나뭇잎 교과서

자료와 문헌 조사

내가 떠올린 연구는 이미 누군가 해 보았을 가능성이 큽니다. 그 사실을 실험 전에 아는 것이 문헌 조사입니다. 논문과 자료를 어디에서 어떻게 찾고, 믿을 만한지 어떻게 가리며, 찾은 내용을 어떻게 밝혀 적는지 알아봅니다.

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자료와 문헌 조사

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LED 빛의 색이 상추의 생장에 주는 영향을 연구하려는 학생이 학술 검색 사이트에 'plant growth'를 입력했다. 결과가 200만 건 넘게 나왔다. 하루에 열 편씩 읽어도 500년이 걸린다. 그렇다고 아무것도 찾지 않고 실험을 시작하면, 이미 누군가 해 본 실험을 되풀이하거나 알려진 실수를 다시 할 수 있다. 수많은 문헌 가운데 내 연구에 꼭 필요한 것을 어떻게 골라낼까? 그리고 찾은 자료는 얼마나 믿을 만할까?

그림 1. 검색어를 AND로 하나씩 더할 때 줄어드는 검색 결과의 수(검색어 하나마다 5%만 남는다고 본 모형, 막대는 로그 길이). 구체적인 검색어를 몇 개 겹치면 읽을 만한 수로 좁혀진다.
먼저 알아야 할 것연구 주제 선정(연구 주제 선정), 연구 윤리와 표절(연구 윤리), 거듭제곱(수학).

2.1.1검색어를 좁히기

문헌 검색은 연구 질문을 몇 개의 핵심어로 나누는 데서 시작한다. 'LED 빛의 파장이 수경 재배 상추의 잎 넓이에 주는 영향'이라면 핵심어는 LED, 파장, 상추, 수경 재배, 잎 넓이이다. 핵심어를 AND로 묶으면 모든 핵심어를 함께 다룬 문헌만 남는다. OR로 묶으면 비슷한 말(예를 들어 lettuce OR Lactuca)을 함께 찾아 빠뜨림을 줄인다. 그리고 출판 연도, 문헌 종류, 분야로 거르면 더 좁혀진다. 처음에는 넓게 찾아 분야의 흐름을 보고, 점점 좁혀 내 질문과 가장 가까운 연구를 찾는다.

정리 2.1.1 AND 검색의 축소

검색 결과가 \(N_0\)건이고, 검색어 하나를 AND로 더할 때마다 그 검색어를 함께 다룬 문헌이 비율 \(p\)만큼 남는다면, \(k\)개를 더한 뒤의 결과는 \[N = N_0\,p^k\]이다. 결과는 지수적으로 줄어든다.

그림 1에서 검색어를 더해 보자. 'plant growth' 200만 건에 LED를 더하면 10만 건, 파장을 더하면 5000건, 상추를 더하면 250건, 수경 재배까지 더하면 13건쯤으로 준다. 수십~수백 건이면 제목과 초록을 훑어 고를 수 있다. 그렇게 고른 핵심 논문의 참고 문헌 목록과, 그 논문을 인용한 뒤의 논문을 따라가면 빠뜨린 중요한 연구도 찾을 수 있다.1

2.1.2자료의 신뢰도와 출처 밝히기

찾은 자료는 모두 같은 무게를 갖지 않는다. 다른 연구자의 심사를 거쳐 학술지에 실린 논문은 개인 블로그나 광고 글보다 믿을 만하다. 그리고 누가 썼는지, 언제 나왔는지, 자료와 방법을 밝혔는지, 다른 연구와 맞는지를 따진다. 여러 연구를 모아 정리한 종설 논문은 분야의 흐름을 빠르게 파악하게 해 준다. 자료를 쓸 때는 반드시 출처를 밝힌다. 남의 문장을 그대로 옮기면 따옴표로 묶고, 생각이나 자료를 빌려 오면 저자, 연도, 제목, 실린 곳을 적는다. 출처를 밝히는 것은 표절을 피하는 일이면서, 읽는 사람이 내 주장을 검증할 수 있게 하는 일이다.

자료검토 과정쓰임 학술지 논문동료 심사방법과 결과의 근거 종설 논문, 전문서심사, 편집분야의 흐름 파악 누리집, 블로그대개 없음실마리, 반드시 확인 필요
그림 2. 자료가 어떤 검토를 거쳤는지에 따라 믿을 수 있는 정도가 다르다.

2.1.3예제 풀이

예제 2.1.2

첫 검색어로 결과가 2,000,000건 나왔다. 검색어 하나를 더할 때마다 결과가 5%로 준다면, 결과를 300건 아래로 줄이려면 검색어를 몇 개 더해야 하는가? 남은 300건 가운데 초록을 읽어 10%를 고르고, 그 가운데 본문까지 읽어 30%를 핵심 논문으로 삼는다면 핵심 논문은 몇 편인가?

\(2 \times 10^6 \times 0.05^k < 300\)이어야 한다. \(k = 2\)이면 5000건, \(k = 3\)이면 250건이므로 검색어 세 개를 더하면 된다.

250건 가운데 초록을 읽어 25편을 고르고, 본문까지 읽어 그 30%인 약 7~8편을 핵심 논문으로 삼는다. 즉 200만 건에서 출발해도 검색어 몇 개와 두 번의 거름으로 꼼꼼히 읽을 논문은 열 편 남짓으로 줄어든다. 그래서 문헌 조사에서는 많이 읽기보다, 질문에 맞게 잘 걸러 꼭 필요한 것을 깊이 읽어야 한다.

아래 탐구 카드에서 선행 연구를 찾고 신뢰도를 따져 보며, 찾은 자료를 바르게 인용해 보자.

  1. 핵심 논문에서 참고 문헌을 거슬러 올라가는 방법을 역방향 추적, 그 논문을 인용한 뒤의 논문을 찾는 방법을 순방향 추적이라 한다. 학술 검색 사이트의 '인용한 문서' 기능이 순방향 추적을 돕는다.
마무리

문헌 조사는 연구 질문을 핵심어로 나누어 AND와 OR로 묶고, 결과를 지수적으로 좁혀 읽을 만한 수로 만드는 데서 시작한다. 고른 자료는 검토 과정과 저자, 방법을 따져 신뢰도를 판단하고, 쓸 때는 반드시 출처를 밝힌다. 그래서 처음 질문의 200만 건은 구체적인 검색어 서너 개로 수백 건으로 줄이고, 초록과 본문을 차례로 걸러 핵심 논문 열 편 남짓부터 읽으면 된다.

읽기 1

선행 연구는 어디에서 찾고, 어떻게 밝혀 적을까?

읽기 · 자료의 종류 · 학술 검색 · 논문 읽기 · 인용과 DOI

석 달 동안 실험을 마친 뒤에야 같은 실험이 10년 전에 이미 더 정밀하게 이루어졌다는 것을 안다면 어떨까? 문헌 조사는 이런 일을 막고, 내 연구가 어디에서 출발해 무엇을 새로 더하는지 정해 준다. 앞선 연구의 방법과 측정값은 내 실험 설계와 결과를 비교할 기준도 된다.

1자료의 종류

종류예쓰임
1차 자료연구자가 직접 실험·관측한 결과를 처음 발표한 연구 논문, 학위 논문, 공개된 관측 원자료내 연구의 근거로 인용하는 핵심 자료
2차 자료여러 연구를 모아 정리한 리뷰(총설) 논문, 교과서, 과학 잡지 기사분야 전체의 흐름과 주요 논문을 빠르게 파악
3차 자료백과사전, 위키백과, 요약 사이트용어와 배경을 익히는 출발점. 인용은 그 안의 각주를 따라가 원문으로

학술지 논문은 같은 분야 연구자들의 동료 평가를 거쳐 실린다. 동료 평가 전에 먼저 공개하는 논문을 프리프린트라 하며, 물리·수학 분야의 arXiv(1991년 시작), 생명 과학 분야의 bioRxiv가 대표적이다. 프리프린트는 최신 연구를 빨리 볼 수 있지만, 아직 검증 전이라는 점을 밝히고 조심해서 써야 한다.

2어디에서 찾을까

검색 서비스특징
구글 학술 검색 (Google Scholar)분야를 가리지 않는 넓은 검색. 인용 횟수와 '이 논문을 인용한 문서'를 보여 줌
RISS, KCI, ScienceON, DBpia국내 학술지 논문과 학위 논문. RISS는 한국교육학술정보원, KCI는 한국연구재단, ScienceON은 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 운영
PubMed생명 과학·의학 논문 (미국 국립의학도서관)
arXiv, NASA ADS물리학·수학·컴퓨터 과학 프리프린트, 천문학 논문
공공 데이터기상자료개방포털, 공공데이터포털, NASA·NOAA 자료 등 직접 분석할 수 있는 원자료

논문 원문이 유료이면 초록만 볼 수 있는 경우가 많다. 저자가 공개한 사본이나 프리프린트를 찾아보거나, 학교·지역 도서관과 국립중앙도서관의 학술 데이터베이스 이용 서비스를 확인한다.

3검색어를 다루는 법

  • 핵심어를 쪼개고 넓힌다. "LED 색 새싹 생장"을 대상(무 새싹, radish sprout), 조건(빛의 파장, light quality, red/blue LED), 결과(줄기 길이, hypocotyl elongation)로 나누고, 동의어와 영어 용어를 함께 쓴다. 영어 논문이 훨씬 많다.
  • AND는 모두 들어간 문서만 찾아 범위를 좁히고, OR는 하나라도 들어간 문서를 찾아 넓히며, NOT(또는 −)은 빼고 찾는다. 예: "red light" AND hypocotyl AND (radish OR Raphanus)
  • 큰따옴표는 구절을 그대로 찾는다. 출판 연도 범위를 정하면 최신 연구만 볼 수 있다.
  • 꼬리 물기

    좋은 논문 하나를 찾으면 그 논문의 참고 문헌(과거로)과, 그 논문을 인용한 논문(최근으로)을 따라가며 넓힌다. 최근 리뷰 논문 하나가 가장 좋은 출발점이다.

4논문을 읽고 정리하기

처음부터 끝까지 순서대로 읽을 필요는 없다. 제목과 초록으로 관련성을 판단하고, 그림과 표로 핵심 결과를 본 뒤, 결론과 방법을 읽는다. 읽은 문헌은 표로 정리해 두면 연구 계획서와 보고서의 서론을 쓸 때 그대로 쓸 수 있다.

저자(연도)연구 질문방법·대상주요 결과한계내 연구와의 관계
……………방법 참고 / 결과 비교 / 다른 조건을 내가 시험

5인용과 DOI

남의 글을 그대로 옮길 때만이 아니라, 내 말로 바꿔 쓰거나 남의 아이디어, 그림, 자료를 쓸 때도 반드시 출처를 밝힌다. 본문에는 짧게 (저자, 연도)를 쓰고, 끝의 참고 문헌 목록에 전체 정보를 적는다. 학술지나 분야마다 형식(APA 등)이 정해져 있으며, 한 보고서 안에서는 한 형식을 일관되게 쓴다.

DOI(디지털 객체 식별자)는 논문 같은 디지털 자료에 붙는 영구 번호이다. 10.으로 시작하는 접두어(출판사 등)와 빗금 뒤의 접미어(개별 자료)로 이루어지고, 앞에 https://doi.org/를 붙이면 웹 주소가 바뀌어도 그 논문 페이지로 연결된다.

본문DNA는 두 가닥이 서로 반대 방향으로 감긴 이중 나선 구조이다(Watson & Crick, 1953).
참고 문헌 (APA 형식)Watson, J. D., & Crick, F. H. C. (1953). Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature, 171(4356), 737–738. https://doi.org/10.1038/171737a0

Zotero 같은 무료 참고 문헌 관리 프로그램을 쓰면 DOI만 넣어도 서지 정보가 채워지고, 원하는 형식으로 목록을 만들어 준다.

판단생성형 AI에게 참고 문헌을 물으면 그럴듯하지만 존재하지 않는 논문을 지어내는 일이 잦다. AI나 검색 결과가 알려 준 문헌은 DOI나 학술 검색으로 실제로 있는지 확인하고, 원문을 직접 읽은 것만 인용한다. 읽지 않은 논문을 다른 논문의 인용만 보고 옮겨 적으면, 그 논문의 잘못된 해석까지 함께 옮기게 된다.

확인검색 범위 조절

"미세플라스틱 AND 하천 AND 퇴적물 AND 현미경 AND 고등학교"로 검색했더니 결과가 하나도 없었다. 가장 알맞은 다음 단계는?

탐구 2

이 자료는 얼마나 믿을 만할까?

자료의 신뢰도 판단 · 출처 확인 · 가상 사례

질문: 식물에게 음악을 들려주면 더 잘 자랄까?

여섯 자료는 판단 연습을 위해 만든 가상의 예이다. 실제 논문이나 기사, 인물이 아니다. 확인 항목은 최신성, 관련성, 권위, 정확성(근거), 목적을 따지는 CRAAP 점검법을 바탕으로 했다.

  1. 질문"식물에게 음악을 들려주면 더 잘 자란다"는 말을 검색하면 동영상, 기사, 논문, 백과사전이 함께 나온다. 조회수가 많고 말이 단정적인 자료일수록 믿을 만할까?
  2. 복원1차 자료는 연구자가 직접 얻은 결과를 처음 발표한 것이고, 2차·3차 자료는 그것을 옮기거나 요약한 것이다. 학술지 논문은 동료 평가를 거치고, 프리프린트는 그 전 단계이다.
  3. 설명자료의 신뢰도는 겉모습이 아니라 확인할 수 있는 근거로 판단한다. 누가(그 분야의 전문성), 무엇을 근거로(원자료, 방법, 표본 수, 대조군), 어떤 검증을 거쳐(동료 평가, 재현), 언제, 왜(광고나 이해관계) 썼는지 살핀다. 그리고 그 자료 밖으로 나가 다른 독립된 출처도 같은 말을 하는지 확인한다(교차 확인).
  4. 연결기사가 논문을 인용했다면 기사보다 원 논문을 직접 확인하고 인용한다. 기사 제목은 원 논문의 결론보다 과장되는 일이 많다. 신뢰도가 낮은 자료도 쓸모는 있다. 위키백과는 용어와 주요 문헌을 찾는 출발점이 되고, 학생 보고서는 실험 방법의 아이디어를 준다. 다만 근거로 인용하지는 않는다.
  5. 적용자료를 하나씩 골라 확인 항목을 눌러 보고, 1~5점으로 신뢰도를 매긴 뒤 '판정 보기'를 누르자. 여섯 자료를 모두 매기면 내 점수가 조회수를 따라갔는지, 확인 항목을 따라갔는지 그래프에서 비교할 수 있다.
  6. 판단동료 평가를 거친 논문도 틀릴 수 있고, 한 편의 논문은 결정적 증거가 아니다. 반대로 프리프린트나 정부 보고서처럼 동료 평가를 거치지 않은 자료도 방법과 원자료가 공개되어 있으면 충분히 쓸 수 있다. 신뢰도는 '믿는다/안 믿는다'가 아니라 정도의 문제이며, 어떤 목적으로 쓰는지에 따라 기준도 달라진다.

확인조건이 달라지면

한 신문 기사가 "커피가 수명을 늘린다는 연구 결과"를 보도하며 학술지 이름만 밝혔다. 보고서에 이 내용을 근거로 쓰려면 가장 먼저 무엇을 해야 할까?

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