[논문 리뷰] The Revolution in Astronomy Education: Data Science for the Masses

K. D. Borne, Suzanne Jacoby외 6명|ArXiv.org|2009. 09. 22.

Data Analysis with R참고 문헌 13인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 공식적이고 비공식적인 학습 환경 전반에 걸쳐 데이터 과학을 천문학 교육에 통합할 것을 주장한다. 실제 천문학적 데이터와 시민 과학 프로젝트를 통해 학생들과 일반 대중이 진정성 있는 과학적 발견에 참여할 수 있도록 한다. 이는 커리큘럼, 재정, 기관적 지원의 체계적 변화를 요구하며, 데이터 리터러시를 과학, 기술, 공학, 수학 교육과 연구의 핵심 역량으로 삼아야 한다고 주장한다.

ABSTRACT

As our capacity to study ever-expanding domains of our science has increased (including the time domain, non-electromagnetic phenomena, magnetized plasmas, and numerous sky surveys in multiple wavebands with broad spatial coverage and unprecedented depths), so have the horizons of our understanding of the Universe been similarly expanding. This expansion is coupled to the exponential data deluge from multiple sky surveys, which have grown from gigabytes into terabytes during the past decade, and will grow from terabytes into Petabytes (even hundreds of Petabytes) in the next decade. With this increased vastness of information, there is a growing gap between our awareness of that information and our understanding of it. Training the next generation in the fine art of deriving intelligent understanding from data is needed for the success of sciences, communities, projects, agencies, businesses, and economies. This is true for both specialists (scientists) and non-specialists (everyone else: the public, educators and students, workforce). Specialists must learn and apply new data science research techniques in order to advance our understanding of the Universe. Non-specialists require information literacy skills as productive members of the 21st century workforce, integrating foundational skills for lifelong learning in a world increasingly dominated by data. We address the impact of the emerging discipline of data science on astronomy education within two contexts: formal education and lifelong learners.

연구 동기 및 목표

• 천문학적 데이터의 양이 급격히 증가함에 따라 과학적 이해와의 격차를 해소하기 위해 미래의 과학자들과 일반 대중이 데이터 과학을 교육받을 수 있도록 한다.
• 공식적인 과학, 기술, 공학, 수학 교육과 평생 학습에서 데이터 리터러시를 기초 역량으로 삼는다.
• 시민 과학과 개방형 데이터 이니셔티브를 통해 일반 대중의 과학 참여를 확대한다.
• 데이터 과학과 천체정보학을 천문학 교육과 연구의 중심 요소로 정착시킨다.
• 데이터 집약적 과학 교육의 요구에 부응하도록 재정, 기관 정책, 전문 역량 개발을 조율한다.

제안 방법

• 보조금, 의무화 조치, 교수진 인centive를 통해 중등 및 학부 과정 커리큘럼에 실제 천문학적 데이터를 통합할 것을 제안한다.
• 공공의 참여를 활용해 데이터 분석과 발견에 기여하는 시민 과학 프로젝트를 개발하고 지원한다.
• 공식적이고 비공식적 교육 환경 전반에서 데이터 과학 교육과정과 도구를 공유하기 위해 디지털 도서관과 자원 센터를 구축한다.
• 대규모 과학 프로젝트와 재정 프로그램에 개방형 데이터 정책과 홍보 구성 요소를 의무화한다.
• 데이터 과학과 천문학 분야에서 소외된 집단을 지원하기 위해 멘토링 및 다양성 프로그램을 조성한다.
• 장비 개발 분야와 동등한 수준의 전문적 인정과 경력 경로를 데이터 과학 분야에 정착시키기 위해 홍보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 데이터 과학을 공식적인 천문학 및 과학, 기술, 공학, 수학 교육에 효과적으로 통합하여 학생들의 학습과 참여를 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 교실에서 데이터 중심의 연구 경험을 광범위하게 도입하기 위해 필요한 기관적 및 정책적 변화는 무엇인가?
• RQ3 어떻게 하면 시민 과학과 공공 참여를 활용하여 대규모 천문학적 조사의 영향력과 영향 범위를 넓힐 수 있는가?
• RQ4 21세기 과학 리터러시를 실현하기 위해 데이터 리터러시는 어떤 역할을 해야 하는가?
• RQ5 재정 기관과 전문 협회는 지원 체계를 어떻게 전환하여 데이터 과학 교육과 홍보를 우선시할 수 있는가?

주요 결과

• 천문학적 데이터의 기하급수적 증가—테라바이트에서 페타바이트로의 확장—는 데이터 가용성과 과학적 이해 사이에 심각한 격차를 만들어 냈다.
• 전문가이든 비전문가이든 데이터 과학 기술은 현대 사회에서 과학적 발견을 진전시키고 효과적으로 참여하기 위해 필수적이다.
• 실제 과학 데이터를 교실에 통합하면 학생들의 참여도가 향상되고, 중요한 계산 및 분석 능력이 기르게 된다.
• 시민 과학 이니셔티브는 인간의 인지 능력과 공공 참여를 활용해 과학적 발견을 성공적으로 확장한다.
• 개방형 데이터 정책과 대규모 프로젝트에 전담된 홍보 구성 요소는 일반 대중의 접근성과 과학적 영향력을 크게 향상시킨다.
• 천문학 교육에 데이터 과학을 정착시키기 위해 재정, 커리큘럼, 전문적 인정의 체계적 변화가 필요하다.