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온라인 과학 기사 텍스트 마이닝을 통해 분석한 에너지 용어 사용의 맥락
오치영 ( Chi Yeong Oh ),강남화 ( Nam-hwa Kang ) 경북대학교 과학교육연구소 2021 科學敎育硏究誌 Vol.45 No.3
본 연구에서는 일상생활에서 에너지 용어가 사용되는 맥락을 알아보기 위하여 온라인 과학 기사를 수집하여 언어 네트워크, 토픽 모델링 분석 기법을 활용해 에너지 관련 기사에 사용된 용어의 빈도, 용어 네트워크, 기사의 주제를 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 2018.3.1.부터 1년간의 온라인 과학 분야의 기사 중 에너지를 검색어로 하여 10개의 국내 중앙지에서 검색 및 선정된 2,171편이다. 이 기사들을 자연어 처리하여 51,224개의 문장과 507,901개의 단어로 데이터를 구성하였다. R 프로그램을 활용하여 용어 빈도수 분석 및 언어 네트워크 분석을 실시하였고, 에너지 용어 사용의 맥락 탐색을 위해 구조적 토픽 모델링 분석을 적용해 기사의 주제를 도출하였다. 기사에 사용된 용어 중 빈도수가 유난히 높은 용어는 기술, 연구, 개발로 새로운 소식을 알리는 기사의 특성을 반영한 것으로 나타났다. 한편, 기사 2편당 한 번 이상의 빈도로 사용되는 용어에는 산업 관련 용어(산업, 제품, 시스템, 생산, 시장)와 ‘전기’, ‘환경’과 같이 에너지 관련 용어로 충분히 기대되는 용어들이 있었다. 한편, 에너지 관련 과학 수업에서 자주 사용되는 ‘태양’, ‘열’, ‘온도’, ‘발전’도 빈도수 상위에 속하는 용어로 드러났다. 용어 네트워크 분석에서는 산업 및 기술과 관련된 용어와 기초과학 및 연구 관련 용어들이 약한 강도이지만 서로 군집을 이루는 것을 확인하였다. 한편, 에너지와 쌍을 이루는 용어의 분석에서는 ‘에너지 효율’을 비롯해 ‘에너지 절감’, ‘에너지 소비’ 등과 같이 에너지의 사용에 관한 용어들이 다수를 이루고 그 사용 빈도가 가장 높았다. 에너지 용어가 사용되는 맥락은 16개의 주제를 분류한 4가지 영역으로 ‘첨단산업’, ‘산업’, ‘기초과학’, ‘환경 및 건강’으로 나타났다. 에너지 사용 관련 용어가 상당히 많이 사용된다는 결과는 에너지 수업의 시작점으로 에너지 저급화 개념의 도입이 효과적일 수 있음을 시사한다. 또한, 첨단산업이나 환경 및 건강의 맥락을 에너지 학습에 도입할 필요성도 보여준다. 본 연구에서 드러난 16개 주제에서 보이는 다양한 에너지 용어가 사용되는 맥락을 재구성해 에너지 관련 수업에 활용한다면 학생들이 학교에서의 에너지 학습과 일상적 상황을 통합적으로 인식하는 데 도움이 될 것이다. This study identifies the terms frequently used together with energy in online science news articles and topics of the news reports to find out how the term energy is used in everyday life and to draw implications for science curriculum and instruction about energy. A total of 2,171 online news articles in science category published by 11 major newspaper companies in Korea for one year from March 1, 2018 were selected by using energy as a search term. As a result of natural language processing, a total of 51,224 sentences consisting of 507,901 words were compiled for analysis. Using the R program, term frequency analysis, semantic network analysis, and structural topic modeling were performed. The results show that the terms with exceptionally high frequencies were technology, research, and development, which reflected the characteristics of news articles that report new findings. On the other hand, terms used more than once per two articles were industry-related terms (industry, product, system, production, market) and terms that were sufficiently expected as energy-related terms such as ‘electricity’ and ‘environment.’ Meanwhile, 'sun', 'heat', 'temperature', and 'power generation', which are frequently used in energy-related science classes, also appeared as terms belonging to the highest frequency. From a network analysis, two clusters were found including terms related to industry and technology and terms related to basic science and research. From the analysis of terms paired with energy, it was also found that terms related to the use of energy such as 'energy efficiency,' 'energy saving,' and 'energy consumption' were the most frequently used. Out of 16 topics found, four contexts of energy were drawn including ‘high-tech industry,’ ‘industry,’ ‘basic science,’ and ‘environment and health.’ The results suggest that the introduction of the concept of energy degradation as a starting point for energy classes can be effective. It also shows the need to introduce high-tech industries or the context of environment and health into energy learning.
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