연구설계 형태의 대상 시점에 의한 분류와 과학논문의 작성방법에 대하여

 

글 작성 : 바로코리아(오정삼)

 

 

<목차>

 

 1. 연구설계 형태의 대상 시점에 의한 분류

    1.1. 횡단연구와 종단연구의 비교

    1.2. 횡단연구와 종단연구의 실제 연구 사례

  2. 과학논문의 작성방법

    2.1. IMARD 구조를 통한 과학논문 작성방법

    2.2. 관심 연구논문에 대한 IMARD 구조분석

  3. 연구부정행위에 대한 검증의 책임과 절차

 

 

1. 연구설계 형태의 대상 시점에 의한 분류

 

1.1. 횡단연구와 종단연구의 비교

연구설계(Research design)이란 연구자가 문제를 과학적으로 탐구하기 위해서 체계적으로 계획(systematic plan)을 수립하는 과정을 말하며 이를 위한 좋은 연구설계를 분류하는 일반적인 방법 가운데 연구시점에 따른 분류방식에는 횡단연구(Cross-sectional study)와 종단연구(Longitudinal study)가 있다.

1.1.1. 횡단연구(Cross-sectional study)

횡단연구란 연구를 함에 있어서 일정한 시점에서 연구대상을 통제하고 비교분석하는 연구방법을 말한다. , 연구의 특정시점에서 서로 다른 특성을 가진 집단간의 차이를 연구하는 방법의 일환으로서 여러 조사대상에 대한 특성을 연구하는데 사용될 수 있다는 특성에도 불구하고 상호 변인 사이의 인과관계를 파악하는 데는 제약사항이 존재한다.

또한 횡단연구는 종단연구와 비교하여 상대적으로 연구 자료의 수집과 활용이 수월하여 비용과 시간의 측면에서 경제적이라 할 수 있으나 각 조사의 개체에 대한 특성의 시간에 따른 변화를 충분하게 반영하지 못한다는 한계가 있다.

 

1.1.2. 종단연구(Longitudinal study)

종단연구란 연구의 대상 집단을 어느 한 시점에서 표집하여 이들 대상을 장시간의 기간에 걸쳐서 반복적으로 연구 관찰함으로서 시간의 추이에 따라 각각의 연구 대상과 변인들이 어떻게 변화해 나가는가를 연구하는 동태적인 연구방법을 말한다. , 동일한 주제에 대하여 시간의 경과와 변화를 연구하기 위해서 반복적인 대상의 관찰을 변인간의 상관관계를 연구하는 것으로서 오랜 시간에 걸친 연구 대상의 발달 추세 등을 연구함으로서 어떤 현상의 예측 요인 등을 밝히기 위한 분야 등에서 시도된다.

또한 종단 연구는 변인에 대한 조작보다는 대상의 실제 상태를 관찰하는 데 중점이 두어지기 때문에 인과관계를 발견하고 분석하는 데 장점이 있으나 반복적인 관찰을 통한 연구이므로 많은 시간과 비용이 들 뿐만 아니라, 시간의 추이에 따른 연구 대상의 태도변화나 표본의 손실등의 문제점이 발생할 수 있는 제약이 존재할 수 있다.

 

1.2. 횡단연구와 종단연구의 실제 연구 사례

 

1.2.1. 횡단연구의 실제 연구 사례

횡단연구는 조사 대상에 대한 특정 시점을 기준으로 한 연구이므로 탐색적 연구와 기술적 연구 방법 등을 들 수 있다.

따라서 횡단연구의 대표적인 예로서는 단일 인구 센서스 조사등을 들 수 있다.

 

1.2.2. 종단연구의 실제 연구 사례

종단연구의 실제 연구 사례로는 추세연구(trend study), 코호트연구(cohort study), 패널연구( panel study) 등이 있다.

1.2.2.1. 추세연구

추세연구는 경향연구라고도 하는 것으로 연구대상 집단의 어느 한 시점에서의 경향을 분석하고 이후 시간의 경과 후에 다시 이를 분석 비교함으로서 시계열 자료에 의한 반복 측정을 통해서 연구대상 집단의 변화를 조사하는 분석 방법이다.

1.2.2.2. 코호트연구

코호트연구는 특정한 동일 집단을 의미하는 cohort[각주:1]에 대해서 이들이 시간의 변화에 따라 어떤 변화를 나타내고 있는가를 연구하는 방식이다. 예를 들어서 특정한 시기에 태어난 세대(, 386세대, 베이비붐세대 등)나 동일한 경험을 가지고 있는 집단(, 세월호 피해학생 등)을 연구대상으로 하여 이들 집단의 시간의 흐름에 따른 변화 등을 관찰 조사하는 연구이다.

1.2.2.3. 패널연구

패널연구는 주로 동일한 개인에 대해서 시간의 경과에 따른 변화를 반복해서 조사하는 방식으로서 조사기간이 추세조사보다는 상대적으로 짧게 이루어진다.

 

2. 과학논문의 작성방법

 

2.1. IMARD 구조를 통한 과학논문 작성방법

과학논문의 구조는 일반적으로 IMARD 체계와 부속요소들로 이루어진다. 이 때 'IMARD'Introduction(서론) - Methods(방법) - Results(결과) - Discussion(토의)의 약자로서 연구자의 집필의도를 명백하게 표현하기 위한 과학논문의 보편적 구조 형식을 의미한다. 또한 과학논문은 이와 같은 서론, 방법, 결과, 토의 이외에도 제목붙이기, 저자표시, 초록작성, 참고문헌 목록 등의 부속 요소들을 요구하게 된다. 다음은 IMARD 체계에 따른 논문의 부문별 목표를 설명하고 있다.

 

2.1.1. 서론(Introduction)

논문의 서론에 해당하는 부분은 연구자가 해당 연구를 (Why)’ 하게 되었는가에 대한 충분한 배경지식의 전달(Sufficient background information)과 연구의 목적(Purpose in writing the paper)에 대한 간단명료한 기술, 그리고 해당 연구 주제에 대한 중요하고도 다양한 논점들을 간단하게 기술한다.

 

2.1.2. 방법(Methods)

서론을 통해서 연구 목적과 필요성을 밝히고 난후 연구자는 어떻게(How)' 연구의 진행이 이루어지는 지를 밝히게 된다. 즉 자신의 연구설계(Research design)의 내용을 소개하고 이에 대한 재현가능성을 밝히고 이를 실제 연구를 통해서 구현(Implement)하는 과정을 참고문헌 등을 병기하며 자세하게 기술해야 한다.

 

2.1.3. 결과(Results)

따라서 연구자는 앞서 제시한 연구방법론을 토대로 연구 전반의 과정을 자세하게 기술하고(What), 이의 구현과정에서 도출된 결과 데이터를 분명하게 제시해야 한다. 그리고 마지막으로 이러한 연구를 통해서 연구의 결과가 해당 논의에 대해 어떠한 기여(contribution)를 할 수 있는 지를 명확하고 간단하게 기술한다.

 

2.1.4. 토의(Discussion)

연구자는 이제까지 기술된 결과로부터 도출된 원칙을 명백히 정의하고 이러한 연구가 선행연구와의 관계에서 어떠한 차이점이 있는지를 밝히고 또한 자신의 연구의 한계도 밝힘으로서 향후 발전된 연구를 위한 제언을 포함할 수 있다. 또한 이러한 과정에서 연구의 결론을 뒷받침하는 증거를 요약하는 것도 포함한다.

 

2.1.5. 부속요소

2.1.5.1. 초록, 제목 및 저자표시

초록(abstract)은 논문의 전체적인 내용을 압축 정리한 것으로 독자로 하여금 이를 통해서 해당 연구의 핵심 내용과 연구 절차, 저자의 주장 등을 개괄적으로 이해할 수 있도록 집필한다.

제목은 연구의 내용을 함축적으로 잘 표현할 수 있도록 설정하고 논문의 주제가 잘 드러날 수 있도록 정한다.

저자표시는 공동 저자들의 성명과 소속, 주소나 이메일 등과 같은 연락처를 명기하고, 교신 저자 여부 등을 각주로 명기한다.

2.1.5.2. 감사의 글(Acknowledgement)과 참고문헌(Reference)

감사의 글은 연구를 진행함에 있어서 중요한 도움을 준 사람이나 기술적 장비 등의 제공에 대한 원천적 감사를 표현하며 재정적 지원 뿐만 아니라 논문 심사자에 대한 감사의 표현 등이 포함된다.

참고문헌의 올바른 표기법은 연구윤리 준수의 궁극적인 목표를 달성하기 위함 뿐만 아니라 독자들에게 유용한 정보를 제공하기 위한 기회를 제공해야 한다.

 

2.2. 관심 연구논문에 대한 IMARD 구조분석

이상의 과학연구 논문의 IMARD 구조분석에 대한 이해를 바탕으로 실제로 연구논문이 이러한 구조분석의 틀에 의해서 어떻게 작성되고 분해될 수 있는지를 예로 들도록 하겠다.

참고로 아래 분석분해된 예시 논문은 실제로 필자의 석사학위 논문으로서 이미 IMARD 구조에 따른 연구논문의 작성 사례를 예로 들고자 한다.

 

2.2.1. 제목

“u-러닝시스템 최적화를 위한 가상화 애플리케이션 연구

2.2.2. 저자 : 오정삼, baro@korea.ac.kr

 

2.2.3. 초록(abstract)

 

2.2.4. 서론(Introduction)

u-러닝시스템의 개발과 활용은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 발달에 따른 미래교실에서의 교육 및 학습 환경을 실현하기 위한 기술적 노력을 의미한다.

그러나 u-러닝시스템 구축을 통한 미래교육 연구는 그 광범위한 관심과 보급에도 불구하고 u-러닝시스템 활성화의 한계를 도출하고 있다. , 현재 다양한 플랫폼 하에서 운영되고 있는 모바일 기기 환경에서 기존의 콘텐츠를 활용하기 위해서는 여전히 u-러닝 지원을 위한 단말기의 안정성이 떨어질 뿐만 아니라, u-러닝을 안정적으로 지원하는 기반 시스템이 적절하게 개발보급되지 못하고 있는 실정이고 사용자의 편의성이 떨어져 u-러닝 환경에 적합하지 못한 경우가 많다.

따라서 본 연구는 최근 다양한 모바일기기의 보급과 운영체제 환경하에서 다양한 플랫폼간에 애플리케이션을 사용가능하게 하기 위한 u-러닝지원시스템의 활성화를 꾀하고자, 윈도우즈용 애플리케이션을 리눅스를 비롯한 모든 주요 운영체제(Windows, Linux, Mac)에서 사용할 수 있도록 가상화 기술을 활용한 모델을 제시하고 구현하였다.

 

2.2.5. 방법(Methods)

이를 위하여 제안시스템은 u-LSS 애플리케이션을 서버에만 설치하고 학습자는 클라이언트에 단순히 애플리케이션 서비스를 받기 위한 에이전트만을 설치하여 공유하게 함으로써 학습자가 어느 플랫폼에도 종속되지 않고 안정적으로 애플리케이션을 사용할 수 있게 하였다. 또한 기존의 가상화 시스템의 단점으로 지적되었던 서버로부터 클라이언트로의 이미지 전송 때문에 발생하는 네트워크상의 트래픽 과부하현상을 RDP(Remote Desktop Protocol)를 사용하여 현저히 낮추었다. , 기존의 원격제어 프로그램에서 발생할 수 있는 네트워크 트래픽 과부하를 해결하기 위하여 사용자에게 서버측에서 구동되고 있는 애플리케이션의 이미지를 전송하는 방식 대신, RDP를 통해서 전송되는 패킷에 좌표 및 함수만을 전송하여 네트워크의 트래픽을 줄일 수 있는 방법을 모색하였다.

 

2.2.6. 결과(Results)

본 논문은 최종적으로 앞에서 구현한 제안시스템의 성능을 평가하기 위하여 최근 가상화 시스템의 성능 지표로 널리 쓰이는 프로세스의 상태에 따른 시스템 자원 점유율 및 네트워크의 데이터 전송량을 분석하여 기존의 일반 원격제어 시스템과 성능비교를 하였다.

이 성능비교에서 제안시스템은 기존의 원격 제어 프로그램에 비하여 초기 연결 시(20~22%), 애플리케이션 실행 시(16~19%), 유휴 상태 시(1~3%) 모두에서 CPU 자원의 점유율이 크게 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 수신 데이터 양에 대한 성능비교에서도 역시 제안시스템의 경우 초기 연결 시(40~55%), 애플리케이션 실행 시(60~63%), 유휴 상태 시(50%이상) 모두에서 기존의 원격제어 프로그램에 비해서 현저한 데이터양의 감소를 나타냈다.

 

2.2.7. 토의(Discussion)

결론적으로 본 논문의 제안 시스템은 근래에 부상하고 있는 가상화 기술을 RDP를 사용하여 좀더 개선시켜 이미지 전송에 대한 부담을 줄이는 것을 통해서 기존의 원격제어 프로그램 대비 CPU 자원 점유율에서 약 15% 이상, 수신데이터 양에서 약 50% 이상의 뛰어난 성능 향상을 보이고 있다.

또한 학습자가 현재 널리 사용되고 있는 모바일 단말기를 통해서 운영체제의 제약 없이 어느 플랫폼에서도 학습 애플리케이션을 사용할 수 있도록 하여 앞으로 미래 학습공간에서 교수학습의 동향에 관련된 다양한 기능을 지원하기 위한 향상된 기능을 충족시키며, 2013년 이후의 디지털 교과서 상용화에 대비한 e-포트폴리오와 u-LSS와의 연계, 디지털 교과서와의 연동, 및 각급학교의 u-LSS 보급을 대비한 기술 향상의 방향을 제시하였다.

 

2.2.8. 감사의 글(Acknowledgement)

 

2.2.9. 참고문헌(Reference)

 

 

3. 연구부정행위에 대한 검증의 책임과 절차

 

연구윤리(Research ethics)는 연구자들이 책임있고 바람직한 연구를 수행하기 위해서 절차적인 투명성과 정직성을 확보하기 위한 연구수행의 원칙을 의미하며 이러한 연구윤리는 생명윤리(Bioethics), 연구부정행위(Research misconduct), 연구규제 등을 포함하게 된다.

이중에서 연구부정행위는 연구자료의 위조(Fabrication)나 변조(Falsification), 표절(Plagiarism) 등을 의미하는 것으로서 연구의 진실성을 직접적으로 저해하는 행위에 해당한다.

 

3.1. 연구부정행위의 검증 주체와 책임

 

연구부정행위를 근절하기 위한 연구윤리 확보를 위한 지침에 따르면 연구부정행위에 대한 검증의 책임은 일차적으로 해당 연구기관에 있다. 즉 연구활동의 발생 장소가 연구기관이고 해당 기관은 연구자들이 연구 윤리를 준수하면서 올바른 연구를 수행할 수 있도록 여건을 조성하고 보호하며 지도할 책임이 있으므로 일차적인 책임을 해당 연구기관에 부여하는 것이다. 특히 만약 연구부정행위가 외부의 감사기관에 의해서 진행될 경우 해당 연구에 대한 자율성을 해칠 수 있는 우려가 있을 뿐만 아니라 해당 연구에 대한 자발성과 의욕을 저해할 요소가 있기 때문에 연구행위의 자유와 정상적인 연구활동을 보장하기 위한 조치이다.

따라서 해당 연구기관은 연구부정행위를 감시감독하고 정상적인 연구활동을 보장하기 위한 자체검증시스템을 마련해야 하며 연구부정행위가 발견되었을 경우 즉시 연구지원기관장에게 보고하고 자체검증시스템의 검토결과에 의거하여 그에 적합한 후속조치를 취해야 한다.

 

3.2. 연구부정행위의 검증절차

 

3.2.1. 해당 연구기관의 자체검증 수행

연구부정행위의 의혹이 제기되었을 경우 우선 해당 연구기관은 자체검증시스템을 가동하여 부정행위의 증거를 포착하고 이상이 있을 경우 이를 연구지원기관장에게 보고한다.

 

3.2.2. 연구지원기관의 검증결과 검토 및 후속조치

연구지원기관에서는 연구기관의 자체검증 결과를 검토하고 연구부정행위가 발생한 명백한 증거와 해당 연구기관의 이에 대한 책임이 확인될 경우 재조사를 포함한 적합한 후속조치를 취한다. 또한 해당 연구부정행위에 대한 의혹이 국가나 사회전반에 걸친 현안과 결부된 것이라면 이에 대한 국가과학기술위원회의 연구부정행위에 대한 포괄적인 조사가 진행된다.

 

3.2.3. 국가과학기술위원회의 구성과 조사

해당 연구부정행위의 검증과정에서 국가사회 전반에 대한 현안과 결부되었거나 연구지원기관의 연루가 확인되었을 때 국가과학기술위원회는 조사위원회를 즉시 구성하고 연구부정행위에 대한 조사 및 검증에 착수하여 연구행위의 신뢰구축과 연구역량 강화를 위한 노력을 경주하고 적합한 사후조치를 통해서 각 연구자들이 연구윤리와 관련된 제반의 규정을 능동적으로 준수할 수 있는 기반을 조성한다.

 

 

 

 

<참고자료>

[1] 이태림, 장영재, 허명회,데이터분석사례연구, 한국방송대학교출판부, 2014

[2] 한국교육평가학회, 교육평가용어사전, 학지사, 2004

[3] “종단연구, 횡단연구 -사회과학조사방법론-”, 네이버 블로그(2014.03.18.)

http://blog.naver.com/lucifer246?Redirect=Log&logNo=206452707

[4] “횡단연구 설계와 종단연구 설계 : 연구설계방법론”, 네이버 블로그(2014.11.04.)

http://blog.naver.com/jieun0441?Redirect=Log&logNo=220170956399

    

 

  1. cohort의 사전적 의미는 군단, 군대, 무리, 일단 등을 의미하며, 이에 대한 통계적 의미는 ‘통계 인자를 공유하는 집단’을 의미한다. [본문으로]
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