[논문 리뷰] Research Methods in Computer Science: The Challenges and Issues

Hossein Hassani|arXiv (Cornell University)|2017. 03. 12.

Software Engineering Research참고 문헌 28인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 컴퓨터 과학 분야에서 표준화된 연구 방법을 수립하는 데 직면한 과제를 분석하며, 그 분야가 젊고 다학제적임에도 불구하고 핵심 과학적 방법론—주로 실증주의/후실증주의 범주—을 따르고 있음을 주장한다. 동시에 이 분야에 맞는 특화된 적응이 필요하다고 강조한다. 연구의 핵심 문제로 소프트웨어 개발과 실험적 연구 사이의 경계가 모호한 점을 지적하며, 연구의 투명성과 분야의 성숙도를 높이기 위해 명확한 방법론 교육의 필요성을 주장한다.

ABSTRACT

Research methods are essential parts in conducting any research project. Although they have been theorized and summarized based on best practices, every field of science requires an adaptation of the overall approaches to perform research activities. In addition, any specific research needs a particular adjustment to the generalized approach and specializing them to suit the project in hand. However, unlike most well-established science disciplines, computing research is not supported by well-defined, globally accepted methods. This is because of its infancy and ambiguity in its definition, on one hand, and its extensive coverage and overlap with other fields, on the other hand. This article discusses the research methods in science and engineering in general and in computing in particular. It shows that despite several special parameters that make research in computing rather unique, it still follows the same steps that any other scientific research would do. The article also shows the particularities that researchers need to consider when they conduct research in this field.

연구 동기 및 목표

• 컴퓨터 과학의 다학제적이고 진화하는 성격으로 인해 보편적으로 수용된 연구 방법이 부족한 이유를 분석하기 위해.
• 소프트웨어/시스템 개발 프로젝트와 진정한 실험적 또는 이론적 연구 사이의 구분을 명확히 하기 위해.
• 컴퓨터 과학 연구에서 지배적인 연구 범주—특히 실증주의/후실증주의—의 특성과 그 방법론적 함의를 검토하기 위해.
• 학생들과 초년 기간 연구자들의 혼동을 줄이기 위해 개선된 방법론 교육의 필요성을 강조하기 위해.
• 과학적 관행의 체계적 적응을 통해 컴퓨터 과학 분야에 맞는 잘 정립된, 분야 특화된 연구 방법론을 개발하기 위해.

제안 방법

• 다양한 학술 자료에서 연구의 기초 정의를 분석하여 과학적 탐구를 위한 공통 프레임워크를 수립하기 위해.
• 실증주의, 후실증주의, 구성주의, 비판 이론 등 연구 범주를 검토하며, 이들이 컴퓨팅 분야에 어떻게 적용될 수 있는지 중점적으로 다루기 위해.
• 컴퓨팅 분야의 연구에서 인식론적 및 존재론적 기초를 분석하여 방법론적 선택과 연결하기 위해.
• 실제 사례(예: 액세스 제어 정책 분석, 모바일 학습 시스템)를 통해 실험적 및 경험적 연구의 방법론적 적용을 평가하기 위해.
• 자연과학 및 사회과학의 연구 관행과 비교하여 유사점과 고유한 과제를 식별하기 위해.
• 실증적 및 이론적 연구를 기반으로 한 이중 프레임워크를 제안하며, 실증주의/후실증주의 범주에 기반을 두고 있으며, 정성적 및 혼합 방법 접근의 여지를 고려한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 컴퓨터 과학은 과학적 기반을 지니고 있음에도 불구하고 왜 보편적으로 수용된 연구 방법론이 없는가?
• RQ2 자연과학 및 사회과학의 범주가 컴퓨팅 연구에 어떻게 적용되며, 주요 차이는 무엇인가?
• RQ3 실험적 연구와 소프트웨어 개발 사이의 차이점은 무엇이며, 왜 이 둘의 경계가 자주 모호하게 여겨지는가?
• RQ4 정량적, 정성적, 혼합 방법 접근 방식이 컴퓨팅 연구에서 얼마나 공존하며, 각각 언제 사용되어야 하는가?
• RQ5 학생들과 연구자들이 방법론적 엄밀함과 명확성을 확보할 수 있도록 컴퓨터 과학 분야의 연구 방법론 교육은 어떻게 개선될 수 있는가?

주요 결과

• 컴퓨터 과학 연구는 젊고 다학제적이지만, 다른 분야와 마찬가지로 핵심 과학적 과정을 따르며, 연구 질문 설정, 방법 선택, 검증 가능한 결과 도출의 순서를 따른다.
• 컴퓨터 과학 연구에서 지배적인 범주는 실증주의/후실증주의이며, 가설 검증, 경험적 데이터, 논리적 일관성을 강조한다.
• 진전이 있었음에도 불구하고, 특히 학부생들 사이에서 소프트웨어 개발 프로젝트와 실험적 연구 사이의 혼동이 여전히 존재한다. 이는 목표와 결과물의 유사성 때문이며.
• 소프트웨어 공학 분야에서 경험적 및 실험적 연구는 점점 더 보편화되고 있으며, 높은 수준의 연구가 이제 일반화되고 있지만, 아직 체계화되지는 않았다.
• 다학제적 컴퓨팅 연구에서 혼합 방법 접근 방식은 점점 더 적합해지고 있으며, 특히 사회과학나 인간 요소가 포함된 연구에서는 더욱 그렇다.
• 컴퓨터 과학 분야에서 표준화된 연구 방법론의 부재는 여전히 핵심 과제이지만, 점점 증가하는 인식 제고와 교육적 노력 덕분에 방법론적 성숙도를 향한 길이 열리고 있다.