R 맵핑 도구를 활용한 통계 분석에 기반한 과학의 본성에 대한 문헌 분석

조헌국(Hun koog Jho) 학습자중심교과교육학회 2018 학습자중심교과교육연구 Vol.18 No.18

본 연구의 목적은 통계 분석 도구인 R을 활용한 데이터 시각화를 활용해 과학의 본성에 대한 연구의 특징을 도출하고 이에 따른 시사점을 도출하는 것이다. 이에 사회과학인용지수(SSCI)에 등재된 학술지를 대상으로 R을 활용해 총 356개의 논문에 대한 문헌 정보를 추출하였다. 본 연구에서는 R 패키지인 bibliometrix를 활용하여 기술 통계 및 네트워크 맵핑 분석을 실시하였다. 기술 통계 결과, 과학의 본성에 대한 연구가 미국과 영국을 중심으로 세계 여러 국가에서 수행되고 있으며, 특히 Lederman과 그의 동료를 중심으로 한 과학의 본성에 대한 연구가 가장 많은 주목을 받고 있음을 알 수 있었다. 네트워크 분석 역시 이러한 기술 통계의 결과를 반영하고 있으며, 공저 네트워크 및 공동연구 네트워크 결과를 살펴보면 Lederman을 포함한 연구 결과가 가장 많이 인용됨을 알 수 있었다. 개념 구조 및 동시 출현 분석은 과학의 본성에 대한 연구가 크게 교사와 학생의 과학의 본성 이해, 과학의 본성의 철학적 측면, 과학 관련 사회적 쟁점에서의 과학의 본성의 역할, 과학적 탐구와 과학의 본성의 관계로 범주화될 수 있음을 나타내고 있다. 그리고 역사적 통계 분석은 Lederman을 중심으로 한 연구들이 어떻게 오늘날 이러한 주요 연구의 흐름으로 이어지는지 주요 노드에 해당하는 연구들을 보여주고 있다. 이에 본 연구에서는 R을 활용한 데이터 시각화 분석이 과학의 본성 외에 다양한 과학교육의 주요 쟁점에 대한 연구에 유용하게 활용될 수 있는지 시사점을 제공하였다. The purpose of this study was to figure out the trends and features of researches on the nature of science (NOS) through the bibliometric analysis and network mapping. A total of 356 articles on NOS were extracted from the online database system, published since 1965. Using the bibliometrix R-package, the data analysis were categorized into descriptive and network analysis. The descriptive analysis showed the growing interest in NOS all over the world, particularly in the United States and the United Kingdom. Lederman’s group supporting the consensus view was most productive, and their articles were highly cited rather than those of other authors. The network analysis also supported the strong impact of Lederman’s group on NOS research by author coupling, collaboration, and co-citation analysis. Conceptual structure map and co-occurrence analysis revealed major categories of NOS topics into students’ and teachers’ conceptions of NOS, philosophical aspects of NOS, NOS in the context of socio-scientific issues, and NOS in scientific inquiry. The historiograph summarized the relevant articles on NOS in a chronological way. This study gave some implications on how R-mapping tool could contribute to the literature review of topics in science education.

불일치 상황에서 나타나는 초등학생들의 관찰 유형과 학습자의 과학의 관점이 관찰 활동에 미치는 효과 분석

조헌국 ( Hun Koog Jho ),송진웅 ( Jin Woong Song ) 한국초등과학교육학회 2011 초등과학교육 Vol.30 No.4

The purpose of this study is to identify how primary students make decision in an anomalous situation of discrepancy between the observation result and their prior knowledge and what is the relationship between their decision and views on science. In this study, the researchers have observed a science class of fifth graders for two months and collected qualitative data such as field note, audio transcript, video-recording, photo and interviews. It is shown that participants experienced three types of subjective observation as listed: expectation-related, theory-dependent and dilemmatic observation. The questionnaire of the students to the views on science reveals that most of them thought highly of empiricism and utility of science. With this result, it is found that they took into account the limitation and provision of experiments while making judgment in an anomalous situation. That is to say, their assessment of experiments and observation is crucial in judgment in the situation that their observation is incompatible with their prior knowledge. The researchers conclude that their views on science may influence their observation and suggest the ways to promote students` ability linked to observation.

과학교육에 대한 철학적 담론

조헌국(Jho, Hun-Koog) 강원대학교 인문과학연구소 2013 인문과학연구 Vol.0 No.38

오늘날 과학교육은 민주시민으로서의 과학적 소양 함양 외에도 사회 및 국가의 경제 성장과 발전을 위해서도 매우 필수적인 것으로 인식되고 있다. 특히 과학기술로 인해 야기된 다양한 문제들이 발생하면서 이를 비판적으로 인식하고 해결하기 위한 능력이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 최근 나타나는 과학 관련 사회적 쟁점을 중심으로 과학교육을 둘러 싼 여러 가지 관점들이 가지는 철학적 특징에 대해 고찰하고, 이를 해결하기 위한 대안이 무엇인지 논의하고자 한다. 또한 새로운 과학교육의 움직임을 이해하고 뒷받침하기 위한 철학적 기반으로서 포스트모더니즘을 제안하고자 한다. 과학교육은 관찰 가능하거나 경험 가능한 사실 또는 현상에 대해 탐구하고 그 원리를 파악한다는 점에서 경험주의 또는 실증주의에 기반한다. 이는 과학이라는 객관적, 실증적 학문을 이해하고 전달하기 위한 목적으로서의 과학교육에 대한 인식을 말한다. 한편 과학교육은 개인 또는 사회의 지식이 합의되고 구성되며, 과학 지식 역시 여러 사회문화적 상황에 영향을 받는다는 점에서 구성주의에 기반한다. 이는 과학지식을 절대적이고 보편적인 것이 아닌 사회적 합의에 의해 구성된 맥락적이고 잠정적이라는 인식을 포함한다. 한편, 과학 지식이 절대적이고 보편적이지는 않으나 인간의 이성과 직관, 문화 등에 의해 이해되며 점차 이해의 폭과 깊이가 증가한다는 관점을 택하는 해석학적 입장이 존재한다. 각각의 관점은 과학자 또는 과학철학자, 과학교육자의 비판을 받고 있다. 실증주의적 입장의 경우, 쿤 (Kuhn), 라카토스 (Lakatos) 등의 과학철학자들이 주장하는 과학 지식의 변천 과정에 대한 설명과 일치하지 않으며, 구성주의는 과학 지식을 주관적으로 인식할 경우, 과학지식의 구성과정과 권위에 대해 부정하고 회의주의에 빠질 우려가 있다. 해석학적 관점 역시 실증주의적 입장에 의해 비판 받으며, 지식의 형성과 합의 과정을 해석학적 순환 및 해석의 지평의 만남과 확장으로 설명하고자 하는데, 이러한 과정은 반드시 과학적 추론과 방법이 주가 되지 않는다. 따라서 구성주의와 마찬가지로 과학 지식의 사회문화적 특성에 대한 비판을 피하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 철학적 관점의 간극을 해소하고 통합하기 위해 과학 관련 사회적 쟁점을 활용한 교육의 특징을 서술하고 포스트 모더니즘에서의 탈구조성과 담론의 형성, 다양성 등의 측면에 따라 과학교육을 이해하고 다원주의적 과학교육의 새로운 흐름을 제시하였다. Nowadays, science education plays a crucial role in cultivating scientific literacy for citizenship as well as bringing about economic growth for societies and nations. However, various social issues caused by development in science and technology are emerging and individuals should be able to make critical judgment and have capabilities of informed problem-solving. Thus, this study aims to elucidate philosophical viewpoints about science education and discuss the solution to relieve the tension among them, centering on socio-scientific issues which become popular in science education community. Especially, this study suggests the fruitfulness of postmodernism as a philosophical foundation of science education. Science education is based on (post-)positivism on the ground of inquiries and examinations about observable or empirical phenomena. This is viewed science education as an instrument to deliver objective and comprehensive science knowledge. On the one hand, science education is connected with constructivism when accepting that science knowledge is socially constructed and culturally affected. This view entails that science knowledge is tentative and contextualized, but not absolute and universal. As well, science education can be understood as hermeneutics when stressing rationality, intuition, thought styles contributes to knowledge construction. The aforementioned views are criticized by scientists, philosophers and science educators: (post-)positivist viewpoint is not compatible with explanation about knowledge claims by Kuhn and Latakos; constructivist may fall into skepticism about science knowledge when concentrating on social embeddedness of science; and hermeneutics is not based on scientific inference and methods. Hence, this study suggests post-modernist perspective on science education in order to resolve the problems presented above and explain the philosophy of science education. Centering on socio-scientific issues, this study illustrates the nature of socio-scientific issues in regard to post-modernity such as permeability, plurality and others, and gives some implications of pluralistic science curriculum for the constructive future.

연구논문 : 초등학생들의 과학 관련 태도에 대한 문헌 연구

조헌국 ( Hun Koog Jho ) 한국초등과학교육학회 2012 초등과학교육 Vol.31 No.4

This study aimed to investigate primary students` science-related attitudes through the literature review. Ninetyfour papers published in domestic science education journals, since 1990, were collected and were followed by content analysis. In this study, science-related attitude was conceptualized as attitude toward science, scientist, science-related occupations, and school science, which is composed of cognitive, affective and behavioral domains. Based on the conceptualization, the instruments used for measuring students` attitudes were analyzed. The analysis of definition of science-related attitude in the articles showed different foci on cognitive, affective and behavioral domains. To suggest the effective instruction for enhancing students` science-related attitudes, this study identified students` attitude with gender, grade, residence and achievement level. The result showed that male, urban, higher-grade and better performed students had more positive attitude than female, rural, lowergrade and less performed students. As for the factors in science-related attitude, I categorized the factors into personal, environmental and pedagogical aspects, and found that psychological elements in all domains were most influential to students` change of science-related attitudes. It is interesting to note that students showed dichotomous views about experiment and that task-oriented instruction failed to enhance students` attitude. Based on the research findings, this study suggests effective instruction for improving students` attitudes and future research for science education.

근대 과학자와 예술가의 사례를 통해 살펴 본 융복합교육으로서의 과학교육: 과학과 예술을 중심으로

조헌국 ( Hun Koog Jho ) 한국과학교육학회 2014 한국과학교육학회지 Vol.34 No.8

통섭 또는 융복합은 오늘날 매우 많은 관심을 받고 있다. 이에 본연구에서는 과학과 예술의 통합을 시도한 근대 과학자와 예술가들의발견 과정을 중심으로 융복합의 특징을 살펴보고, 근대의 사회철학적배경을 고려함으로써 오늘날 과학교육이 융복합교육으로서 필요한 과제와 방향에 대해 논의하고자 한다. Netwon, Kepler, Galileo 등의 근대 과학자들은 예술의 사실적 묘사와 같은 방법을 통해 과학 지식을표현하고 추론하는 데 활용하였으며, 예술과 과학의 규칙과 대응 관계를 통해 새로운 이론을 주장하고자 하였다. 예술가들 역시 과학을 통해보다 사실적인 현상의 묘사를 힘썼으며, 특히 선원근법을 중심으로한 해부학과 광학에 주로 의존하였다. 또한 과학자들과 예술가들 모두유비 추리를 통한 일종의 “빌려오기”를 통한 융복합을 시도하였다. 이는 시기적으로 신플라톤주의의 영향을 받은 것으로 해석할 수 있다. 당시의 과학자들은 상황이나 장소에 대한 구분 없이 적용되는 보편타당한 법칙과 방법을 추구하였으며, 예술과의 융합을 통해 과학 지식을예술에 접목시키기도 하고 예술의 유용한 도구를 과학적 발견에 활용하기도 하였다. 따라서 오늘날 융복합교육으로서의 과학교육은 학생들에게 보다 전체적인 관점에서 바라볼 수 있도록 해야 하며, 과학과예술 간의 통합을 통한 아이디어 창출을 목표로 과학과 예술 간의상호 보완적인 관계를 중심으로 초학문적 시도를 장려해야 한다. 또한,협동학습의 조직 및 관련되는 평가 기준의 마련을 통해 집단적 창의성을 증진시키고 일상 맥락에서의 문제 해결을 통한 경험을 강조해야할 것이다. The convergence and consilience in education (hereafter, interdisciplinary education) is receiving greatattention from societies. This study aims to investigate the works of scientists and artists who have intendedto combine science with the arts in the modern era, to take into account the socio-philosophical setbacksduring the period, and to suggest pedagogical implications of science education as interdisciplinaryeducation. The concept of interdisciplinary education stems from Plato’s thought, idea, as a comprehensiveand invariant truth. The renaissance, full of enrichment about scientific achievement, was based onNeo-Platonism pursuing holistic-synthetic approach. During the time, scientists presented in this studytried to find comprehensive principles and borrow useful method from the arts. In such a context, scientistsnot only made use of the arts for expression of scientific knowledge, but also drew conclusion by analogicalreasoning between science and the arts. Artists, as well, relied upon anatomy and optics especially, toelaborate linear perspective and even developed their own scientific knowledge through personalexperience. Hence, contemporary science education should encourage students to hold a holistic viewpointabout science and the arts, articulate explicit goals and outcomes as interdisciplinary education, implementmeta-disciplinary instruction about science and the arts, and develop assessment framework forcollaborative learning. There may be good examples for inter-disciplinary education as listed: illustratingscientific ideas through the arts and vice versa, organizing collaborative works and evaluations criteriafor them, and stressing problem solving on a daily basis.

포스트모더니즘의 관점에서 본 과학 관련 사회적 쟁점에 대한 온라인 토론의 과학교육적 함의: 광우병 사례를 중심으로

송진웅 ( Jin Woong Song ),조헌국 ( Hun Koog Jho ) 한국과학교육학회 2010 한국과학교육학회지 Vol.30 No.8

이 연구는 과학 관련 사회적 쟁점의 온라인 토론의 특징을 드러내고 이를 포스트모더니즘의 관점에서 해석하여 그 시사점을 제공하고자 한다. 연구 내용은 광우병과 관련된 과학적 주장 및 사회, 경제, 정치적 쟁점 간의 연결 관계를 보여주며 텍스트의 독창성, 저자와 독자의 관계, 발화 목적에 따른 특징을 드러내는 것이다. 이에 따라 본 연구는 온라인을 통한 사회적 논쟁의 대표적 사례인, 2008년 수입 쇠고기 논쟁을 중심으로 포털 사이트의 토론 게시판 66개의 글을 분석하였다. 연구 결과, 텍스트는 광우병과 관련된 5가지 과학적 논쟁 - 광우병의 발병원인, 변형 프리온의 검출 위치, 변형 프리온 섭취량과 인간 광우병의 발병 관계, 광우병에 대한 한국인의 유전적 취약 여부, 치매환자 증가와 광우병 사이의 상관관계 - 을 담고 있었다. 각 주장은 국내 소고기 시장의 파급 효과, 수입소 위생 및 사육환경, 무역 보복 가능성 등 다양한 사회적, 경제적, 정치적 문제가 얽혀 있었다. 독창성의 관점에서 텍스트는 짜깁기와 ‘펌’, 독자에 의한 간섭을 통해 저자의 권한이 약화되고 집단적 특징의 글쓰기를 보여주었다. 나아가 저자와 독자 간의 거리를 좁히기 위해 저자의 정체성이나 개인적인 이야기들이 텍스트 속에 소개되었다. 발화 목적의 관점에서는 체계적인 논리와 정보의 전달보다는 감정 표현이나 행동의 변화가 중심이 되는 경향이 나타났다. This study aims to feature a socio-scientific issue debated on the Internet and to provide implications from a postmodernist perspective. This study concentrates on disentanglement of the relation to society, economy, politics and science and characterization of the given text centering on its originality, the relationship between writer and reader, and the purpose of utterance. Sixty-six most read articles on a web message board were chosen and analyzed as a typical case of a socio-scientific issue in the internet. In them, five scientific disputes were identified: the cause of mad cow disease (MCD), specified risk material and the incubation period, the cause of new variant Creutzfeld-Jakob disease (vCJD), vulnerability of vCJD and the relation of Alzheimer and vCJD in American patients. Each argument is intertwined with social, economic and political problems such as its impact on the domestic beef market, feeding environment of imported cattle and the retaliation against denial of importation. With regard to originality, it is found that the originality of an author is weakened but communal through repetitive quotation of `Peom`, cutting and pasting, and engagement of readers with their comments. Furthermore, in order to close the gap between writer and reader, identity and personal narrative of the writers are often introduced into their writing. In terms of purpose of utterance, these are intended to deliver one`s feelings or facilitate human behavior rather than inform through verification of a principle.