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공학설계수업에서의 PBL 모형 개발 및 효과 분석
Development of a PBL model and Analysis of its Effect in Engineering Design Instruction 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.11 no.11, 2010년, pp.4310 - 4319  

김성봉 (제주대학교 교육학과) ,  홍효정 (제주대학교 교수학습지원센터)

초록
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지식정보화 사회로의 진전이 가속화 되는 21세기에 공학도들에게 창의적 문제해결능력이 무엇보다 강조되고 있는데, 이러한 능력 개발을 위한 접근방식은 다양할 것이다. 본 연구는, 문제중심학습(PBL)이 그러한 접근방식에 있어 하나의 효과적인 대안으로 인식하고, 기존의 PBL모형에 기초하지만 대학 공학설계수업에 적합하도록 독자적으로 개발하고 그 효과를 수업현장에서 검증해 본 'JPBL' 모형을 소개하는 것을 주목적으로 하였다. 효과분석 결과, JPBL 수업을 받기 전과 후의 수업만족도와 조직몰입도는 통계적으로 유의한 차이가 있었으며, 이러한 양적인 결과는 질적자료 분석에서도 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과에 터해 JPBL 모형 개발의 의미와 한계에 대해 논의하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In 21th century moving rapidly up to the knowledge and information society, creative problem-solving abilities are preferentially required to engineers. Though there may be various approaches to develop such abilities, PBL instruction method can be an effective alternative to develop such abilities....

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 공학도들에게 창의적 문제해결능력을 길러내는 방법은 다각도로 생각해 볼 수 있겠지만, 공학교육의 필수 교과인 설계교과에 문제중심학습(Problem Based Learning: 이하 PBL)을 적용해 보는 것은 그 한 방법으로 보인다. 다시 말해, 기존의 공학지식을 현업에서 즉시 활용할 수있도록 현장문제 해결 프로세스에 맞추어진 PBL수업을 통해 공학도들의 창의적 문제해결능력을 길러내는 것이다.
  • 마지막으로, 본 연구의 JPBL 모형 개발은 공학에 대한 이해각도를 조금 달리해 PBL 수업을 공학설계에 적용한 하나의 시도에 불과하다는 점을 강조하려고 한다. 삶의 실재(實在)에서 공학의 효용성과 중요성을 감안할 때, 그리고 공학도 지원율이 점차 감소하는 대학입학 상황에서, 공학도 학생들에게 공학은 ‘흥미로운’ 학문이라는 인식을 갖게 하면서 공학에 대한 열정의 강도를 높이는 것은 우리의 미래 삶을 위해 중요한 과제로 보인다.
  • 우선, 앞에서 살펴본 바와 같이, PBL이 공학설계교육에 시사하는 바가 적지 않은 수업방법임에도 불구하고, 설계전공 교수들의 공학설계교육 ‘방법’에 대한 경험의 부족으로 이를 적절히 활용하지 못하는 현실에서, 본 연구의 JPBL 모형 개발은 의미가 있다는 것이다. 본 모형은 일반 JPBL 모형에 공학이라는 특수성을 반영하여 교수자 뿐만 아니라 공학도들이 쉽게 접근할 수 있도록 구안된 것이다.
  • 본 연구는 이러한 문제의식에 기초해 기존의 PBL모형에 근거하지만 독자적인 'JPBL' 모형을 개발하였고 이 모형에 기초해 구안한 15주의 수업시나리오를 수업에 적용해 그 효과를 분석해 보았다.
  • 세 번째는 [문제제시] 단계이다. 학습자로 하여금 교수자에 의해 제시된 문제를 명확히 분석하고 이해하도록 한다. 즉, 문제와 문제 배경에 대한 이해 활동, 문제해결 후의 이상적 모습(문제해결 후 기대효과) 도출, 학습 활동 후 도출해야 할 구체적인 결과물 정의 등의 활동이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PBL은 무엇인가? 일반적으로 PBL은 이론적 모형에서 출발한 것이 아니라 현장에서 발생하는 문제해결 과정을 통해서 개발된 수업모형이다[9]. 즉, 복잡한 실제 세계의 맥락에서 자주 발견되는 비구조화된 문제를 제시하고 이에 대한 유의미한 해결책을 찾아냄으로써 교과지식과 기술뿐만 아니라 문제해결전략을 동시에 학습할 수 있는 수업모형이다. 전통적 수업처럼 수업의 절정기에 이루어지는 활동으로서의 문제(과제)가 제시되지 않으며, 교수자가 원하는 정답을 찾도록 요구되지도 않는다[13].
PBL의 개략적인 수업흐름은 어떻게 진행되는가? PBL의 개략적인 수업흐름은, 교수자는 PBL과정을 적합하게 유도하는 문제를 제공하고, 학습자는 그 문제의 의미를 파악하고, 가설을 세우고, 일련의 탐구활동을 통해 문제해결책을 도출하는 ‘자기주도적’ 학습과정으로 진행된다[1, 20]. 이 과정에서 특히 ‘문제’는 매우 중요한 의미를 갖는다.
PBL수업은 어떤 능력개발에 효과적인가? 이상에서 살펴본 바에서 시사하고 있듯이, PBL수업은 다음과 같은 다양한 능력개발에 효과적이라고 한다[5,14,22,24,25]. 즉, 문제해결기술, 사회적 기술, 커뮤니케이션 기술, 리더십, 적절한 자원을 발견하고 사용하며 비판적으로 사고할 수 있는 능력 등이다.
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참고문헌 (26)

  1. 강인애, 우리시대의 구성주의, 서울: 문음사, 2003. 

  2. 강인애, 정준환, 정득년, PBL의 실천적 이해, 서울: 문음사, 2007. 

  3. 김민경, PBL상황에서 조직몰입이 학습성과 및 수업 만족에 미치는 영향, 미간행 석사학위논문, 숙명여자대학교, 2006. 

  4. 김병제, 공과대학생을 위한 창의설계입문, 서울: 인터비젼, pp. 1-11, 2004. 

  5. 박민정, 의학교육과정에서 PBL 수업의 적용 효과 연구: 수업후기와 자기평가 및 수업과정 평가지를 중심으로, 교육과정연구, 제6권, 제28호, pp. 225-252, 2010. 

  6. 봉현철, 액션러닝 교수법 워크숍, 제주대학교 교수학습지원센터, 2009. 

  7. 설승기. 공학교육사례: 창의적 공학설계, 공학교육연구, 제8권, 제1호, pp. 9-13, 2001. 

  8. 송동주, 창의적, 체계적인 공학설계교육의 필요성, 공학교육, 제17권, 제1호, p. 17, 2010. 

  9. 신좌섭, PBL 수업적용 워크숍, 숙명여자대학교 교수학습센터, 2006. 

  10. 윤관식, 이병철, 공학설계교육에서 학습과 전이간의 관계성 연구, 한국공학교육학회, 제12권, 제3호, pp. 3-12, 2009. 

  11. 이태식, 전영준, 이동욱, 박은수, 공과대학 캡스톤 디자인(창의적 공학설계)교육과정 운영실태 및 학습 만족도 조사, 한국공학교육학회, 제12권, 제2호, pp. 36-50, 2009. 

  12. 장경원, 공학교육에서의 문제중심학습 실행을 위한 사례연구, 공학교육연구, 제12권, 제2호, pp. 96-106, 2009. 

  13. 장정아(2005), 문제기반학습 실행을 위한 교수자 역할에 대한 이론적 탐색, 교육발전연구, 제21권, 제1호, pp. 102-124, 2005. 

  14. 최정임, 대학수업에서 문제중심학습 적용 사례연구1: 성찰일기를 통한 효과성 분석을 중심으로, 교육공학연구, 제23권, 제2호, pp. 35-61, 2007. 

  15. 한국공학교육인증원. 공학인증기준 2005 (KEC 2005), ABEEK-2006-AB-020, 2006. 

  16. 홍효정, 웹기반 협력학습에서 자기조절학습능력고 학습스타일에 따른 이질적인 팀 구성방법이 학습태도와 학업성취도에 미치는 영향, 미간행 석사학위논문, 숙명여자대학교, 2006. 

  17. 홍효정, 문제기반학습을 활용한 공학설계입문 운영사례, 한국공학교육학회추계학술대회, p. 103, 2007. 

  18. 황선영, 성찰일지에 기초한 간호학생의 문제중심학습 경험, 대한간호학회지, 제35권, 제1호, pp. 65-76, 2005. 

  19. ABET, Engineering Accreditation Commission, ABET, Inc, 2007. 

  20. Barrows, H. S., How to design a problem-based curriculm for the preclinical years. New York: Springer, 1985. 

  21. Barrows, H. S., Practice-based learning: Problem-based learning applied to medical education. springfield, IL: Southern Illinois University School of Medicine, 1994. 

  22. Stepien. W., & Gallagher. S. Problem-based learning: As authentic as it gets. Educational Leadership, Vol.50, No.7, pp. 25-28, 1993. 

  23. Torp, L., & Sage. S., Problems as possibilities: problem-based Learning for K-12 education(1st Ed), Alexandria,VA: Association for Supervision and Curriculum Development(ASCE), 1998. 

  24. Torp, L., & Sage. S., Problems as possibilities: problem-based Learning for K-16 education(2nd Ed).Alexandria,Virginia:Association of Supervision and Curriculum Development, 2002. 

  25. Savin-Baden, M. & Major, C. H., Foundations of problem-based learning. Society for Research into Higher Education. NY: Open University Press, 2004. 

  26. Smith K.A., Teamwork and project management, 2nd edition. McGraw Hill, New York, NY, 2004. 

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