의 비슷한 빈도로 나타났다.
단순하게 산술합계를 구하면, 실험 도구가 총 153편 중 30.0편(19.6%)으로 가장 많았다. 교육과정 및 교과서(20.5 편, 13.4%)와 학생의 개념(20편, 13.1%)에 관한 연구가 다 음 순위에 해당하였다. 전체적으로 비교한 그래프 (Fig. 3) 에서도 보듯이 전통적으로 실험 도구에 관한 연구가 새물 리에 가장 많이 게재되고 있는데, 이는 교육적 성향이 강한 다른 과학 교육 학술지와 구별되는 특징이라고 할 수 있다.
그리고 최근 들어 현직 교사 및 예비 교사를 대상으로 한 교사교육 연구, 교과서 분석 및 교육과정 비교 연구의 증 가가 두드러진다. 아울러 정의적 영역에 관한 연구, 평가 연구, 비형식 교육 등 여러 분야의 연구가 비교적 고르게 시도되고 있다는 점도 최근 물리 교육 연구의 특징이라고 할 수 있다.
4) 연구 방법
마지막으로 연구 방법에 따라 분석하였다(Table 7). 2000 년대 초반 3년간을 분석한 결과, 40편 중 개발 연구가 15편 으로 가장 많았다(Deve: 37.5%). 설문지를 이용한 조사 연 구 (SurQ: 10.5편, 26.3%) 가 2순위였고, 이론 연구 (Theo:
6.5편)가 뒤를 이었다.
이 연구에서 개발 연구는 주로 실험도구의 개선, 교육 기 자재 개발 등을 의미하며, 이를 이용한 실험값을 제시하는 경우가 다수를 차지한다. 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션도 이에 해당한다. 개발 연구로 분류된 논문은 학습자나 교 수자를 대상으로 실제 교육 효과를 검증한 연구는 아니며, 대부분 논문의 서론이나 결론 부분에서 교육적 효과에 관 한 기대를 서술하고 있었다. 그럼 점에서 실제 학생들에게 투입하여 교육적 효과를 측정한 사회과학적 실험 연구와는 구분된다.
최근 연구 논문들에서 가장 많이 사용한 연구 방법은 설 문지를 활용한 조사 연구였다. 총 113편 중 28편으로 24.8%
였다. 다음 순위는 문헌 연구 방법으로 25편 (Lite: 22.1%) 이었다. 이 중에 14편은 교과서나 교육과정 분석 연구였다.
3순위는 2000년대 초반에 가장 많이 보고된 연구 방법인 개 발 연구(18.5편)였다. 전체적으로도 설문지를 이용한 조사 연구가 가장 많이 수행되었고, 개발 연구가 뒤를 이었다.
Figure 4는 Period A, B로 나누어 이 수치들을 비교한 그래프다. 2000년대 초반과 비교하면 최근에는 개발 연구 의 비중이 줄고, 조사 연구와 문헌 연구가 늘어나는 경향 이 있다. 그리고 최근에는 연구 방법이 다양하게 사용되고 있다. 또 개발한 도구나 프로그램을 학생에게 적용하고 그 결과를 보고한 연구(DeAp), 면담을 기반으로 한 조사 연구
Table 7. Research methods in physics education research articles.
Subcategory Period A Period B
Total
2000 2001 2002 Subtotal 2017 2018 2019 Subtotal
Deve 10.0 3.0 2.0 15.0* 7.5 4.0 7.0 18.5* 33.5*
DeAp 2.0 2.0 2.0 6.0 6.0
ExRe 2.0 1.0 3.0 6.0 4.0 4.0 1.5 9.5 15.5
SurQ 3.0 0.5 7.0 10.5* 6.5 13.0 8.5 28.0* 38.5*
SurI 2.5 1.0 4.5 8.0 8.0
Lite 1.0 1.0 2.0 2.0 12.0 11.0 25.0* 27.0*
Theo 3.0 0.5 3.0 6.5* 4.5 3.0 4.0 11.5 18.0
Qual 4.0 1.5 5.5 5.5
Else 1.0 1.0 1.0
Sum 18 6 16 40 29 44 40 113 153
* Within 3rd priority
Fig. 4. (Color online) Trend of research methods in physics education research.
(SurI), 질적 연구 방법 (Qual)이 등장한 점도 2000년대 초 반과 다른 최근의 특징이다.
5) 시기별 특징 비교
지금까지 내용 분석의 특징을 참여 대상, 물리학 내용, 교육 분야, 연구 방법별로 살펴보았다. 이제 시기별 특징을 도출하기 위하여 최빈 사례를 중심으로 비교하고자 한다.
2000 – 2002년(Period A)에는 중학생을 대상으로 역학 관 련 내용에 관한, 실험 도구를 개발한 연구가 가장 대표적이 다. 2순위는 각각 고등학생, 광학, 학생의 개념, 설문지를 이용한 조사 연구였다.
반면에 최근 2017 – 2019년 (Period B) 에는 고등학생을 대상으로 교육적 이슈, 그 중에서도 교육과정이나 교과서에 관하여 설문지를 이용하여 조사한 연구가 대표적이다. 2 순위는 각각 불특정 대상, 역학, 교사교육, 문헌연구였다.
Fig. 5. (Color online) Comparison of number of the most frequent subcategories in physics education during pe- riod A & B
이것을 나타낸 도표가 Fig. 5이다. 이와 같이 지난 20 년간 새물리에 게재된 물리 교육 연구의 특징을 살펴보면, 본 연구에서 설정한 4개 범주에서 모두 가장 빈번한 연구 의 종류가 바뀐 것을 볼 수 있다. Table 8에는 시기별로 1 또는 2순위의 특징을 지닌, 전형적인 대표 논문을 선별하여 제목을 제시하였다.
IV. 결론 및 시사점
이 연구에서는 2000년대 초반과 최근, 각 3년간 새물리 학술지에 게재된 물리 교육 관련 연구를 분석하여, 물리 교 육 연구의 변천과 동향을 탐색하고 시사점을 찾고자 하였다.
연구 결과 요약 및 결론은 다음과 같다.
첫째, 물리 교육 연구는 지난 20년간 양적으로 증가하는 경향을 보였으며 새물리 학술지에서 점차 비중이 커지고 있었다. 2000 – 2002년에는 총 40편, 연 평균 13.3편, 월 평균 1.1편의 물리 교육 논문이 게재되었다. 그런데 최근 3 년 동안 (2017 – 2019년) 총 113편, 연 평균 37.7편, 월 평균 3.1편이 게재되었다. 같은 기간에 새물리 학술지에 게재된 총 논문 수도 증가하였지만, 물리 교육 연구의 증가 비율이 전체 증가 비율의 1.96배로 나타나, 더 빠르게 증가함을 알
Table 8. Titles of typical examples of physics education research articles.
Year Title Reference
Period A (‘00–‘02)
2000
Improvement of Wave-Optics Experimental kits in Secondary Schools through the Use of Precisely
Manufactured Slits
[24]
2000 Computer Simulation Program to Rediscover the
Newton’s Second Law [25]
2002 High-school Students’ Concepts of Forces Acting on
Objects by Using Motional Situations [26]
2002 Middle-school Students’ Concepts of vision and of
the Properties of Light [27]
Period B (‘17–‘19)
2017 Comparison of Korean and Japanese High School
Physics Curricula [28]
2017
Analysis of Teachers’ Recognition of the Physics Lesson with Artificial Neural Network Models in
Elementary School
[29]
2017
Study on Regional High School Student’s Perception of Science Subjects for the College Scholastic
Ability Test
[30]
2017
A Study on Pre-service Teachers’ Demands by Analyzing their Questions in the ‘Introduction to
Physics Education’ Course
[31]
2018 Analysis of Middle School Science Teachers’
Difficulties in Teaching Physics Inquiry in Textbooks [32]
2019
Comparative Analysis of Physics Subjects in IB and 2015 Revised Curriculum -Focused on the Unit
‘Forces and Motion’, ‘Electricity and Magnetism’
[33]
수 있었다. 이러한 정량적 분석 결과는 물리 교육의 논문이 새물리 학술지의 양적 성장에 기여하고 있음을 시사한다.
참고로 유사한 성격의 학술지와 비교하면 물리 교육 연구 의 증가는 다소 특이하다. 예를 들어 한국과학교육학회지는 2000 – 2002년에 연 평균 73.7편, 초등과학교육은 21.3편, 대한화학회지는 89.0편, 한국지구과학회지는 58.3편이 게 재되었다 [6]. 반면에 2017 – 2019년에 한국과학교육학회지 는 연 평균 72.3편, 초등과학교육은 35.0편, 대한화학회지 는 57.3편, 한국지구과학회지는 48.0편이 게재되었다 [34].
과학교육 전문 학술지 (전자 2종) 의 논문 수는 별 차이가 없거나 증가하였지만, 내용학과 함께 교과교육을 게재하는 학술지(후자 2종)의 논문 수는 최근에 오히려 감소하였다.
그런데 새물리는 총 논문 편수가 연 평균 135.3편에서 195.3 편으로 증가하였고, 이 중 물리 교육 논문도 연 평균 13.3 편에서 37.7편으로 증가하였다. 이에 대한 원인으로는 논문 심사 과정의 전산화, 월 1회 발행의 장점, 평균 심사 기간의 단축, 연구자들의 열성 등을 들 수 있을 것이다. 그러나 이는 본 연구의 자료를 통해 논의하기가 쉽지 않기에, 학술지의 지속적인 성장과 발전을 위해서 심층적인 후속 연구가 필 요하다.
둘째, 두 시기에 실린 논문의 내용을 참여 대상, 물리학 내용, 교육 분야, 연구 방법에 따라 분석한 결과, 최근에는 연구 대상의 학교 급이 높아지고, 교육학적 요소 및 학습자
의 반응을 근거로 하며, 사회과학적 방법을 이용한 연구로 변화하는 경향이 있었다. 또 전반적으로 연구의 대상, 내용, 방법 등이 다양해졌다. 예를 들어 2000 – 2002년 (Period A)에는 범주별로 각각 중학생을 대상으로, 역학 관련 내용 에 관해, 실험 도구를 제안하는, 개발 연구가 가장 대표적 사례였다. 범주별 2순위는 각각 고등학생, 광학, 학생의 개념, 설문지를 이용한 조사 연구로 나타났다. 반면에 최 근 2017 – 2019년 (Period B) 에는 고등학생을 대상으로, 교육적 이슈, 특히 교육과정 및 교과서에 관하여, 설문지로 조사한 연구가 대표적이었다. 범주별 2순위는 각각 불특정 대상, 역학, 교사교육, 문헌연구였다. 아울러 최근에는 영 재나 예비교사를 대상으로 한 연구, 정의적 영역 및 비형식 교육에 관한 연구, 질적 연구 등이 꾸준히 시도되고 있다.
2000 – 2009년에 게재된 화학교육 논문에 관한 선행 연구 [7]에서 연구자들은 국내 연구가 중등학생을 주 대상으로 하는 반면에, 국외 연구는 대학생이 70% 이상임을 발견하 고 연구 대상의 다양화를 제언하였다. 그런데 본 연구에 따르면, 새물리에서는 최근 중등학생뿐 아니라, 예비교사나 교사를 대상으로 하는 연구가 늘어나고 있다. 이것은 연구 대상의 다양화 측면에서 긍정적인 신호로 해석할 수 있다.
그러나 IRB 심의와 같이 최근 연구 환경의 변화에 따른 불 가피한 전환일 수도 있다. 이에 대해서는 후술하고자 한다.
본 연구 결과를 바탕으로 시사점 및 후속 연구를 다음과 같이 제안하고자 한다. 첫째, IRB 심의에 따른 미성년 대상
연구의 축소에 대한 대비가 필요하다. IRB (Institutional Review Board) 는 인간 및 인체 유래물 등을 연구할 때 인 간의 존엄과 가치를 침해하거나 위험이 가해지는 상황을 방지하지 위한 제도적 장치 [17]이다. 관련 법안은 2004 년에 제정되고 이후 수차례 개정되고 있으며 규정이 점차 엄밀해지고 있다. 특히 2012년 2월에 개정되고 2013년 2 월에 시행된 법률에 따르면, 생명윤리정책의 영역이 확대 되어 인간에 관한 연구도 기관생명윤리위원회의 심의를 거 치도록 하였다. 물론 인권을 중시하는 민주시민사회에서 반드시 필요한 조치이고, 이미 국내 학계의 동의도 이루어진 상태이다.
그러나 아무래도 연구자 입장에서는 부담이 따른다. 특 히 초중고 학생과 같은 미성년자의 경우에 대리인의 동의와 서명이 필요하다. 학부모와 연락을 하여야하기 때문에, 연 구를 수행하는 과정에서 경제적, 시간적, 현실적 제약으로 작용할 수 있다. 그런데 초중고 학생을 대상으로 한 연구는 학교 교육 연구에서 가장 기본이 된다. IRB에 의한 연구 대상의 변화에 대해서는 면밀한 추가 조사가 필요하겠지만, 2000년대 초반에는 중학생 대상 연구가 가장 많았는데, 최 근 연구에서 대학생 및 교사 대상 연구가 늘어난 이유와도 관련이 있을 수 있다. 이는 학생 집단에 대한 연구 기피로 인해 기초 연구 자료의 부족을 야기할 수 있다. 그러므로 이에 대한 구체적인 자료 수집 및 분석, 대안 마련 등이 필 요하다.
둘째, 학문 후속 세대의 교육을 위해 이공계열 전공 대학 생 및 대학원생을 대상으로 한 연구가 필요하다. 최근에는 전반적으로 다양한 학교 급을 대상으로 연구가 진행되고 있지만, 유독 이공계열에서 전공을 학습하는 대학 2 4학 년을 대상으로 한 연구는 거의 없다. 특히 대학원생을 주 연구 대상으로 한 논문은 이번 6년 치 새물리 논문 분석에서 발견하지 못 하였다. 그나마 사범대 물리교육과에 속한 2 – 4학년 대학생에 대한 연구가 늘어나는 경향이 있지만, 대체로 예비 교사 양성을 지향하므로 교육 목적이 다소 다 르다. 현재 대학원 물리학 및 관련 학과로 진학을 희망하는 학생이 급격이 줄고 있음을 고려하면 [35], 학문 후속 세대 양성을 위해 시급히 관련 사항의 논의가 진행되어야 한다.
물리학 전공자와 물리교육 전공자 함께 대안을 마련하면 더 효과적일 수 있으므로, 학회나 학계 차원의 적절한 후속 조치가 요구된다.
셋째, 융복합 관련 교육 연구가 새물리 학술지에 게재되 지 않은 이유에 대한 분석이 필요하다. STS, SSI, STEM, STEAM 등 국내외에서 다양한 형태의 융복합형 과학 교 육이 끊임없이 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 새물리 학술지에는 이러한 연구 결과가 거의 발표되지 않고 있다.
물론 새물리가 기본적으로 물리학 주제를 중점적으로 다루
지만, 홈페이지에도 소개한 바와 같이 새물리는 물리 교육 및 간학문적 연구를 포괄하고 있으며, 과학 교사나 학생도 독자층으로 제시하고 있다 [36]. 물리와 관련 있는 융복합 교육에 관한 최신 정보들이 논문의 형태로 제시될 수 있도록 하기 위하여, 새물리에서 이런 연구 성과물의 게재가 저조한 이유에 대한 조사와 더불어 대안 마련이 필수적이다.
마지막으로 실험 도구나 교수 방법의 개발 연구와 관련하 여, 학습자의 경험이나 교육적 효과가 추가된 형태의 후속 연구를 추천하고자 한다. 물리학을 전공하고 대학 등에서 교육에 임하는 다수의 물리학자들이 실제 연구나 교육 경 험을 바탕으로 다양한 종류의 실험 키트나 교재, 교수 방법 등을 제안하고 있다. 이런 제작물이나 개선안이 포함한 논 문은 PACS Number 01.40이나 01.50에 해당하므로, 물리 교육 연구로 분류되어 심사가 진행될 가능성이 크다. 그런 데 이러한 논문을 사회과학 연구방법론의 측면에서 분석 하면, 새 제안이 교육에 도움이 될 것이라는 일종의 가정 (assumption) 내지는 가설 (hypothesis) 에 가깝다. 즉, 아 직은 교육적 검증이 이루어지지 않은 상태라고 볼 수 있다.
창의적인 제안은 반드시 그 자체로 존중되어야 하며, 충 분히 가치가 있다. 하지만 그것이 실제 교육 현장에서 널 리 보급되기 위해서는 새로운 방법이 효과적이라는 교육적 증거가 필요하다. 실제로 본 연구를 위한 사전 면담 중에 이 부분에 관해 일부 물리학 전공자에게서 오해가 있음을 발견하였다. 새 제안이 물리학적으로 타당하다고 하더라도, 이것이 교육적으로 효과적임을 보장할 수는 없다. 필요조 건이기는 하지만, 충분조건은 아니기 때문이다.
본 연구에서도 확인하였듯이, 실험 도구나 프로그램 등을 제안하고 개발한 연구 결과물은 전통적으로 새물리에서 주 요한 비중을 차지하고 있다. 이를 교육적으로 발전시키기 위하여, 새로운 제안이나 방법을 실제 교육에 적용하고 그 에 따른 효과를 분석하는 방식으로 후속 연구를 진행한 후 그 결과를 투고하여, 더욱 정확한 교육적 정보를 공유하는 방식을 제안하고자 한다. 특히 여기서 물리학자와 물리교육 자의 협력적 연구가 도움이 될 수 있을 것이다. 이러한 연구 결과들이 누적되어 향후 물리 교육 전반에 걸쳐 긍정적인 영향을 줄 수 있기를 기대한다.
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