Science E-Modules in the Digital Era: A Bibliometric Analysis of Research Trends and Thematic Development

Motivation

• Known: E-modules는 과학교육에서 학습자의 독립학습, 상호작용성, 유연성을 지원하는 학습 매체로 인식되고 있으며, STEM, Problem-Based Learning, 과학 문해력 기반 학습 등 다양한 교육 접근법과 통합되어 개발되고 있다는 것이 알려져 있다.
• Gap: 기존 선행연구는 주로 개별 제품의 효과성 검증이나 매체 개발에 초점을 맞추고 있으며, 과학 e-module 연구의 글로벌 동향, 방향성, 연구 초점을 체계적으로 매핑하는 종합적 검토는 상대적으로 제한적이다.
• Why: Bibliometric 분석을 통한 거시적 관점의 연구 동향 파악은 과학교육 분야의 지적 구조를 밝히고, 향후 학습 매체 혁신 개발을 위한 개념적 기초를 제공할 수 있으므로 중요하다.
• Approach: 체계적 문헌 탐색을 통해 Scopus, Web of Science, DOAJ, Google Scholar 데이터베이스에서 e-module과 과학 학습 관련 키워드로 논문을 수집하고, 포함-배제 기준에 따라 필터링한 후, VOSviewer 및 Bibliometrix 소프트웨어를 사용하여 키워드 동시 출현 분석, 클러스터 분석, 연간 발표 추이를 시각화 및 정량 분석하였다.

Achievement

Figure 1. Co-occurrence of Author Keyword (2021-2025)

최근 5년간 발표 증가 추세: 2024년 최고점을 기록하며 과학 e-module 관련 연구 활성화. 상위 인용 논문 특성: SINTA 인증 국내 저널 중심이며, ADDIE 모델 기반 e-module 개발이 지배적. 주요 키워드 분석: e-module, science learning, digital learning, STEM이 우선적이며, 21세기 역량(비판적 사고, 문제 해결, 과학 문해력) 강화로의 패러다임 전환. 주제별 개발 목표: 매체 타당성, 학습 자율성, 과학 문해력, 비판적 사고, 학습 성과 향상 중심으로 진행.

How

Figure 2. Density Visualization

• 4개 주요 학술 데이터베이스(Scopus, Web of Science, DOAJ, Google Scholar)에서 체계적 문헌 탐색 수행

• CSV 형식의 메타데이터(제목, 초록, 키워드, 저자, 소속, 발표 연도) 추출 및 정제

• VOSviewer를 이용한 키워드 동시 출현 네트워크 시각화 및 클러스터 분석

• Bibliometrix를 통한 연간 발표 추이, 인용 빈도, 저자 협력 네트워크 분석

• Miles의 정성 분석 틀(데이터 축약, 표현, 결론 도출)을 활용한 개념적 해석

Originality

• Bibliometric 접근법을 활용하여 과학 e-module 연구의 지적 구조를 거시적으로 매핑한 점에서 기존 미시적·맥락적 연구와 차별화

• 키워드 네트워크, 저자 협력 구조, 주제 클러스터링 등 다층적 분석을 통해 연구 동향의 종합적 이해 제공

• 과학교육 분야의 e-module 연구에 대한 체계적 문헌계량 분석이 이전에 광범위하게 수행되지 않았다는 점에서 학문적 신규성 존재

Limitation & Further Study

• 분석 기간이 2021-2025년으로 제한되어 장기적 추이 파악이 제한적

• 데이터 수집 시 언어 제한(영어 및 인도네시아어 중심으로 추정)으로 인한 표본 편향 가능성

• 496개 논문의 메타데이터 질에 따른 분석 정확도 편차 가능성

• 비영문 학술 출판물의 포함 여부 불명확

• 후속연구: 개발도상국과 선진국 간 e-module 연구의 지역적 차이 분석, 특정 STEM 학문별 세부 주제 심화 분석, 장기간 데이터를 포함한 종단 비교 연구 필요

Evaluation

총평: 본 연구는 과학교육 분야의 e-module 연구 동향을 bibliometric 방법론으로 체계적으로 분석한 가치 있는 메타연구로, 학습 매체 개발 방향의 기초를 제공한다. 다만 분석 기간 확대와 지역별·학문별 세부 분석을 통한 추가 심화 연구가 권장된다.