[논문]PBL 수업적용에 따른 학습 성과에 관한 질적 연구

김경화

doi:10.5392/jkca.2017.17.12.191

[국내논문] PBL 수업적용에 따른 학습 성과에 관한 질적 연구
A Qualitative Study on the Learning Outcome of PBL Instruction 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.17 no.12, 2017년, pp.191 - 201

초록
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본 연구는 미래인재역량에 효율적인 교수방법으로 문제중심학습(PBL)의 학습 성과를 알아보는데 목적이 있다. 연구를 위해 K대학교 교직소양과목인 '학교폭력 예방 및 대책'을 문제중심학습(PBL)으로 수업을 진행한 후 성찰일지, 평가지, 관찰일지 등을 통해 자료 수집을 하였다. 연구결과 PBL 학습효과로는 학습내용 이해 및 적용, 협동성, 문제해결능력, 사고확장, 책임감, PBL에 대한 이해 등이 나타났다. 또한 타인에 대한 배려, 협동성, 책임감, 의사소통 등 예비교사로서 갖추어야 할 인성적인 측면에서 매우 중요한 기회가 되었다. 이러한 연구결과는 4차 산업혁명 시대에 요구되어지는 문제해결 능력, 협동성 등의 역량 제고를 위해 대학수업의 PBL 적용 확대 필요성을 보여주는 것이라 하겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine the learning outcome of problem-based learning as an efficient teaching method to improve the competencies of great talents for future society. A general education course of a university that was one of teaching profession courses titled "prevention of school violence and countermeasures" was provided in the form of PBL, and data were gathered, which were reflective journals, evaluation sheet and observational journals. As a result, PBL produced learning effects such as understanding and applying learning contents, fostering cooperativeness, problem-solving skills and a sense of responsibility, extended thinking and good understanding of PBL. Also, that provided a great opportunity for the students to build up their character by learning caring and by improving cooperativeness, a sense of responsibility and communicative competency, which preservice teachers should have. The findings of the study suggest that the expansion of PBL is necessary to bolster problem- solving skills, self-directed learning, cooperativeness and creativity that are competencies required in the era of the Fourth Industrial Revolution.

Keyword

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문제 정의

이에 본 연구의 목적은 미래인재역량에 효율적인 문제중심학습(PBL)의 수업적용에 따른 학습 성과 및 해당교과의 문제중심학습(PBL)의 활용가능성을 알아보고자 한다. 연구의 목적을 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 첫째, PBL 수업의 학습 성과 유형은 무엇인가? 둘째, PBL 수업의 각 모듈에서 나타나는 학습 성과의 특성은 무엇인가? 이다.
수집된 자료는 ‘학교폭력의 예방 및 대책’ 이라는 강좌를 수강한 100명의 학습자가 작성한 292건의 성찰일지, 평가지(동료평가, 팀 평가), 연구자의 관찰일지이다. 성찰일지는 학습과정, PBL에 대한 이해, 경험내용 등을 학습자의 관점에서 분석할 수 있는 중요한 자료로 수업에서 느낀 점, 적용가능 점, 팀원의 역할과 기여정도 등을 기술하도록 하였다. 성찰일지 작성은 6주, 11주, 14주차 각 모듈별 마지막 차시에 동료평가 및 팀 평가 후에 이루어졌으며 14주차의 성찰일지에는 PBL 수업의 개선점과 수업에서 어려웠던 점을 추가적으로 작성하게 하였다.
본 수업의 목적은 학교폭력의 예방 및 대책에 관한 지식·태도함양 뿐만 아니라 학습의 주체자로서 학습자들의 동기유발, 실제 현장에서 직면하는 문제해결능력, 협력과 사고확장 등을 제고하는데 있다.

가설 설정

이에 본 연구의 목적은 미래인재역량에 효율적인 문제중심학습(PBL)의 수업적용에 따른 학습 성과 및 해당교과의 문제중심학습(PBL)의 활용가능성을 알아보고자 한다. 연구의 목적을 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 첫째, PBL 수업의 학습 성과 유형은 무엇인가? 둘째, PBL 수업의 각 모듈에서 나타나는 학습 성과의 특성은 무엇인가? 이다. 이를 위해 대학교 교직소양 교과목인 ‘학교폭력의 예방 및 대책’을 PBL로 적용하여 수업하면서 학습자의 성찰일지 및 평가지, 연구자의 관찰일지 등을 통해 자료 수집을 한 후 분석이 이루어졌다.

제안 방법

이를 위해 대학교 교직소양 교과목인 ‘학교폭력의 예방 및 대책’을 PBL로 적용하여 수업하면서 학습자의 성찰일지 및 평가지, 연구자의 관찰일지 등을 통해 자료 수집을 한 후 분석이 이루어졌다.
수업진행을 위해 대학에서 운영하고 있는 e-클래스의 강의 자료실, 과제실 등을 충분히 활용하여 조원들의 과제나 교수의 자료를 확인하고 참조하도록 하였다. 학생들은 스마트폰을 활용하여 SNS 카카오톡방을 개설하여 질의응답 및 조별 진행정도, 피드백 등을 공유하고 참여하였으며 수업시간에도 문제해결을 위해 노트북, 스마트폰 등을 사용함으로써 원활한 자료검색 등이 이루어졌다.
수업진행을 위해 대학에서 운영하고 있는 e-클래스의 강의 자료실, 과제실 등을 충분히 활용하여 조원들의 과제나 교수의 자료를 확인하고 참조하도록 하였다. 학생들은 스마트폰을 활용하여 SNS 카카오톡방을 개설하여 질의응답 및 조별 진행정도, 피드백 등을 공유하고 참여하였으며 수업시간에도 문제해결을 위해 노트북, 스마트폰 등을 사용함으로써 원활한 자료검색 등이 이루어졌다.
한 학기 수업은 15주 과정으로 강의식 수업과 PBL수업을 병행하여 진행하였다. 학습목표는 주어진 PBL문제를 해결하는 과정에서 학교폭력을 효율적으로 대처하고 예방할 수 있는 역량을 키울 뿐만 아니라 자기 주도성, 의사소통 능력, 책임감, 문제해결능력을 갖추는 것이다.
학습목표는 주어진 PBL문제를 해결하는 과정에서 학교폭력을 효율적으로 대처하고 예방할 수 있는 역량을 키울 뿐만 아니라 자기 주도성, 의사소통 능력, 책임감, 문제해결능력을 갖추는 것이다. PBL 수업을 처음 접하는 학습자들의 과제에 대한 부담감을 해소하기 위해 모듈 1에서는 4주차로 진행되었고 모듈 2와 모듈3은 각각 3주차로 진행되었다. 수업진행은 [표 1]과 같다.
이때 문제를 해결하기 위한 계획수립이 사실, 생각, 학습과제, 실천과제로 구분하여 순차적으로 이루어진다. 수업시간 종료 전 팀의 문제해결 방향성에 대한 명료함과 다른 팀의 생각을 비교함으로써 PBL수업의 탐구적인 분위기를 조성하였다. PBL에서 제시된 각 모듈의 주제로는 모듈 1은 학교폭력 예방방안, 모둘 2는 교사로서 학교폭력 발생 시 대처방안, 모듈 3은 학교폭력 관련 학생-교사-학부모교육이다.
교수자는 학습자들의 결과를 통합하고 충분한 피드백을 함으로써 모듈의 진행정도에 따른 학습자들의 성장을 도모하였다. 마지막으로 문제해결안과 관련된 내용은 주교재 내용을 중심으로 보충 강의를 하고 전체적인 정리를 함으로써 종결하였다.
성찰일지는 학습과정, PBL에 대한 이해, 경험내용 등을 학습자의 관점에서 분석할 수 있는 중요한 자료로 수업에서 느낀 점, 적용가능 점, 팀원의 역할과 기여정도 등을 기술하도록 하였다. 성찰일지 작성은 6주, 11주, 14주차 각 모듈별 마지막 차시에 동료평가 및 팀 평가 후에 이루어졌으며 14주차의 성찰일지에는 PBL 수업의 개선점과 수업에서 어려웠던 점을 추가적으로 작성하게 하였다. 개강 첫 주 오리엔테이션 시간에 수업활동으로 제출된 자료들이 연구로 활용됨을 안내 한 후 학생들의 동의를 얻었으며 연구자의 의도대로 응답이 이루어질 것을 고려해 각 성찰일지는 이름을 작성하지 않게 하였다.
평가지는 참여도, 협력, 책임감, 기여도 등을 평가하는 동료평가 및 학습자에게 문제와 관련된 도움정도, 실천가능한 해결안 정도 등을 평가하는 팀 평가로 팀별 문제해결안 발표가 있는 차시에 이루어졌다. 연구자의 관찰일지는 학생들의 수업참여도, 팀원 간의 상호작용, 문제해결과정, 팀의 언어적 비언어적 행동 및 분위기, 매체 활용 여부, 모듈 진행에 따른 변화 등의 내용을 참여관찰을 통해 구체적으로 기록하였다.
수집된 질적 자료들의 분석은 반복적 비교분석법을 사용하였다. 먼저 자료 속에서 연구주제와 관련된 의미를 찾아 범주를 구분하고 다시 하위범주로 나누는 귀납적 방법으로 개방형코딩을 실시하였다. 그런 다음 심층 코딩을 실시하여 코딩의 양을 줄이고 의미를 좀 더 심화시켜 본 연구에서 밝히고자 하는 학습경험을 범주화하고 구체화 하면서 주제를 발견하였다.
먼저 자료 속에서 연구주제와 관련된 의미를 찾아 범주를 구분하고 다시 하위범주로 나누는 귀납적 방법으로 개방형코딩을 실시하였다. 그런 다음 심층 코딩을 실시하여 코딩의 양을 줄이고 의미를 좀 더 심화시켜 본 연구에서 밝히고자 하는 학습경험을 범주화하고 구체화 하면서 주제를 발견하였다. 질적 연구의 타당도를 확보하기 위해 삼각측정, 참조자료의 사용, 연구 참여자에 의한 연구결과의 평가 활동이 이루어졌다.
질적 연구의 타당도를 확보하기 위해 삼각측정, 참조자료의 사용, 연구 참여자에 의한 연구결과의 평가 활동이 이루어졌다. 마지막으로 동료 검토법(peer examination)을 사용하여 코딩에 참여한 두 명의 교육학 박사의 연구결과에 대한 검토과정을 통해 연구자가 임의적으로 해석하지 않으려고 노력하였다.
역할분담을 통해 협동심을 배우고 서로 배려하는 마음을 배웠다. 시너지 효과는 확실했다.
PBL 수업은 나름의 다양한 경험과 지식을 활용하여 문제를 해결하는 과정가운데 학습이 이루어지는 것이기에 자신의 경험에 대한 새로운 시각과 관점을 갖게 하고 더욱 개방적인 태도와 확장된 사고를 갖게 하는 것으로 나타났다. 팀별 협동학습을 통해 창의적인 아이디어뿐만 아니라 다른 조의 발표를 들으면서 다양한 시각과 접근 방법을 이해하게 되고 공유하며 냉철한 분석과 평가가 이루어지는 성찰도 이루어졌다.
두 번째 모듈이라 그런지 문제가 주어진 후 자유롭게 의견을 쏟아내고 끊임없이 논의하고 소통하였다. 처음에는 힘들었지만 지금은 척척 각자 할 일을 알아서 맡아 해서 쉬어졌다.
각 모듈은 최종 해결안의 발표 후 평가(자기평가, 팀 평가) 및 성찰일지가 작성되었다. 발표는 하루 전에 e-클래스의 자료실에 탑재하도록 하였으며 질문, 토의내용, 기타 안건들도 e-클래스나 SNS를 활용하여 피드백이 이루어졌다. 질적 자료의 분석 후 PBL의 성과로 나타난 ‘학습내용 이해 및 적용’, ‘협동성’, ‘의사소통’, ‘문제해결’, ‘사고확장’, ‘책임감’, ‘PBL에 대한 이해’ 영역별로 구분하여 각 모듈별 성찰일지의 응답수를 분석한 결과는 [표 4]와 같다.
본 수업의 목적은 학교폭력의 예방 및 대책에 관한 지식·태도함양 뿐만 아니라 학습의 주체자로서 학습자들의 동기유발, 실제 현장에서 직면하는 문제해결능력, 협력과 사고확장 등을 제고하는데 있다. 학습자들의 성찰일지, 연구자의 관찰일지 등을 통해 자료 수집을 한 후 분석이 이루어졌으며 도출된 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

연구대상은 광주광역시 소재 K대학교 2016학년도 9월부터 12월까지 운영되는 연구자의 수업과목 중 ‘학교폭력의 예방 및 대책’ 이라는 강좌를 수강한 100명의 학생을 대상으로 이루어졌다.
이 과목은 교직소양과목으로 4개 반으로 운영되었으며 각 분반마다 조금씩 다르지만 3∼5명으로 팀을 이루어 진행되었다. 총 수강생은 3학년 93명, 4학년 7명으로 대부분 3학년 학생이었고 PBL 수업을 한 번도 경험하지 못하였다.
수집된 자료는 ‘학교폭력의 예방 및 대책’ 이라는 강좌를 수강한 100명의 학습자가 작성한 292건의 성찰일지, 평가지(동료평가, 팀 평가), 연구자의 관찰일지이다.
자료 수집은 2016년 9월부터 12월까지 주로 수업시간을 통해 이루어졌다. 수집된 자료는 ‘학교폭력의 예방 및 대책’ 이라는 강좌를 수강한 100명의 학습자가 작성한 292건의 성찰일지, 평가지(동료평가, 팀 평가), 연구자의 관찰일지이다.

데이터처리

수집된 질적 자료들의 분석은 반복적 비교분석법을 사용하였다. 먼저 자료 속에서 연구주제와 관련된 의미를 찾아 범주를 구분하고 다시 하위범주로 나누는 귀납적 방법으로 개방형코딩을 실시하였다.

성능/효과

이처럼 문제해결과정에서 경험적 지식과 기술을 이용하여 문제 상황에 능숙하게 대처할 수 있게 되었다. 또한 여러 가지 방법을 이용하여 다양한 자료를 수집하는 능력과 문제 상황 해결 모색과정에서 합리적으로 판단하고 분석하는 능력이 향상되는 것을 알 수 있다.
역할을 분담해서 적어도 자기가 맡은 것에는 최선을 다하게 되었고 시간을 효율적으로 쓸 수 있었다.(모듈1)
학습자들은 PBL 방법의 수업 경험이 전혀 없었기에 기존의 전통적인 수업방법과 다른 새로운 수업방식에 대한 거부감이 나타나는 경우도 있었고 학습자의 적극적인 참여를 요하는 수업에 대한 기대감을 갖기도 하였다. 두 번째 모듈로 진행되면서 PBL 수업방법에 대한 깊은 이해로 학습자 스스로 PBL 효과를 느꼈고 수업몰입도와 자신감이 향상되는 모습을 보였다.
이상에서 ‘학교폭력의 예방 및 대책’과목을 PBL을 적용하여 학습자 중심으로 진행한 결과 학습자들은 본 교과목의 필요성을 알게 되었고 주어진 문제를 해결하는 과정에서 예비교사로서 학교폭력의 예방 및 대책에 관한 올바른 지식과 태도 등에 대한 변화가 자연스럽게 나타났다.
한 문제를 해결하기 위해 여러 가지 기초자료들을 조사해야 하고 구체적이고 실천 가능한 문제 해결방법을 제시해야 한다는 것을 알게 되었다.(모듈2)
이상에서 ‘학교폭력의 예방 및 대책’과목을 PBL을 적용하여 학습자 중심으로 진행한 결과 학습자들은 본 교과목의 필요성을 알게 되었고 주어진 문제를 해결하는 과정에서 예비교사로서 학교폭력의 예방 및 대책에 관한 올바른 지식과 태도 등에 대한 변화가 자연스럽게 나타났다. 또한 교사의 역할과 책임감, 자세 등에 대하여 새롭게 성찰하는 기회가 되었으며 이는 PBL방법이 본 교과목의 목표를 달성하는데 효율적임을 보여준다.
본 연구에서 모듈별로 나타난 학습 성과 유형의 특징을 살펴보면, 모듈 1에서는 ‘학습내용 이해 및 적용’, ‘협동성’, ‘사고확장’ 순으로, 모듈 2에서는 ‘학습내용 이해 및 적용’, ‘문제 해결’, ‘책임감’ 순으로, 모듈 3에서는 ‘학습내용 이해 및 적용’, ‘문제 해결’, ‘협동성’ 순으로 빈도가 높게 나타났다.
첫째, PBL 학습효과로는 학습내용 이해 및 적용, 협동성, 문제해결, 사고확장, 책임감, PBL에 대한 이해를 경험한 것으로 나타나 소그룹 활동을 통해 팀워크, 비판적 사고, 문제해결 능력 등을 개발할 수 있다[14][26]는 선행연구 결과와 일치함을 알 수 있다. 학습자들은 본 과목을 통해 학교폭력의 예방과 대책의 필요성을 인식하고 예비교사로서의 책임감과 역할, 학생지도의 중요성을 인식하게 되었다.
둘째, 교직소양과목에서 PBL을 적용한 결과 타인에 대한 배려, 협동성, 책임감 등 예비교사로서 갖추어야 할 인성적인 측면에서 매우 중요한 기회가 되었다. 김동일 등[27]은 인성교육 5개년 종합계획 수립을 위하여 현장 전문가 및 예비교사들을 대상으로 실태조사를 실시한 결과 현재 예비교사의 인성교육 지도역량 강화 교육의 문제점에 대한 응답에서 “구체적인 실천 방안을 제시하여 주지 못하는 점”이 30.
셋째, PBL 수업을 처음 접하는 학습자들은 강의식 수업의 익숙함으로 무엇인가 스스로 해야 한다는 부담스러운 무게감을 느끼는 것으로 나타났다. 따라서 효율적인 PBL 수업을 위해서는 보다 유연한 교수자의 태도 및 전략이 요구되어진다.
넷째, PBL 수업에 대한 어려움이 나타나지만 대부분의 학습자들은 PBL 수업의 호기심, 흥미 등 긍정적인 반응을 나타내었다. 잘 설계된 PBL 문제는 학습자들의 학습동기를 유발하고 도전정신을 갖게 함으로써 학교 현장뿐만 아니라 삶의 다양한 현장에서 발생하는 문제를 해결하는데 적용할 수 있다.
다섯째, PBL 수업에 있어서 결과보다는 과정중심의 평가로 이어져야 함에 따라 합리적이고 타당한 평가 기준을 마련하는 것이 필요하다. 또한 공개적인 방법의 동료평가나 팀 평가는 원래의 취지와는 다르게 진행될 수 있고 공정한 평가를 확보하지 못할 수 있으므로 평가방식의 보완으로 PBL 수업의 효율성을 도모해야 한다.
여섯째, 오프라인 수업 외 e-클래스, SNS 등을 적극 활용함으로써 학습자-학습자, 교수자-학습자의 지속적이고 확장된 소통이 보다 활발하게 이루어지고 질문에 대한 즉각적 대답과 효율적 시간 관리 등 시간적 공간적 제약으로부터 PBL의 효과를 제고할 수 있다. 온라인 수업과 오프라인 수업의 병행을 통해 PBL 수업의 어려운 점으로 지적되는 시간부족의 문제가 어느 정도 해결될 수 있을 것이다.

후속연구

잘 설계된 PBL 문제는 학습자들의 학습동기를 유발하고 도전정신을 갖게 함으로써 학교 현장뿐만 아니라 삶의 다양한 현장에서 발생하는 문제를 해결하는데 적용할 수 있다. 그러나 교과목별 학습자의 요구반영, 학습자의 수준에 따른 난이도 조절, 현장감과 활용 가능한 문제를 설계할 수 있는 가이드라인이나 정보가 부족한 실정으로 추후 학교 급별, 학년별 적용에 대한 연구가 활성화 될 필요가 있다.
본 연구의 한계점으로는 첫째, 광주광역시 소재 대학교의 한 과목 수업 사례연구 결과를 일반화하기에는 무리가 있다. 향후 다양한 교과목과 조사대상수를 늘려 연구가 진행될 필요가 있다.
본 연구의 한계점으로는 첫째, 광주광역시 소재 대학교의 한 과목 수업 사례연구 결과를 일반화하기에는 무리가 있다. 향후 다양한 교과목과 조사대상수를 늘려 연구가 진행될 필요가 있다. 둘째, 연구방법에 있어 질적 연구만으로 진행되었기에 추후 양적연구가 동시에 이루어져 PBL의 학습효과를 면밀히 확인할 필요가 있다.
향후 다양한 교과목과 조사대상수를 늘려 연구가 진행될 필요가 있다. 둘째, 연구방법에 있어 질적 연구만으로 진행되었기에 추후 양적연구가 동시에 이루어져 PBL의 학습효과를 면밀히 확인할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PBL의 특징은 무엇인가?	PBL의 특징은 학자들마다 다르게 규명되고 있는데 최정임과 정경원[14]은 문제로부터 학습이 시작되는 점, 학습자 중심의 학습 환경, 그룹 활동을 중심으로 학습 진행, 자기 주도적 학습을 통한 새로운 지식습득, 전통적인 지식전달자에서 학습 진행자 또는 촉진자로의 전환되는 교수자의 역할 등 다섯 가지로 들고 있다. Savery[15]는 PBL은 학습자가 직접 연구를 수행하고, 이론과 실천을 통합하며, 지식과 기술을 적용하도록 자율권을 부여하는 학습자 중심의 교육 및 교육과정 접근 방식으로 정의하면서 튜터라고 불리는 학습촉진자로서의 교수자 역할, 자기 주도적 학습 및 자기조절 학습에 대한 학습자의 책임, 다양한 대안과 방법이 요구되는 비구조화된 문제로부터 학습의 시작 등 세 가지 점을 PBL 특성으로 들고 있다.
	PBL이란 무엇인가?	PBL은 문제를 활용하여 학습자 중심으로 학습을 진행하는 교수-학습 방법[12]이며 이때 제시되는 문제는 학습자와 동떨어진 피상적인 문제가 아닌 실제적인 문제로써 학습자들은 팀을 이루어 공동의 문제를 해결하고 개별학습, 협동학습이 이루어지는 과정에서 학습이 이루어진다. PBL은 학습자가 실세계 문제와 이슈에 대한 내용지식, 비판적 사고, 문제해결 기술을 적용하도록 장려하는 교수방법[13]이다.
	본 연구의 목적을 달성하기 위해 어떠한 방법이 사용되었는가?	연구의 목적을 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 첫째, PBL 수업의 학습 성과 유형은 무엇인가? 둘째, PBL 수업의 각 모듈에서 나타나는 학습 성과의 특성은 무엇인가? 이다. 이를 위해 대학교 교직소양 교과목인 ‘학교폭력의 예방 및 대책’을 PBL로 적용하여 수업하면서 학습자의 성찰일지 및 평가지, 연구자의 관찰일지 등을 통해 자료 수집을 한 후 분석이 이루어졌다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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