npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Article

Research Paper

New Phys.: Sae Mulli 2023; 73: 592-599

Published online July 31, 2023 https://doi.org/10.3938/NPSM.73.592

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Analyzing the Characteristics of Structures of Empirical Research Papers on Physics Education Through Comparison with Adjacent Academic Fields: Including Physics, Chemistry, Education, and Psychology

인접 학문 분야와의 비교를 통한 물리교육 연구 논문의 구성 체제 특징 분석: 물리학, 화학, 교육학, 심리학을 포함하여

Kwanghee Jo*

Department of Physics Education, Chosun University, Gwangju 61452, Korea

Correspondence to:*E-mail: khjo@chosun.ac.kr

Received: June 1, 2023; Revised: June 12, 2023; Accepted: June 17, 2023

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

The structure of physics education research papers was explored by analyzing and comparing empirical research papers from academic fields closely related to physics education research. A total of 100 papers were studied, including 20 studies each in physics, chemistry, education, and psychology, all of which were recently published in Korean journals. According to the results, IM[RD]C for physics and chemistry, ILMR[DC] for education, and IMRD for psychology were the most common. However, structural patterns in physics education were found to be diverse. Moreover, titles such as “Conclusions and suggestions” toward the end of the paper was identified as a characteristic trait of physics education papers as it was rarely observed in other fields. As in education, tables were used more often than pictures and the characteristics of natural and social science research articles appeared complex in physics education papers. Furthermore, some characteristics were unique to physics education papers.

Keywords: Empirical research paper, Structure of paper, Structural pattern in paper, Physics Education Research (PER), IMRD

이 연구에서는 물리교육 논문의 구성 체제 특징을 탐색하고자, 물리교육와 밀접한 학문 분야의 경험적 연구 논문을 분석하고 비교하였다. 연구 대상은 최근 국내 전문 학술지에 게재된 물리학, 화학, 교육학, 심리학 분야의 논문 각 20편을 포함해 총 100편이었다. 구성 양식을 분석한 결과에 따르면 물리학과 화학은 IM[RD]C, 교육학은 ILMR[DC], 심리학은 IMRD가 대표적이었다. 반면에 물리교육에서는 여러 구성 양식이 쓰이고 있었다. 물리교육 논문에서는 마지막 절에 “결론 및 제언”과 같은 제목을 주로 사용하였는데, 이런 특징은 인접 학문 분야에서 거의 나타나지 않았다. 물리교육에서는 교육학이나 심리학처럼 그림보다 표를 더 많이 사용하였다. 물리교육 연구 논문에서는 자연과학과 사회과학 연구 논문의 특징이 복합적으로 나타났다. 그리고 물리교육 연구 논문만의 구성 체제 특징이 있음을 확인할 수 있었다.

Keywords: 경험적 연구 논문, 논문 구성 체제, 논문 구성 양식, 물리교육 연구, 서론-방법-결과-논의

물리교육 연구는 전통적으로 물리학, 교육학, 심리학 등과 밀접한 관련이 있다. 물리교육 연구가 현재와 같은 모습을 갖추기까지 물리학자들은 다양한 방식으로 물리교육 연구에 기여하였다[1, 2, 3]. 물리학 연구자가 되기 위한 훈련을 거쳐 물리학 학위를 받았거나 대학에서 물리학을 가르치다가 물리교육에 관심을 가지고 물리교육 연구자가 된 사례가 이에 해당한다. 예를 들어 A. B. Arons, R. Karpuls, L. C. McDermott, E. F. Redish, F. Reif등은 물리교육이 학문적 틀을 갖추고 성장할 수 있도록 공헌한 물리학자이자 물리교육자라고 할 수 있다[1, 3]. 동료 교수법(peer instruction)으로 유명한 Mazur, 노벨물리학상을 수상한 이후 물리교육 분야에서 왕성하게 활동 중인 C. Wieman[1, 4, 5]도 물리학 연구자이면서 물리교육 연구에도 열정적인 학자로 널리 알려져 있다. 이와 같이 물리학자들의 활동은 자연스럽게 물리교육 연구 전반에 영향을 끼쳤다.

반면에 현장 교육 경험이나 교육에 관한 탐구를 바탕으로 연구를 시작한 학자들이 있다. 예를 들어 R. H. Driver, R. G. Gunstone, R. Osborne, R. T. White 등은 중등학교에서 물리교사로 근무한 경험이 있거나 과학 교육에 관한 주제로 학위를 받은 대표적인 물리교육 연구자들이다[6-8]. 우리나라에서 물리교육 논문을 작성하는 연구자들도 대체로 이와 유사하다. 대부분 물리학 이학박사 또는 과학교육 전공의 교육학 박사 학위를 받고 연구자로서 활동 중이다[9].

과학교육 분야에 관한 국내외 전문 서적[10-12], 물리교육에 관한 역사 연구나 총설 연구[1-3], 우리나라 물리 교사 자격 기준과 평가 영역 및 평가 내용 요소[13] 등을 살펴보면, 과학교육과 관련하여 학습 이론이 제시되고 있다. 특히 과학교육이 신생 학문으로서 자리매김하던 시기에 J. Piaget, J. Bruner, D. Aububel 등의 영향이 컸는데 이들은 대체로 심리학 또는 교육심리학과 밀접한 관련이 있었다. 과학교육 학술지에서 대체로 APA(American Psychological Association) 스타일의 문서 작성 양식을 사용하는데[14-16], 이 또한 심리학이 과학교육 학술 논문 작성에 무관하지 않음을 보여주는 예라고 할 수 있다.

이러한 까닭에 물리교육 연구 논문의 구성 체제는 인접 학문의 여러 특징이 혼재할 가능성이 있다. 학문적 정체성과 방법론이 정립된 분과학문인 물리학, 심리학 등은 나름의 체계를 갖추고 있어, 논문 작성 시에도 특정 유형이 거의 정해져 있다. 이미 관례 또는 전통이 되었다고 할 수 있다. 실제로 논문 구성에 관한 선행 연구들에 따르면, IMRD(서론-방법-결과-논의) 양식의 여러 변형이 사용되고 있으며 학문 분야에 따라 대표적인 양식이 있다[17-20]. 국내에서도 선행연구를 통해 물리학과 물리교육 연구 논문의 외형적 차이가 보고되었다[21]. 그러나 선행 연구가 물리학과 물리교육 연구 논문 분석에 국한되었기에, 인접 학문 분야와의 비교를 통해 유사점과 차이점을 분석하고 학문적 특성에 대한 추가 논의가 필요하다는 의견이 제기되었다. 물리교육이 간학문적인 까닭에 융복합적 성격의 연구 과제가 적극적으로 다루어질 수 있다는 장점이 있지만, 기존 분과학문의 관점에서 볼 때 물리교육의 학술적 정체성 논란이나 논문 작성에 관한 잡음 등[9, 22]이 생길 여지가 있으므로 이에 대한 조금 더 명확한 분석이 요청되었다.

따라서 이 연구에서는 최근 “새물리” 학술지에 게재된 물리교육 논문의 구성 체제를 인접 학문 분야(물리학, 화학, 교육학, 심리학)와 비교하여 물리교육 연구 논문의 특징을 도출하고자 한다. 선행 연구[21]에 연결된 후속 연구로서, 이 연구에서는 물리교육 연구와 타 학문 분야 연구 논문 사이의 유사점과 차이점을 도출하고 물리교육 연구 논문의 특성을 제시하고자 한다. 구체적인 연구 질문은 다음과 같다.

첫째, 물리교육 연구 논문의 구성 양식은 인접 학문 분야와 비교하여 어떠한 유사점과 차이점이 있는가?

둘째, 물리교육 연구 논문에서 표와 그림이 제시되는 빈도 양상은 인접 학문 분야와 어떤 유사점과 차이점이 있는가?

1. 분석 대상

이 연구에서는 물리교육 연구 논문의 구성 체제를 분석하기 위하여 물리학, 화학, 교육학, 심리학 등 인접 학문 분야의 국문 학술지를 선별하고 비교를 위한 조건을 설정한 후, 이 조건에 부합하는 연구 논문을 추출하는 방식으로 진행하였다. 분석 대상에 관한 개요는 Fig. 1의 왼편에 제시하였다.

Figure 1. (Color online) Summary of research methods.

첫째, 물리학, 화학, 교육학, 심리학 분야의 대표적인 국내 학술지를 선정하였다. 전공자에게 문의하고 관련 자료를 탐색하여 한국물리학회, 대한화학회, 한국교육학회, 한국심리학회가 국내 물리학, 화학, 교육학, 심리학에 관한 대표학회이자 모학회임을 확인하였다. 한국물리학회는 “새물리(New Physcis: Sae Mulli)”, 대한화학회는 “대한화학회지(Journal of the Korean Chemical Society)”에 세부 전공에 따른 구별 없이 수록하고 있었다. 두 학술지는 모두 SCOPUS 등재지이면서 KCI(Korea Citation Index, 한국학술지인용색인) 등재지였다[23, 24].

한국교육학회와 한국심리학회는 세부 전공에 따라 분과회가 독자적으로 학술지를 발행하고 있었다. 역사적으로 살펴보면 학습자의 인지적 발달에 관한 연구가 과학 교육 연구와 밀접하므로[1-3], 한국교육심리학회의 “교육심리연구(Korean Journal of Educational Psychology)”, 한국발달심리학회의 “한국심리학회지:발달(The Korean Journal of Developmental Psychology)”을 분석 대상 학술지로 선정하였다. 선행 연구에 따르면 논문 구성 체제를 비교할 때 경험적 연구 논문을 주로 분석하는데[17], 위 두 학술지가 “교육학연구”, “한국심리학회지:일반”에 비하여 상대적으로 경험적 연구를 주로 수록하고 있다는 점도 고려하였다. 이 두 학회지는 20년 이상 KCI에 등재되어 있고 2년 영향력 지수(KCI IF)가 2.3 이상이며 연 4회 학술지를 발행하고 있었다[25]. 요약하면, 4종의 학술지 모두 KCI 등재지이면서 월 4회–12회 정기적으로 학술지를 발행하고 있었으며, 영향력 지수나 전문가 조언 등을 통해 해당 분야의 대표적 학술지임을 확인하였다.

둘째, 최근에 게재된 연구 논문을 중심으로 경험적 연구에 해당하는 논문을 선별하였다. 각 학술지에 2020년부터 2022년 상반기까지 게재된 논문들을 1차 대상으로 선정하였다. 논문의 제목과 초록을 검토하여, 경험적 연구 논문(Empirical research paper)을 골랐다. 경험적 연구들이 대체로 정해진 순서를 따르는 경향이 있다. 이런 까닭에, 논문 구성 체제나 장르 분석에 관한 선행 연구에서 주로 경험적 연구를 분석하고 있다[17]. 이를 고려하여 이 연구에서도 경험적 연구 논문을 분석 대상으로 정하였다. 물리교육 연구 논문은 “물리교육” 학술지가 2000년에 새물리에 통합된 이후 계속 새물리에 게재되고 있으므로[21], 실험물리학 논문과 물리교육 연구 논문은 모두 새물리에서 추출하였다.

셋째, 제1저자가 겹치지 않도록 논문을 선별하였다. 저자가 같으면 연구 논문의 구성 체제가 같을 가능성이 높기에, 연구 협력자와 논의를 거쳐 1편만 분석 대상에 포함하였다. 다만 저자 중 일부가 겹친 경우는 별도의 논문으로 보았다. 연구를 활발하게 하여 특정 학술지에 논문을 많이 게재한 저자가 있는데, 이들의 논문을 모두 제외하면 거꾸로 다른 연구자의 논문이 과대 표집되어 현재 학술지에 게재되는 논문의 특성이 제대로 드러나지 않을 수 있기에 이를 고려하였다.

넷째, 예비 조사를 통해 이상치(outlier)에 해당하는 논문을 제외하였다. 이상치는 자료의 전반적인 경향성을 왜곡할 수 있기 때문에 사전 선별 작업이 필요하다. 이 연구에서는 논문의 구성 체제, 표와 그림의 수를 파악하고 예외적인 사례를 일부 제외하는 방식을 택하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 물리교육 논문 20편을 비롯하여 실험물리학 논문 20편, 실험화학 논문 20편, 교육심리학 논문 20편, 발달심리학 논문 20편(이하 각각 물리학, 화학, 교육학, 심리학으로 지칭)을 최종적으로 선정하였다. 결과적으로 4종의 학술지에서 총 100편을 최종 분석 대상으로 정하였다.

이 연구가 선행 연구[21]의 후속-연계 연구인 까닭에 이 연구에서도 실험물리학 논문과 물리교육 논문은 선행 연구와 같은 논문을 분석하였다. 교육학과 심리학 논문은 앞서 진술한 조건으로 각각 20편을 선정하였다. 다만 대한화학회지의 경우는 같은 조건으로 논문을 선별하였을 때 제1저자가 다른 경험적 연구 논문만을 추출하니 20편이 되지 않았다. 그래서 부득이하게 2019년 하반기 논문 4편을 포함하였다. 동일 기간으로 한정하게 되면 화학 분야 논문만 16편이 되어, 수치 표현 과정에서 오해가 생길 수 있기에, 연구 협력자와 논의하여 추가하였다. 참고로 추가된 4편은 나머지 16편과 특별히 다른 특징을 보이지는 않았다. 그럼에도 불구하고 이러한 예외적 표집은 본 연구의 한계로 작용할 수 있기에 이를 밝히고자 한다.

2. 연구 과정

이 연구에서는 논문의 구성 체제 분석을 크게 절 제목 유형화와 표·그림 개수 조사로 나누어 실시하였다. 관련 선행 연구[17-21]와 예비 조사 결과를 검토하였을 때, 이 분석 기준이 단순하면서도 시각적으로 학문 분야별 특징을 잘 드러낼 수 있다고 판단하여 이를 채택하였다. 연구 과정의 개요는 Fig. 1의 오른편에 제시하였다.

첫째, 연구 논문의 절 제목에 따라 코드화하였다. 절 제목으로 서론, 방법, 결과, 논의, 결론 등이 있는데 이를 각각 I(Introduction), L(Literature review), M(Method), R(Results), D(Discussion), C(Conclusion)로 기호를 부여하였다. 이는 선행 연구[17-21]에서 사용한 방식을 준용한 것이다. 이외에 제언(Sg: Suggestion), 요약(Sm: Summary), 시사점(Ip: Implication) 등도 기호화하였다.

둘째, 자료 정련을 위해 몇 가지 추가 작업을 하였다. 하나의 절 제목이 2개의 용어로 이루어져 있으면 대괄호([])로 묶어 표시하였다. 예를 들어 “결과 및 논의”는 [RD]로, “논의 및 결론”은 [DC]로 나타내었다. 연구나 실험과 같은 용어는 일종의 수식어로 보아 별도로 구별하지 않았다. 예컨대, 연구방법이나 실험 방법 등은 모두 M으로 나타내었다. 영어 번역어가 동일한 경우(예를 들어 토의, 논의, 고찰 등)는 모두 같은 기호로 표시하였다. I, L, M, R, D, C를 제외한 다른 용어를 묶어 나타내는 경우는 ‘+’ 기호를 사용하였다. 예를 들어 “결론 및 제언”, “결론 및 시사점” 등을 통칭할 때 [C+]를 사용하였는데, 이때 “결론”만 제시한 경우는 제외하였다. 모든 사례를 다 포함하는 경우는 ‘ ’로 나타내었다. 예컨대, IMR[~]은 ‘서론-방법-결과’ 순으로 논문을 구성한 모든 사례를 뜻한다. 이런 과정을 거친 후 연구협력자와 최종적으로 검토하고 협의하였다. 참고로 분석 대상의 선정, 자료 분석의 타당성 검토 등을 위하여 연구협력자를 섭외하여 연구 전반에 걸쳐 협의하였다. 연구협력자는 과학교육 박사학위 소지자로 과학교육에 관한 논문을 여러 편 작성하고 게재한 경력이 있다.

셋째, 표와 그림의 개수는 저자가 사용한 번호 체계를 이용하였다. 예를 들어 (a), (b)처럼 나누어져 있어도 같은 번호이면 하나의 그림으로 간주하였다. 표나 그림의 크기나 배치 특징은 편집 과정에서 달라질 수 있기 때문에 따로 조사하지 않았다.

넷째, 이와 같이 조사한 자료를 기술통계방식으로 정리하였다. 이 과정에서 평균, 표준편차, 중앙값 등을 구하였다. 연구 방법은 전반적으로 선행연구[21]와 유사하여 이 논문에서는 자세한 설명은 생략하고자 한다. 자료 정리와 그래프 작성에서 Microsoft사의 Excel 2016을 사용하였다.

1. 연구 논문의 구성 양식 비교

절 제목을 부호화한 후 유형별로 구분하여 Table 1에 제시하였다. 물리학 논문에서는 IM[RD]C 유형이 18편(90%)로 대다수이었다. 화학 논문에서도 역시 IM[RD]C가 17편(85%)으로 가장 많았다. 교육학 논문은 이론적 배경이 포함된 ILMR[DC]가 11편(55%)으로 과반이었다. 심리학 논문에서는 절 제목을 명시하지 않았지만 내용 상 서론이라고 볼 수 있는 첫 절이 있고 나머지는 전형적인 M-R-D 절 제목을 쓰고 있었다. 그래서 모두 IMRD(20편, 100%)로 구분하였다. 교육학과 심리학 논문은 공통적으로 결과(R) 절에서 논의(D)를 제외하고 있었다. 현재 대학 교원인 교육심리 전공자에게 질의하였는데, 실제로 결과 절에서는 논의를 하지 않고 발견한 사실만 기술한다고 답하였다. 물리교육 논문은 IMR[C+]가 7편(35%)으로 가장 빈도가 높았다. 그러나 차순위인 IM[RD][C+]가 6편(30%)이고 [C+] 기호가 여러 유형을 통칭하는 표현(결론 및 제언, 결론 및 시사점 등)임을 고려하면, 다른 분야의 연구 논문들과 달리 물리교육 논문은 대표적인 유형이 뚜렷하게 드러나지 않았다. 이처럼 물리교육 논문에서는 구성 양식(절 제목의 배열)을 비교적 다양하게 사용하는 경향이 있었다.

Table 1 Structural patterns of ERPs of physics education and adjacent disciplines: N(%).

PatternsPhys.Chem.Educ.Psychol.Phys. Educ.Total
IM[RD]C18 (90)17 (85)35 (35)
IM[RD][C+]6 (30)6 (6)
IMRD2 (10)20 (100)22 (22)
ILMR[DC]11 (55)11 (11)
IMR[C+]1 (5)7 (35)8 (8)
IMR[DC]1 (5)3 (15)4 (4)
IMR[CD]3 (15)3 (3)
IMRC2 (10)1 (5)3 (3)
ILMRD2 (10)2 (2)
IMR[Sm+]2 (10)2 (2)
Else2 (10)1 (5)1 (5)4 (4)
Sum2020202020100


Table 2에 학문 분야별로 가장 자주 등장하는 절 제목과 대표적인 연구 논문의 구성 양식을 요약하였다. 첫째 절은 모두 서론(I)이었다. 둘째 절은 대부분 방법(M)이었는데, 교육학은 이론적 배경(L)이 둘째 절이고 셋째 절이 방법(M)이었다. 다만 전체적으로 균형을 맞추기 위해 표에는 둘째 절에 LM을 함께 표시하였다. 다음 절에서는 자연과학 연구와 사회과학 연구의 절 제목이 달랐다. 물리학과 화학은 [RD](결과 및 논의, 결과 및 고찰 등)를, 교육학과 심리학에서는 R(결과)을 단독으로 제시하는 사례가 다수를 차지하였다.

Table 2 Most common section titles and structural patterns of ERPs of physics eduction and adjacent disciplines.

Frequently used section titlesCommon pattern (%)
1st2ndNext to last (Usually 3rd)Last
Phys.IM[RD]CIM[RD]C(90)
Chem.(85)
Educ.LM*R[DC]ILMR[DC](55)
Psychol.MDIMRD(100)
Phys. Educ.M[CSg]IMR[CSg](20)

* Although the majority of educational psychology papers consisted of 5 sections, the 2nd and 3rd were combined for consistency in this table.



특히 마지막 절 제목에서 학문 분야에 따른 차이가 두드러졌는데, 이를 시각적으로 나타낸 것이 Fig. 2이다. 물리학과 화학에서는 대부분 마지막 절 제목이 ‘결론’(물리학 100%, 화학 85%)이었는데, 실제 논문 내용을 살펴봐도 한 문단으로 짧게 결론을 제시하고 있었다. 반면에 교육학, 심리학 연구는 마지막 절의 제목에 ‘논의’를 포함하고 있었다. 교육학 논문은 ‘논의 및 결론’이 70%이었고, 심리학 논문은 모두 논의였다.

Figure 2. (Color online) Comparison of the frequency(%) of last section titles in ERPs of physics eduction and adjacent disciplines.

물리교육 논문은 절 제목 사용에서 복합적이고 독특한 특징이 나타났다. 셋째 절에서는 교육학이나 심리학처럼 ‘결과’를 사용하는 빈도가 높았으나, 마지막 절에서는 물리학이나 화학처럼 ‘결론’을 언급하는 경향이 있었다. 이처럼 물리교육 논문에서는 자연과학과 사회과학 연구 논문의 특징이 복합적으로 나타났다. 그리고 전통적으로 자주 쓰이는 논의(D)와 결론(C) 외에도 물리교육 논문에서는 제언이나 시사점 등이 등장하였다. 80%의 논문에서 “결론 및 제언”과 같이, 결론을 진술한 후 이에 대한 후속 연구 제언이나 교육적 시사점을 덧붙이고 있었다. 이는 인접 학문 분야에서는 나타나지 않았기에, 물리교육 연구 논문의 특징이라고 할 수 있다.

Table 2의 우측에 제시한 바와 같이 가장 출현 빈도가 높은 구성 양식은 물리학과 화학에서 공통적으로 IM[RD]C였고 교육학과 심리학에서는 각각 ILMR[DC], IMRD였다. 이들의 빈도는 55–100%로 모두 과반이었다. 물리교육에서는 IMR[CSg]가 가장 빈도가 높았지만 20%에 불과하였다. 이 결과는 다른 인접 학문의 논문은 어느 정도 합의된 구성 양식이 있지만, 물리교육은 연구자에 따라 구성 양식을 다양하게 사용하고 있음을 시사한다.

2. 표와 그림의 빈도 비교

논문에서 사용하는 ‘표’의 출현 빈도를 Table 3에 정리하였다. 물리학은 평균 0.7개로 빈도가 가장 낮았고 교육학(평균 6.9개)과 물리교육(평균 5.8개)은 상대적으로 빈도가 높았다. 화학과 심리학은 평균 3.3–3.4로 거의 비슷하였다. 이는 교육 분야 연구 논문이 자료 정리 및 자료 변환 과정에서 표를 자주 사용하고 있음을 보여준다. 중앙값(Median: Mdn)이나 절사평균(Trimmed mean: 최댓값과 최솟값을 제외한 나머지를 평균한 값)도 이와 유사하였는데, 이는 분석 대상이 전형적인 자료임을 뒷받침한다.

Table 3 Numbers of tables in ERPs of physics eduction and adjacent disciplines.

Phys.Chem.Educ.Psychol.Phys. Educ.Total
Mean0.73.36.93.45.84.0
SD0.92.23.31.62.33.1
Trimmed Mean0.73.36.83.35.83.9
Mdn0.04.06.03.36.54.0
Min0.00.02.01.02.00.0
Max2.06.013.06.010.013.0


논문에서 사용한 ‘그림(이미지)’의 출현 빈도는 Table 4와 같다. 이번에는 화학(평균 5.9개)과 물리학(평균 5.7개)에서 빈도가 높게 나타났다. 반면에 심리학, 교육학, 물리교육은 평균 2.0개 안팎이었다(1.7–2.2).

Table 4 Numbers of figures in ERPs of physics eduction and adjacent disciplines.

Phys.Chem.Educ.Psychol.Phys. Educ.Total
Mean5.75.91.91.72.23.5
SD1.42.91.51.12.42.7
Trimmed Mean5.75.71.71.61.93.4
Mdn6.05.52.02.01.53.0
Min3.02.00.00.00.00.0
Max8.012.06.05.08.012.0


표와 그림의 출현 빈도를 2차원 그래프로 표현한 것이 Fig. 3이다. x축을 표의 개수, y축을 그림의 개수로 하여 시각화하면 각 학문 분야의 특징을 직관적으로 파악할 수 있다. 이에 따르면 물리학 연구 논문과 교육학 연구 논문은 표와 그림의 사용 양상이 대조적이다. 물리학 연구 논문은 그림 위주로, 교육학 연구 논문은 표 위주로 자료를 정리하여 제시한다. 물리교육은 교육학이나 심리학 연구 논문처럼 표를 더 많이 사용하는 경향을 보였다. 이는 물리교육에서 다루는 자료가 대체로 교육학에서 다루는 자료의 특성과 유사함을 시사한다.

Figure 3. (Color online) Comparison of the numbers of tables and figures appearing in ERP of physics eduction and adjacent disciplines.

이 연구에서는 물리교육 연구 논문의 구성 체제 특성을 파악하기 위하여, 최근 국내 전문 학술지에 게재된 물리학, 화학, 교육학, 심리학 분야의 경험적 연구 논문을 선별하고 외형적 특징을 분석하여 비교하였다. 연구에서 발견한 사항들을 요약하면 다음과 같다.

첫째, 절 제목과 구성 양식을 분석한 결과에 따르면, 물리학과 화학은 IM[RD]C, 교육학은 ILMR[DC], 심리학은 IMRD가 전형적이었지만 물리교육은 구성 양식이 다양하게 나타났다. 다른 인접 분야는 대표적인 구성 양식의 출편 빈도가 55–100%에 이를 정도로 일종의 범례가 존재하였다. 하지만 물리교육에서는 가장 빈번하게 나타낸 유형(IMR[CSg])조차 20%의 빈도였다. 특히 마지막 절 제목에는 각 학문 분야 논문의 특징이 뚜렷하게 드러났다. 물리학과 화학 논문은 간략하게 한 문단으로 결론(C)을 작성하였고, 심리학은 논의(D)를 제시하였으며, 교육학은 논의 및 결론([DC])이라는 절 제목이 주를 이루었다. 반면에 물리교육 연구는 ‘결론 및 ’의 유형이 다수를 차지하였다. 물리교육이 자연과학과 사회과학의 혼합적인 성격을 지니나, 마지막 절 제목을 보면 나름의 독자성을 띠고 있음을 시사한다.

둘째, 표와 그림의 사용 빈도 특성도 학문 분야에 따라 달랐다. 물리학은 경험적 연구 결과를 그림 위주(평균 5.7개)로 제시하였고, 교육학은 표 위주(평균 6.9개)로 제시하였다. 화학은 그림의 사용 빈도(평균 5.9개)가 가장 높았지만 표의 사용도 평균 3.3개에 이르렀다. 물리교육 연구 논문은 평균 5.8개의 표와 2.2개의 그림을 사용하여 교육학 연구 논문과 유사한 경향을 보였다.

이 연구 결과를 토대로 다음과 같이 결론을 제시하고 시사점을 덧붙이고자 한다. 첫째, 물리교육 연구 논문에서는 자연과학 연구와 사회과학 연구 논문의 특징이 복합적으로 나타났다. 실험에 기반한 물리학과 화학 논문은 3번째 절에서 결과 및 고찰(또는 논의)이라는 절 제목을 사용하고 결과 해석을 함께 기술하고 있었다. 그리고 마지막 절은 간략히 한 문단으로 결론을 진술하는 방식이 대부분이었다. 반면에 교육학과 심리학 논문에서는 3번째 절(전체 5절 구성에서는 4번째 절)에서 오직 ‘결과’만 기록하고, 이에 대한 해석(논의)은 마지막 절에서 여러 문단에 걸쳐 제시하였다. 즉, 학문 분야에 따라 논의의 위치가 명확하게 구별되었다. 그런데 물리교육 논문에서는 이러한 두 유형이 혼재하였다. 그리고 그림보다는 표 위주로 자료를 변환하여 제시한다는 점에서는 교육학 연구 논문에 가깝지만, 마지막 절 제목에 결론이 들어간다는 점에서 자연과학 연구 논문의 특징도 지니고 있었다.

둘째, 물리교육 연구 논문만의 독특한 특성 또한 확인할 수 있었다. 연구 결과에 따르면 물리교육 논문에서는 마지막 절 제목이 대체로 ‘결론 및 ’이었다. 이는 결론만으로 마무리하는 물리학이나 화학 논문과 다르고, 논의만으로 마무리하는 심리학 논문과도 달랐다. 교육학 논문은 ‘논의 및 결론’이 대표적인 마지막 절 제목이었는데 이 또한 물리교육 논문과 동일하지 않았다. 이처럼 물리교육 논문에서는 결론에 이어 제언이나 시사점을 절 제목에서 언급하는 경향이 뚜렷하였다. 이는 연구 결과에 대한 다양한 해석과 함께, 현장 적용 가능성을 중시하는 교과교육 연구의 특징을 드러낸 것이라고 볼 수 있다.

이러한 점들을 고려하여 몇 가지 제언을 하고자 한다. 첫째, 과학교육과 교과교육 연구 논문을 대상으로 하는 확장적 연구가 필요하다. 본 연구는 국내에서 작성한 최근 물리교육 연구 논문을 인접 분야 연구 논문과 비교하였다. 그런데 과학교육 분야에서도 물리학, 화학, 생물학, 지구과학 등 내용학에 따른 분류가 가능하고 초등이나 영재 등 대상에 따른 분류도 가능하다. 달리 말해, 관련된 내용학이나 연구 대상 등에 따라 연구 논문의 구성 체제가 다를 수 있기에 이에 대한 조사가 필요하다. 그리고 역사적 측면에서 연구 논문의 구성이 어떻게 변화되었는지에 대한 탐색 또한 깊이 있는 정보를 제공해 줄 수 있기에 시도할 필요가 있다. 국내에 국한된 특징인지 아니면 국제적 경향인지를 파악하기 위하여 국제 학술지에 대한 분석도 함께 이루어져야 할 것이다. 아울러 수학, 기술, 공학, 정보 등 문제 해결을 중시하는 교과목의 교과교육 연구 논문을 분석하여 이 연구 결과와 유사한 특징이 드러나는지를 탐색할 필요가 있다. 그러면 이 연구의 결론에 대한 일반화 범위를 가늠할 수 있는 더 구체적 정보를 얻을 수 있을 것이다.

둘째, 교과교육 연구 논문 작성에서 마지막 절의 ‘시사점’이나 ‘제언’에 관한 구조화 연구가 필요하다. 교과교육 연구에는 태생적으로 내용학과 교육학 연구의 특징이 혼재한다. 그런데 특정 학문 분야가 고유 영역을 확보하기 위해서는 나름의 정체성과 독창성이 있어야 한다. 본 연구에서는 물리교육 연구 논문의 외형적 특징을 인접 학문과 비교하고 유사점과 차이점을 도출하였는데, 이 특징은 교과교육 연구의 정체성을 탐색하는 새로운 출발점이 될 수 있을 것이다. 교과교육 연구의 지향성을 고려하여 기존 연구 논문의 내용을 분석하고, 전문가 논의 등을 거쳐 마지막 절을 중심으로 논문 작성의 구성 요소, 기술 방법, 구조 체제, 분량 등을 제안할 수 있기를 기대한다. 이때 단순히 의견을 제시하는 수준에서 그치기보다는, 학술 공동체 차원의 합의와 실제적 적용이 병행되어야 할 것이다.

다만 본 연구에서는 경험적 연구 논문을 대상으로 절 제목, 표와 그림 개수 등 외형적 특징을 조사하였기 때문에 실제 연구 논문의 내용 분석과 합치하지 않을 수 있다. 따라서 절 제목과 실제 내용과의 정합성 여부 또한 후속 연구에서 조사할 필요가 있다.

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