The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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Analysis of Scientific Item Networks from Science and Biology Textbooks

고등학교 과학 및 생물교과서 과학용어 네트워크 분석

  • 박별나 (충북대학교 자연과학대학 생화학과) ;
  • 이윤경 (충북대학교 자연과학대학 생화학과) ;
  • 구자을 (충북대학교 자연과학대학 생화학과) ;
  • 홍영수 (충북대학교 자연과학대학 생화학과) ;
  • 김학용 (충북대학교 자연과학대학 생화학과)
  • Received : 2010.02.17
  • Accepted : 2010.03.17
  • Published : 2010.05.28
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Abstract

We extracted core terms by constructing scientific item networks from textbooks, analyzing their structures, and investigating the connected information and their relationships. For this research, we chose three high-school textbooks from different publishers for each three subjects, i.e, Science, Biology I and Biology II, to construct networks by linking scientific items in each sentence, where used items were regarded as nodes. Scientific item networks from all textbooks showed scare-free character. When core networks were established by applying k-core algorithm which is one of generally used methods for removing lesser weighted nodes and links from complex network, they showed the modular structure. Science textbooks formed four main modules of physics, chemistry, biology and earth science, while Biology I and Biology II textbooks revealed core networks composed of more detailed specific items in each field. These findings demonstrate the structural characteristics of networks in textbooks, and suggest core scientific items helpful for students' understanding of concept in Science and Biology.

교과서에 쓰인 과학 용어 네트워크를 구축하여, 네트워크의 구조, 관련 정보 및 연관 관계를 분석하기 위하여 핵심용어를 도출하였다. 본 연구에서는 과학, 생물1 및 생물2 교과서 각 과목별로 출판사 세 곳을 선정하고 각각의 교과서에서 추출한 용어들을 노드로, 한 문장 안에 있는 과학 용어를 링크로 연결하여 네트워크를 구축하였다. 모든 교과서의 과학 용어 네트워크는 척도 없는(scale-free) 네트워크의 특성을 보여주었다. 복잡한 (complex) 네트워크에서 가중치가 낮은 것부터 제거하는 방법인 k-core 알고리즘을 적용하여 핵심 (core) 네트워크를 구축하였는데, 몇 개의 모듈이 연결되는 형태를 보여주었다. 과학교과서의 경우에는 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야별로 크게 네 개의 모듈을 형성하였고, 생물1과 생물2 교과서는 각단원별로 용어들이 모여 있는 특성을 지닌 네트워크를 나타냈다. 본 연구에서 복잡한 네트워크에서 핵심네트워크를 구축하여 유용한 정보를 도출할 수 있는 가능성을 제시하였다.

Keywords

References

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