[논문]지구과학의 본성에 대한 연구방법 제안 -현상학적 접근 및 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근의 활용-

박원미

doi:10.14697/jkase.2020.40.1.51

지구과학의 본성에 대한 연구방법 제안 -현상학적 접근 및 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근의 활용-
Suggesting Research Methods to Explore the Nature of Earth Science: Applying the Phenomenological Approach and Family Resemblance Approach to NOS 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.40 no.1, 2020년, pp.51 - 60

박원미 (성남여자고등학교)

초록
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본 연구에서는 문헌 고찰을 기반으로 현상학적 접근 및 NOS-가족 유사성 접근을 적용하여 지구과학의 본성을 규명하는 방법을 제안하였다. 현상학적 접근은 지구과학에 고정된 본질이 있는 것이 아니라 시대와 상황의 요청에 따라 본성 자체가 유동적인 것임을 전제로 한다. 이는 직관적으로 드러난 감각적 현상들을 통해 지구과학의 다면적 특성을 편견 없이 모두 수집, 분석하고 종합하는 방법이다. 현상학적 접근은 학문적 세계의 토대를 이루는 생활세계를 직시하면서 지구과학의 본성을 탐구할 수 있는 통찰력을 제공한다. 이를 통해, 지구과학이 가지는 풍부함과 복잡성, 역동성을 드러낼 수 있다. 현상학적 관점에서 지구과학의 본성을 탐색하기 위한 방법으로, 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 제안하였다. NOS-가족유사성 접근을 통해, 조금씩 차이점을 가지는 다양한 과학의 영역들이 서로서로 공유하는 특성들을 조합함으로써 과학의 본성(NOS)을 포괄적으로 설명할 수 있다. 이를 지구과학의 본성에 적용하면 지구과학을 '가족'으로 만들어주는 일반적인(domain-general) 특성과 영역별로 특수한(domain-specific) 특성을 동시에 규명할 수 있다. 예컨대 지구과학을 구성하는 학문영역인 지질학, 대기 과학, 해양학, 천문학, 지구시스템 과학 등등이 서로 공유하는 특징들의 네트워킹을 통해 이들 학문영역을 지구과학이라는 가족으로 특징짓는 가족유사성을 추출할 수 있고, 이를 통해 지구과학의 본성을 총체적으로 드러낼 수 있을 것이다. 또한, 지구과학의 본성에 대한 가족유사성 접근을 통해 지구과학을 구성하는 하위 영역 학문의 특성이 달라짐에 따라 변화하는 지구과학의 본성을 파악할 수 있으며, 교과목으로서 지구과학의 위상과 발전체계를 정립하는 데에도 기여할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we propose research methods to explore the nature of earth science by applying the phenomenological approach and NOS-family resemblance approach based on literature review. The phenomenological approach exploring the nature of earth science is a method of collecting, analyzing and synthesizing multifaceted features of earth science from intuitive sensory phenomena without prejudice. As a way of exploring the nature of earth science from a phenomenological point of view, we propose the NOS-family resemblance approach to the NOS. This approach provides a comprehensive explanation of NOS by combining the characteristics shared by different areas of science with distinct differences. Applying this method to exploring the nature of earth science, we can identify both domain-general and domain-specific characteristics that make sub-areas of earth science a 'family.' For example, through the networking of features shared by such sub-areas as geology, atmospheric science, oceanography, astronomy, earth system science, etc., we can extract the family-resemblance characteristics that make these sub-areas a family called earth science. Through these approaches to the nature of earth science, the richness, complexity, and dynamic nature of earth science can be revealed as a whole. In addition, we will be able to grasp the change in the sub-areas that constitute the earth science, which in turn changes the nature of earth science, and to contribute to establishing the status and development system of earth science as a school subject.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. Structure of concept in earth science (modified from An et al., 1989, p. 132)
표 Table 1. Features of earth science in previous researches
표 Table 2. Comparison of natural sciences and phenomenology
그림 Figure 2. Comparison of Realism, Ideology and Phenomenology
그림 Figure 3. Diagram showing family resemblance
그림 Figure 4. Change of family resemblance categories and examples (Irzik & Nola, 2011a) of the family resemblance approach to NOS

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 측면에서 현상학적 접근은 현상의 상호주관성이라는 연구 대상의 본질에 적합한 방법론적 발전의 결과이다(Lee, 2017). 그러므로 현상학적 접근에서는 여러 가지 측면의 현상을 보여 주는 다양한 자료들을 수집하고 질적으로 분석하여 그 본질을 이해하고자 한다. 따라서 현상학적 접근은 연구 대상과 수집한 자료들을 고정적이고 양적인 구성단위로 파악하고 그에 대한 추상적이고 통계 적인 접근을 하는 방법을 따르지 않는다.
이와 같이 NOS-가족유사성 접근을 취함으로써, 지구과학의 일부 영역들에서 공통으로 나타나는 영역 일반적인(domain-general) 특징과 각각의 영역이 가지는 영역 특이적인(domain-specific) 특성들을 포괄적으로 탐색할 수 있다. 그리고 여기에 해양 과학이나 환경 과학, 그리고 현대 과학의 발전으로 새롭게 추가된 영역들을 추가해가면서 각 영역의 다양한 특성들을 살펴볼 수 있다. 더 나아가 1차적으로 도출한 지구과학의 특성들을 적절한 범주로 묶고 그들 간의 공통적인 특성들을 얻어낸다면 새로운 차원의 범주 또는 본성을 발견할 수 있을 것이다.
본 연구는 지구과학의 본성 연구방법을 제안하는 것을 목적으로 한다. 기존 과학의 본성 관련 연구의 한계를 극복하면서 미래 융복합 시대에 적합한 과학의 본성 탐구 방법을 살펴보고, 이를 지구과학의 본성 탐구에 적용하는 방안을 탐색해보았다. 주요 연구 결과를 살펴 보면 다음과 같다.
본 연구는 지구과학의 본성 연구방법을 제안하는 것을 목적으로 한다. 기존 과학의 본성 관련 연구의 한계를 극복하면서 미래 융복합 시대에 적합한 과학의 본성 탐구 방법을 살펴보고, 이를 지구과학의 본성 탐구에 적용하는 방안을 탐색해보았다.
, 2018; Lee & Kwon, 2010; Oh, 2006; 2018; Oh, & Kim, 2005). 이 연구들은 교육과정에 지구과학의 본성을 반영하고자 하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 필요성을 바탕으로 본 연구에서는 미래 융복합 시대에 적합한 지구과학의 본성 연구 방법을 제안하고자 한다. 즉, 본 연구의 목적은 현상학적 접근 및 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 활용하여 지구과학의 본성을 연구하는 방법을 제안하려는 것이다.
또한, 이러한 접근 방식은 지구과학 내에 고정된 본성이 존재한다고 보는 실재론적, 객관주의적 입장이기 때문에, 다양한 철학적 관점 의 견해들을 수용하기 어려울 뿐만 아니라, 급속도로 사회, 경제, 문화 및 학문의 지형 변화가 진행되고 있는 현대 사회에서 학문에 대한 새로운 사회적 요구를 반영하기 어렵다. 이에 이러한 한계를 극복할 수 있는 통합적이고 유연한 관점을 반영한 지구과학의 본성 연구방법 을 탐색하고자 한다. 이 연구는 지구과학의 본성 연구를 수행하는 기초를 마련하기 위해 지구과학의 본성에 접근하는 방법을 제안하는 연구로, 지구과학 교육, 과학철학, 현대 철학 등 관련 분야의 문헌을 분석하고 종합하는 연구 방법을 활용하였다.
이러한 필요성을 바탕으로 본 연구에서는 미래 융복합 시대에 적합한 지구과학의 본성 연구 방법을 제안하고자 한다. 즉, 본 연구의 목적은 현상학적 접근 및 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 활용하여 지구과학의 본성을 연구하는 방법을 제안하려는 것이다.

제안 방법

NOS에 대한 가족유사성 접근을 지구과학의 본성 탐구에 적용하는 방안을 도출하기 위해 Dagher & Erduran (2014, 2016), Eflin, Glennan, & Reisch (1999), Erduran & Dagher (2014, 2016), Erduran, Kaya, & Dagher (2018), Hacking (1996), Irzik & Nola (2011a, 2011b, 2014), Kaya et al. (2017, 2019), Needham (1975) 등의 문헌을 분석하였다
연구 구조화 단계에서는 이러한 지구과학의 세부 학문영역들, 혹은 지구과학 관련 학문 분야에서 나타나는 학문의 특 징을 어떻게 조사할지 정하고, 이를 경험하고 있는 이들을 어떻게 선정하여 그들이 말하는 학문의 구조와 체계, 방법 등을 조사하기 위해 어떤 방법과 절차를 사용할지, 그리고 이렇게 수집한 자료들을 분석하기 위해 어떤 분석법을 적용할지 등을 구조화한다. 그 후, 연구 를 실행하면서 문헌, 보고서, 면담 자료 등 다양한 형태로 자료들을 수집하고 분석한 후 결과를 기술한다. 예를 들어, 연구방법의 한 축으로, 지구과학 분야의 학자나 교육자들, 지구과학을 배우는 학생들과의 면담을 통해 그들이 경험 속에서 인식한 지구과학의 특성을 자료로 수집하고 분석하여 기술할 수 있다.
데이터 수집, 추론, 실험, 예측, 가설-연역적 검증 및 맹검 무작위 대조법 (blinded randomized trials)을 각각 D, I, E, P, H 및 T로 표현해 보자. 그리고 고려한 (과학의) 세부 영역의 상태를 다음과 같이 요약할 수 있다.
또한, 가족유사성 접근을 통해 과학의 본성(NOS)에 대한 연구를 진행하면서, 새로운 범주로 인지-인식론적 시스템, 사회-제도 시스템등을 추가하였고, 그 하위 범주들도 새로이 도출하였다. 이 과정에서 과학의 풍부함과 복잡성을 드러낼 수 있게 되었다.
우선, 과학의 본성(NOS)에 대한 현상학적 접근의 필요성을 검토하고 현상학적 접근을 적용한 지구과학의 본성 탐구 방안을 제안하였다. 지구과학 본성 탐구에 현상학적 접근을 적용한다는 것은 지구과학에 고정된 본질이 있는 것이 아니라 시대와 상황의 요청에 따라 본성 자체가 유동적인 것임을 전제로, 직관적으로 드러난 감각적 현상들을 통해 지구과학의 다면적 특성을 편견 없이 모두 수집, 분석하고 종합하는 방법을 의미한다.
이에 이러한 한계를 극복할 수 있는 통합적이고 유연한 관점을 반영한 지구과학의 본성 연구방법 을 탐색하고자 한다. 이 연구는 지구과학의 본성 연구를 수행하는 기초를 마련하기 위해 지구과학의 본성에 접근하는 방법을 제안하는 연구로, 지구과학 교육, 과학철학, 현대 철학 등 관련 분야의 문헌을 분석하고 종합하는 연구 방법을 활용하였다.
이러한 현상학적 관점에서 지구과학의 본성을 탐색하기 위한 방법으로, NOS-가족유사성 접근을 적용한 지구과학의 본성 탐구 방안을 제안하였다. NOS-가족유사성 접근을 통해, 조금씩 차이점을 가지는 다양한 (지구)과학의 영역들이 서로서로 공유하는 특성들을 조합함으 로써 과학의 본성(NOS)을 포괄적으로 설명할 수 있다.
이를 위해 지구과학의 본성에 대한 탐구 방법으로서 현상학적 접근과 과학의 본성(NOS)에 대한 가족유사성 접근을 분석하였다. 현상학적 접근을 도출하기 위해 분석한 문헌은 An (2013), Cheong (2004), Denzin & Lincoln (2017), Kim et al.
이상의 사전 분석을 통해 지구과학의 본성을 나타내는 다양한 특성 들을 찾아내려는 시도들을 확인하였다. 그러나 지구과학의 본성에 접근하는 방법 측면이나 여러 가지 특성을 나타내는 항목 간의 관계에 있어 체계성이나 정교함이 부족함을 알 수 있다.

이론/모형

이에 Matthews (2012)가 사용했던 ‘과학의 특성(Features of science)’에 착안하여 본 연구에서는 지구과학의 특성이라는 표현을 사용하여 정리하였다.

성능/효과

두 번째로 주목할 점은 일반적인(domain-general) 특성과 영역 특이적인(domain-specific) 특성을 명료하게 구분하지 않았다는 것이다. Table 1의 특성들은 지구과학의 세부 영역 모두에 해당되는 공통점은 아니다.
둘째, NOS-가족유사성 접근은 지구과학을 구성하는 하위 학문영 역들의 개별 특성을 포괄함으로써, 영역 일반적인(domain-general) 특성과 영역 특이적인(domain-specific) 특성을 모두 포함할 수 있다. 이는 현상학적 접근을 적용하여 지구과학의 본성을 탐색하기 위한 좋은 전략이다.
세 번째, 과학의 본성(NOS)에서 다루지 않았던 ‘개념의 구조’라는 범주가 지구과학의 특성으로 언급되었다는 점이다.
셋째, 현대 과학이 발달하면서 새로운 영역들이 추가되고 이에 따라 변화하는 지구과학의 본성을 탐색하는 데에도 현상학적 접근 및 NOS-가족유사성 접근 방법이 유용하다. 다른 과학과 마찬가지로 지구과학 역시 그 하위 영역으로 천문학, 지질학, 대기 과학, 해양 과학 등과 같은 고전적인 영역은 물론이고, 자연 재해 분석/예측(Nature Disaster Analysis/Forecast), 극지 과학(Polar Science), 천문우주 관측 기술(Astro-Space Observation) 등 현대 과학의 발전으로 새롭게 추가 된 영역들이 많다(MSIT & KISTEP, 2018).
첫째, 현상학적 접근은 학문적 세계의 토대인 생활세계를 직시하면서 지구과학의 본성을 탐구할 수 있는 통찰력을 제공한다. 이를 통해, 지구과학이 가지는 풍부함과 복잡성, 역동성을 통합적으로 드러낼 수 있다.

후속연구

우선, 이 연구는 지구과학의 본성 연구를 수행하는 방법을 제안하 는 기초 연구로, 현상학적 접근이라는 직관적이고 경험적인 방법을 토대로 지구과학의 본성과 가치를 통찰할 수 있는 새로운 관점을 제 안한 점에 그 의의가 있다. 그러나 본 연구가 철학적 논의나 제안으로 머물지 않고 지구과학 교과의 정체성을 재정립할 수 있는 출발점이 되기 위해서는, 현상학적 접근 및 NOS-가족유사성 접근을 실제로 적용하여 지구과학의 본성을 탐색하는 후속 연구가 이어져야 한다. 연구방법을 적용하는 구체적인 절차와 이를 통해 도출한 실제 결과들 근거로 연구방법의 세부적인 특성 및 한계 등을 논의한다면 지구과학 본성 연구를 위한 출발점이 되는 것은 물론이고, 연구를 더욱 확장하고 발전시키는 데에도 도움이 될 것이다.
그리고 여기에 해양 과학이나 환경 과학, 그리고 현대 과학의 발전으로 새롭게 추가된 영역들을 추가해가면서 각 영역의 다양한 특성들을 살펴볼 수 있다. 더 나아가 1차적으로 도출한 지구과학의 특성들을 적절한 범주로 묶고 그들 간의 공통적인 특성들을 얻어낸다면 새로운 차원의 범주 또는 본성을 발견할 수 있을 것이다.
학문의 본성에 대한 전문가 집단의 규정이나 합의에 따라 교육 내용과 방법이 변화할 수 있고, 여기에 시대적 변화와 사회적 요구 등이 함께 반영되면서 해당 교과의 위상이나 정체성 또한 달라질 수 있다. 따라서 학문의 본성, 즉 지식의 내용과 체계, 탐구 방법 등을 교과에 잘 반영하여야 해당 교과의 위상과 발전 체계를 정립할 수 있을 것이다.
그러나 본 연구가 철학적 논의나 제안으로 머물지 않고 지구과학 교과의 정체성을 재정립할 수 있는 출발점이 되기 위해서는, 현상학적 접근 및 NOS-가족유사성 접근을 실제로 적용하여 지구과학의 본성을 탐색하는 후속 연구가 이어져야 한다. 연구방법을 적용하는 구체적인 절차와 이를 통해 도출한 실제 결과들 근거로 연구방법의 세부적인 특성 및 한계 등을 논의한다면 지구과학 본성 연구를 위한 출발점이 되는 것은 물론이고, 연구를 더욱 확장하고 발전시키는 데에도 도움이 될 것이다.
한편, 후속 연구로 NOS-가족유사성 접근을 통한 지구과학의 본성 연구가 이루어진다면 지구과학을 구성하는 학문영역 간 진화 및 분화 의 방향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 지구과학이라는 가족 의 범주에 포함될 수 있는 여러 학문영역이 서로 어떻게 관계를 맺으며, 어떠한 연계성과 위계성을 가지고 있는지, 또 학문 간 진화 및 분화는 어떻게 진행되고 있는지 등을 NOS-가족유사성 접근을 통해 파악할 수 있을 것이다. 지구과학에 포함되는 여러 학문영역이 장차 어떻게 분화, 발전해갈 것이며, 이러한 구성 학문영역들의 특성이 서로 어떻게 영향을 주고받으며, 그 결과 지구과학의 본성이 어떻게 달라질 것인지 등을 예측할 수 있을 것이다.
NOS-가족유사성 접근은 이처럼 지구과학의 세부 학문영역들에서 공통적으로 나타나는 특징을 지나치게 일반화하 지 않으면서도, 각 영역의 특징을 포착할 수 있다는 장점이 있다. 지구 과학을 구성하는 천문학, 지질학, 대기 과학, 해양 과학, 지구물리학 등에서 발견되는 특성을 NOS-가족유사성을 통해 드러냄으로써 지구 과학의 다양한 속성과 역동성을 보여줄 수 있을 것이다. 따라서 다양 한 학문영역들이 융합된 지구과학의 복잡하고 역동적인 본성을 총체적으로 탐색하기에는 NOS-가족유사성 접근이 적합할 것이다.
한편, 후속 연구로 NOS-가족유사성 접근을 통한 지구과학의 본성 연구가 이루어진다면 지구과학을 구성하는 학문영역 간 진화 및 분화 의 방향을 파악할 수 있을 것으로 기대된다. 즉, 지구과학이라는 가족 의 범주에 포함될 수 있는 여러 학문영역이 서로 어떻게 관계를 맺으며, 어떠한 연계성과 위계성을 가지고 있는지, 또 학문 간 진화 및 분화는 어떻게 진행되고 있는지 등을 NOS-가족유사성 접근을 통해 파악할 수 있을 것이다.
이러한 맥락에서 미래세대 학문 지도 변화와 융복합 교육의 필요성을 반영할 수 있도록 지구과 학의 교과 정체성을 재정립하는 것이 중요하다. 후속 연구에서는 NOS-가족유사성 접근 방법을 적용하여 지구과학의 본성을 재규명하 여 이를 토대로 향후 중등학교 교과목으로서 지구과학의 위상을 재정립하고, 지구과학 교육의 방향성도 파악할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	과학의 본성에 대해 상세히 기술하다 보면 과학을 엄격하게 정의하거나 정확한 경계 조건을 제시하려는 시도는 실패하게 되는데 그 이유는 무엇인가?	그러나 과학의 본성(NOS)에 대해 상세히 기술하다 보면 과학을 엄격하게 정의하거나 정확한 경계 조건을 제시하려는 시도는 실패하게 된다. 실패의 원인은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 하나는 과학의 풍부함과 복잡성을 담아내지 못한다는 점이고, 다른 하나는 철학적 관점의 한계이다. 즉, 과학자들이 하는 모든 것(관찰, 실험, 모델링, 검증 등)과 과학이라는 범주에 포함되는 모든 분야들(물 리, 화학, 생물학, 지질학, 동물학, 식물학 등)을 고려할 때, 과학이 되기 위한 필요충분조건들을 특징짓는 것은 과학의 풍부함과 복잡성을 담아내기에는 비현실적인 것으로 판명되었다(Irzik & Nola, 2011a). 또한, 실재론자, 경험주의자, 구성주의자, 페미니스트, 다문화주의자, 포스트 모더니스트 등 다양한 철학적 관점을 지닌 전문가 집단의 서로 다른 견해들을 수렴하는 것 역시 불가능에 가까운 일이다(Irzik & Nola, 2011a). 따라서 많은 과학교육 연구자들은 교육적 필요에 의해 다양한 경로를 거쳐 과학과 교육과정에 적합한 과학의 본성(NOS) 내용 요소의 합의를 추구해왔다.
	과학의 본성이란 무엇인가?	과학의 경우는 과학교육자들 뿐만 아니라, 과학철학자, 과학역사가, 과학사회학자, 심리학자 등 다양한 전문가 집단에서 과학의 본성에 관해서 꾸준히 연구해왔다. 이들 전문가가 속한 각 분야의 학문적 입장에서 과학을 조망한 결과들로부터 도출되는 ‘과학에 대한 메타지식(meta-knowledge)’을 ‘과학의 본성(Nature of Science; 이하 NOS)’ 이라고 한다(Clough, 2011). 그러나 과학의 본성(NOS)에 대해 상세히 기술하다 보면 과학을 엄격하게 정의하거나 정확한 경계 조건을 제시하려는 시도는 실패하게 된다.
	지구과학의 본성에 관한 연구는 크게 세 가지 측면에서 이루어졌는데 어떤 내용을 담고 있는가?	지구과학의 본성에 관한 연구는 크게 세 가지 측면에서 이루어졌다. 첫 번째는 학문적 정체성이나 교과목으로서의 위상을 정립하기 위함이고, 두 번째는 지구과학의 본질적 속성을 지구과학 교육에 반영하기 위함이다. 마지막으로, 과학의 본성 연구의 한계점으로 영역 특이적인 특징을 반영하지 못한 점을 지적하면서 지구과학 영역에서 과학의 본성을 살펴본 연구들도 있다(Breslyn & McGinnis, 2012; Choi, 2012; 2016; LaDue, Libarkin, & Thomas, 2015). 우리나라의 경우, 초기에는 첫 번째 목적으로 많이 연구되어 지구과학의 학문적 특성을 기반으로 지구과학 교육이 지향해야 할 바를 제시하는 형태의 연구들이 많았다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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