토픽모델링을 활용한 SIAM Journal on Applied Mathematics의 연구 동향 분석 = Analysis of Research Trends in SIAM Journal on Applied Mathematics Using Topic Modeling

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to analyze the research status and trends related to the industrial mathematics based on text mining techniques with a sample of 4910 papers collected in the SIAM Journal on Applied Mathematics from 1970 to 2019. The R program was used to collect titles, abstracts, and key words from the papers and to analyze topic modeling techniques based on LDA algorithm. As a result of the coherence score on the collected papers, 20 topics were determined optimally using the Gibbs sampling methods. The main results were as follows. First, studies on industrial mathematics were conducted in a variety of mathematics fields, including computational mathematics, geometry, mathematical modeling, topology, discrete mathematics, probability and statistics, with a focus on analysis and algebra. Second, 5 hot topics (mathematical biology, nonlinear partial differential equation, discrete mathematics, statistics, topology) and 1 cold topic (probability theory) were found based on time series regression analysis. Third, among the fields that were not reflected in the 2015 revised mathematics curriculum, numeral system, matrix, vector in space, and complex numbers were extracted as the contents to be covered in the high school mathematical curriculum. Finally, this study suggested strategies to activate industrial mathematics in Korea, described the study limitations, and proposed directions for future research.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 텍스트 마이닝 기법을 이용하여 산업수학과 관련한 논문들의 연구 현황 및 동향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위해 R로 1970년부터 2019년까지 SIAM Journal on Applied Mathematics 총 4910편 논문의 제목, 초록, 주제어를 수집하였으며, LDA 알고리즘 기반의 토픽모델링 분석을 수행하였다. 수집된 자료에 대한 coherence score 분석 결과, 토픽의 최적 개수는 20개로 결정하였으며, 핵심 연구 주제들은 Gibbs 샘플링 방법을 기반으로 추출하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 해석학과 대수학을 중심으로 계산수학, 기하학, 수학적 모델링, 위상수학, 이산수학, 확률 및 통계학 등 다양한 수학 분야에서 산업수학 관련 연구가 진행되었다. 둘째, 연대별 연구 주제의 동향을 분석한 결과, 상승하는 연구 주제는 수리생물학, 비선형편미분방정식, 이산수학, 통계학, 위상수학으로, 하강하는 연구 주제는 확률론만 나타났다. 셋째, 2015개정 수학교육과정에서 반영되지 않은 분야 중 고등학교 수학교육과정에서 다루어야 할 내용으로 기수법, 행렬, 공간벡터, 복소수가 도출되었다. 마지막으로 분석 결과를 바탕으로 우리나라의 산업수학 활성화 방안과 본 연구의 제한점 및 후속 연구를 제시하였다.

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