멍멍 궈

중국 인민대학교 철학 박사(PhD)

미국 스탠퍼드 대학교 연구 조교

무역 분야 독립 기업가  

연구 결과:

정치와 미디어에서 과학의 통합 강화가 시급하다

과학 교육은 과학에 대한 대중의 인식을 높이고, 정보에 입각한 사회를 조성하는 데 결정적인 역할을 합니다. '과학 문해력(scientific literacy)'이라는 용어는 195년에 처음 사용되었으며, 과학에 대한 대중의 이해가 필요하다는 점을 강조합니다. 오늘날 과학 교육은 현대 교육, 시민 참여 및 문화적 역동성의 중심에 있습니다. 우리는 과학 교육 문헌의 발전을 조사하고 미래의동향을 예측하는 연구를 수행했습니다. 연구 결과, 지역적·개인적 과학 문헌의 헤게모니와 정치적 의사결정자들이 더 많은 책임을 지고 과학을 실제에 더 많이 적용할 필요성이 분명해졌습니다. 우리는 이 연구 분야의 지적 구조에 대한 종합적인 그림을 그리기 위해 계량서지학적 분석 및 데이터 시각화 기술을 사용했습니다.

과학 교육의 발전과 핵심 지표

과학 교육은 해결되지 않은 사회과학적 문제를 해결하고 사람들을 책임 있는 시민으로 변화시킬 수 있습니다. 우리의 연구는1980년부터 2019년까지 특정 분야에서 과학 교육 문헌의 발전과 그에 따른 영향을 분석했습니다. 특히 디지털화와 글로벌 네트워킹의 중요한 발전이 있었던 2000년 전후의 20년을 중점적으로 분석했습니다. 우리는 특히 2008년 금융 위기 이후 과학교육에 대한 관심이 눈에 띄게 증가했음을 발견했습니다. "국제 과학 교육 저널(International Journal of Science Education)", "과학 교육 연구 저널(Journal of Research in Science Teaching)" 같은 학술지와, 조나단 오스본, 로잘린드드라이버, 노먼 G. 레드먼과 같은 저자들이 과학 문헌에  많이 인용되었습니다. 또한, 이 문헌은 주로 서구에서 발행되어 다른문화적 관점을 이해할 필요성을 강조합니다. 최근 능동적인 지식 영역에는 문해력, 학습 진전 및 비형식적 사고가 포함됩니다. 디지털 미디어를 통한 커뮤니케이션 채널의 혁신에도 불구하고, 지난 10년간(2009-2019) 과학 교육 분야에서는 새로운 연구동향이 나타나지 않았습니다. 이는 다른 국가 연구자들의 혁신적인 역량과 창의성을 활용하기보다 기존의 문헌을 인용할 때의문제를 보여줍니다.

방법론 및 분석

계량서지학적 분석은 연구자가 과학적 지식을 양적으로 분석하고 패턴과 발전 과정을 식별할 수 있게 합니다. 이 방법은 학문적지식의 경계를 파악하고, 지적 기반을 식별하는 데 도움이 됩니다. 데이터 시각화 및 네트워크 분석은 빅데이터 분석을 지원하는Java 기반 데이터 시각화 도구인 CiteSpace의 지원을 받아 수행되었습니다. CiteSpace는 '최소신장트리(minimum spanning tree)', '패스 파인더(pathfinder) ', 'EM(expectation maximization)' 등의 알고리즘을 사용하며, Thomson Reuters의 Web of Science와 Scopus 같은 주요 색인 인덱싱 서비스와  호환됩니다. 데이터 수집은 과학 교육에 대한 고품질 연구를 포함하는 Scopus 데이터베이스에서 수행되었습니다.

이 분석은1980년부터 2019년까지 9,578건을 포함합니다, 그 결과 대부분의 연구가 북미에서 이루어진 것으로 나타났으며,캘리포니아대학교 버클리와 런던 킹스 칼리지 같은 기관들이 주도적인 역할을 했습니다. 가장 활발하게 활동한 저널 중에는 International Journal of Science Education, Journal of Research in Science Teaching, Science Education이 포함되었습니다.  재정 지원 기관의 50% 이상이 북미에 기반을 두고 있으며, 대표적으로 호주 연구위원회(Australian Research Council)와 유럽연합 집행위원회(European Commission)가 포함됩니다.

과학의 주요 연구 및  전환점

공동 인용된 참조 문헌을 분석하여 가장 중요한 문서와 그 연결성을 확인했습니다. 가장 가장 빈번히 공동 인용된 논문에는Bonney 외의「Citizen Science: A developing tool for expanding science knowledge and Scientific Literacy」가 포함되어 있으며, 이는 시민 과학의 중요성을 강조하고, 미국 국립 연구 회의의 「National Science Education Standards」 보고서에서 과학 교육 표준의 필요성을 강조합니다. 오스본과 딜런은「Science Education in Europe: Critical Reflections」에서 유럽의 과학 교육을 비판적으로 검토하며 개선 방안을 제시했습니다. 진화적 핫스팟 분석을 통해, Bauer의  「Scientific Literacy and the Myth of the Scientific Method」 (1992)와 같은 문헌들이 과학 교육 문헌의 발전의 전환점으로 기능했음을 보여줍니다. 이러한 연구들은 현대 생활에서 과학과 기술의 중요성을 강조하며 기존 교육 개혁의 실효성을 비판합니다. 버스트 분석(burst analysis)을 통해 특정 기간 동안 집중적으로 인용된 문서들을 식별했으며, 이는 과학 교육 발전에서 이들의 중요성을 시사합니다. 중요한 문서들로는 Dickinson 외 「The current state of citizen science as a tool for ecological research and public engagement」와 Roth와 Barton의 「Rethinking Scientific Literacy: From Science Education as Propaedeutic to Participation in the Community」이 있습니다. 클러스터 분석(cluster analysis)은 관련 인용 참조를 그룹화하고 약한 연결성을 식별하는 데 도움을 주었습니다. 클러스터 분석을 통해 과학 교육문헌 내에서 지배적인 주제와 발전 방향을 도출할 수 있었습니다.

과학 발전의 미래 동향 및 정의

연구에 따르면, 과학 교육은 경제적 생산성을 중요한 문제로 부각시켜 인지와 인지 도제(cognitive apprenticeship)와 관련된추가 연구를 촉진했습니다. 이는 비형식적 학습, 사회적 지식, 도구 개발, 학습 스타일에 대한 병렬 연구 흐름을 촉진했습니다.오늘날 과학 교육과 그 구성 요소, 그리고 추론(reasoning)은 지적 성장의 가장 가치 있는 분야로 간주되고 있습니다.

추가적인 흥미로운 발견으로는 과학 교육의 정의에 대한 문헌의 합의 부족과 저자들의 다양한 교육적 배경이 있습니다. 과학 학습에 대한 동기는 기술 사용과 미디어 신뢰에 매개 효과를 미친다는 점도 주목할 만합니다. 연구는 새로운 동향과 연구 분야가전 세계적으로 부상하고 있음을 보여줍니다. 그러나 출판물의 기원은 여전히 북미가 지배하고 있어, 과학 교육 관련 학술 문헌의발전과 평가에 큰 영향을 미치고 있습니다. 과학 교육 문헌의 96%가 영어로 작성된 것은 글로벌 관점에서 효과적인 개혁과 발전에 도전 과제를 제기하는 동시에, 소통을 단순화하고 촉진하는 양면성을 가지고 있습니다.

미래를 위한 다음과 같은 동향이 예측됩니다:

지난 20년 동안 형식적 및 비형식적 교육 맥락에서 과학 교육 도구 개발은 학계, 교육자, 정책 결정자들에 의해 명확히 연구되지않았습니다.

사회적·과학적 문제 해결을 위한 전략적 과학 교육 활용이 부족합니다.

과학 교육과 행동 모델 간의 관계에 대한 연구가 필요합니다.세계 인구 밀집 지역에서 책임감 있는 시민 행동과 회복력 있는 공동체 개발이 중요합니다.신흥 경제국의 문화적 다양성은 과학 교육의 속성을 재고할 필요가 있습니다.기술 혁명은 의사소통 매체를 변혁하고 학습 스타일과 인지 능력에 영향을 미쳤습니다. 기술 발전은 미래에 결정적인 역할을 할 가능성이 있지만, 동시에사람들의 인지 및 추론 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

학계와 정책 결정자에 대한 시사점

우리 연구는 학계와 정책 결정자에게 중요한 시사점을 제공합니다. 학자들은 학술 문헌의 발전을 강조하고 이해해야 합니다. 현대 과학 교육 틀 내에서의 커리큘럼은 대중의 과학 이해를 향상시키지만, 과학적 자기 효능감(scientific self-efficacy) 구현에는 여전히 간극이 존재합니다. 이러한 변화를 몰입형 미디어의 전략적 사용을 통해 촉진할 수 있습니다. 정책 결정자에게 이 연구는 과학 커리큘럼, 대중의 과학 이해, 과학 소통 문제를 재고하고 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 과학은 학자들에게 상당히 많은 관심을 받고 있으며, 과학 교육의 지적 구조 내 문학적 발전이 계속되고 있습니다. 그러나 정책결정자, 미디어, 일반 대중에게는 그러하지 않습니다. 따라서 과학 교육 문헌 내에서 시민 과학과 기술 관련 연구 초점이 사회적·과학적 문제를 중심으로 융합되고 있습니다. 이 융합 경향은 지속 가능한 행동과 관련된 다른 현상들을 포함해야 하며, 이를 통해 시민들이 지속 가능한 사회의 더 똑똑하고 책임감 있는 주체로 성장할 수 있도록 도와야 합니다. 요약하면, 과학 교육 관련 문헌의 발전은 후원자와 저자의 맥락적 요인에 크게 영향을 받습니다. 연구 기반의 표준화된 과학 커리큘럼을 설계, 테스트, 전달하기 위해 교육자, 정책 결정자, 관련 공공 기관 간의 적극적인 소통과 동기화가 포함된 포괄적인 프레임워크가 필요합니다.