[논문]뇌기반 교육의 효과에 대한 메타분석

장환영; 장봉석

doi:10.14702/jpee.2020.041

뇌기반 교육의 효과에 대한 메타분석
A Meta-Analytic Review of Effects of Brain-Based Education 원문보기

JPEE : Journal of practical engineering education = 실천공학교육논문지, v.12 no.1, 2020년, pp.41 - 47

장환영 (동국대학교 교육학과) , 장봉석 (국립목포대학교 교육학과)

초록
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이 연구는 뇌기반 교육의 효과를 체계적으로 정리하기 위해 실시되었다. 자료 분석을 위해 뇌기반 교육의 효과를 보고한 국내 선행연구 27편을 선정하여 메타분석을 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 뇌기반 교육의 전체 효과크기는 .67로 나타났다. 둘째, 종속변인 유형에 따른 효과크기 측정 결과 학업성취도, 인지적 영역, 정의적 영역의 순서로 나타났다. 셋째, 인지적 영역에 따른 효과크기 측정 결과 자기조절능력, 창의성, 핵심역량, 의사소통능력, 탐구 능력의 순서로 나타났다. 넷째, 정의적 영역에 따른 효과크기 측정 결과 사회성, 학습 흥미, 교과 태도의 순서로 나타났다. 다섯째, 사고력 개발 관련 뇌기반 교육 방법에 따른 효과크기 측정 결과 두 개 영역이상 통합한 경우, 뇌 단련, 풍요로운 환경 제공, 우뇌 계발 학습법의 순서로 나타났다. 여섯째, 학습활동 관련 뇌기반 교육 방법에 따른 효과크기 측정 결과 기억 공고화 전략, 주의 촉진 전략의 순서로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to investigate effects of brain-based learning. 27 primary studies were selected through rigorous search process and analyzed through meta-analytic methods. Research findings are as follows. First, the total effect size was .67. Second, the effect of dependent variables was academic achievement, cognitive domain, and affective domain in order. Third, with respect to types of cognitive domain, the effect was self-regulation, creativity, competence, communication, and research ability in order. Fourth, the effect of affective domains was sociality, learning interest, and subject attitude in order. Fifth, regarding development of cognitive ability, the effect size was combined, brain training, learning environments, and right brain activities in order. Sixth, the effect of learning activities was memory improvement and attention enhancement in order.

주제어

표/그림 (4)

그림 그림 1. 깔때기 분포 Fig. 1. Funnel plot.
표 표 1. 종속변인에 대한 효과크기 Table 1. The effect size of dependent variables
표 표 2. 조절변인에 대한 효과크기 Table 2. The effect size by categorical variables
표 표 3. 메타회귀분석 결과 Table 3. Results of meta-regression analysis

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 대부분의 연구들이 개별적 단위로 보고되고 있으며, 경우에 따라서 연구 결과가 상이하게 나타나 뇌 기반 교육의 효과에 대한 주장을 일반화하기 어려운 것으로 분석되었다. 따라서 이 연구에서는 뇌 기반 교육에 대한 종합적인 분석이 필요함을 확인하고 메타분석을 활용하여 선행 연구의 결과를 과학적으로 정리하기 위해 실시되었다.
본 연구에서는 뇌 기반 교육의 효과를 메타분석을 통해 정리하였다. 연구 수행을 위해 국내에서 보고된 학위 및 학술지 논문 27편을 분석하였으며, 그 결과에 대한 논의는 다음과 같다.

제안 방법

뇌 기반 교육의 효과를 논의한 국내 연구물을 수집하기 위해 DBPIA, Google Scholar, KISS, RISS를 활용하여 논문을 검색하였다. 이 과정에서 주제어로 ‘뇌 기반 교육’, ‘뇌 기반 학습’, ‘뇌 기반 수업’, ‘영향’, ‘효과’를 사용한 후, 학술지논문 78편, 학위논문 45편을 수집하였다.
효과크기는 개별 연구물에 나타난 양적 연구결과를 의미하는 통계치이다. 이를 위해 개별 연구 결과들에 대한 효과 크기 계산 후 전체 효과크기를 계산하였다. 그리고 연구 특징에 따라 유목화된 하위 변인에 대해 분석을 실시하고, 연속변수인 경우 메타회귀분석을 수행하였다.
코딩을 수행하는 과정에서 우선적으로 코딩지를 개발하였다. 이후 교육학 전문가 두 명과 제 1저자가 코딩 작업을 진행하였으며, 의견 차이가 있는 경우에는 협의를 통해 해결하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 뇌 기반 교육의 효과를 메타분석을 통해 정리하였다. 연구 수행을 위해 국내에서 보고된 학위 및 학술지 논문 27편을 분석하였으며, 그 결과에 대한 논의는 다음과 같다.
이 과정에서 주제어로 ‘뇌 기반 교육’, ‘뇌 기반 학습’, ‘뇌 기반 수업’, ‘영향’, ‘효과’를 사용한 후, 학술지논문 78편, 학위논문 45편을 수집하였다.
이 중 학위 학술지 중복 논문 3편, 원문 검색이 불가능한 연구 4편, 학생 이외의 집단을 연구 대상으로 선정한 5편, 실험집단을 제시하지 않은 연구 63편, 학교 교육과정과 연계되지 않은 명상 프로그램 효과 연구 21편은 분석 대상에서 제외되었다. 최종적으로 뇌 기반 교육의 효과를 제시한 27편의 선행 연구가 분석대상으로 선정되었다.

데이터처리

이를 위해 개별 연구 결과들에 대한 효과 크기 계산 후 전체 효과크기를 계산하였다. 그리고 연구 특징에 따라 유목화된 하위 변인에 대해 분석을 실시하고, 연속변수인 경우 메타회귀분석을 수행하였다. 이 과정에서 CMA 3.

성능/효과

깔때기 분포(funnel plot) 분석 결과, 좌우가 대칭인 모습을 보이는 것으로 나타났으며, 표준오차와 효과크기가 다소 밀집되어 있는 것도 확인할 수 있다. 그리고 Orwin(1983)의 안전계수 계산 결과, 5,907로 나타났다[6].
372의 순서로 나타났다. 넷째, 성별에 따른 효과크기 측정 결과 여학생 0.559, 남녀혼합 0.389, 남학생 0.326의 순서로 나타났다. 다섯째, 학생 성취 수준의 경우, 영재반 학생 0.
넷째, 정의적 영역에 따른 효과크기는 사회성, 학습 흥미,교과 태도의 순서로 크게 나타났다. Jensen(2005)은 사회적 관계를 통해 인간의 뇌는 높은 수준으로 활성화되며, 이와 같은 이유로 교수학습 과정에서 상호작용 기반 학생 참여형 수업을 활용하게 되는 선순환적 구조는 뇌 기반 교육에서 간과해서는 안 될 중요한 사실이라고 설명하였다[15].
뇌 기반 교육이 학습자의 인지적·정의적 특성을 함께 고려하며 실행되는 과정을 감안한다면 위 세 영역에 대한 효과가 모두 긍정적으로 나타난 사실은 예측 가능한 결과이며[11], 본 연구를 통해 실증적으로 입증되었음을 확인하였다.
다섯째, 학교 급에 따른 효과크기는 대학교가 가장 크게 나타났으며, 그 다음은 중학교, 초등학교, 유치원의 순서로 나타났다. 이 결과는 학교 급에 따라 효과크기를 비교한 결과 통계적으로 의의 있는 결과를 발견하지 못했다고 주장한 선행 메타분석 결과와는 상반되는 것이었다[12].
326의 순서로 나타났다. 다섯째, 학생 성취 수준의 경우, 영재반 학생 0.937, 여러 수준의 학생들이 함께 학습하는 경우 0.508의 순서로 나타났다. 여섯째, 뇌 기반 교육의 운영 기간에 따른 효과크기 측정 결과 12주 초과 1.
515의 순서로 나타났다. 둘째, 인지적 영역의 경우, 자기조절능력 0.848, 창의성 0.704, 핵심역량 0.526, 의사소통능력 0.473, 탐구 능력 0.394의 순서로 나타났다. 셋째, 정의적 영역의 경우, 사회성 0.
둘째, 종속변인 유형에 따른 효과크기는 학업성취도, 인지적 영역, 정의적 영역의 순서로 크게 나타났다. 뇌 기반 교육이 학습자의 인지적·정의적 특성을 함께 고려하며 실행되는 과정을 감안한다면 위 세 영역에 대한 효과가 모두 긍정적으로 나타난 사실은 예측 가능한 결과이며[11], 본 연구를 통해 실증적으로 입증되었음을 확인하였다.
첫째, 뇌 기반 교육의 효과와 출판년도의 관계를 분석한 결과 최근에 출판된 연구물일수록 뇌 기반 교육의 효과가 향상되었다. 둘째, 프로그램 참여 학생 수가 적을수록 뇌 기반 교육 효과가 증가하였다. 셋째, 학년이 높아질수록 뇌 기반 교육의 효과가 향상되는 것으로 밝혀졌다.
첫째, 출판유형에 따라 학술지 논문 9편과 학위 논문 18편으로 구분 된다. 둘째, 학교 급에 따라 유치원 4편, 초등학교 20편, 중학교 1편, 대학교 2편으로 나타났다. 셋째, 교과 영역에 따라 국어 1편, 과학 16편, 사회 2편, 수학 1편, 미술 2편, 체육 2편, 융합 1편, 기타 2편으로 나타났다.
479의 순서로 나타났다. 둘째, 학교 급에 따른 효과크기 측정 결과 대학교 1.439, 중학교 1.199, 초등학교 0.611, 유치원 0.488의 순서로 나타났다. 셋째, 교과 영역에 따른 효과크기 측정 결과 체육 1.
먼저 사고력 계발 관련 뇌 기반 교육의 방법에는 많이 사용할수록 단련된다는 뇌 단련, 풍부하고 다양한 경험이 뇌 발달에 중요한 요소라는 풍요로운 환경 제공, 우반구 중심의 학습에 역점을 둔 우뇌 계발 학습법의 세 특징들로 구분된다. 둘째, 학습 활동 관련 뇌기반 교육 방법에는 학생들의 내적 요인을 조절함으로써 주의력을 제고하는 주의 촉진 전략과 기억력을 향상시키기 위한 기억 공고화 전략이 포함된다.
둘째, 학교 급에 따라 유치원 4편, 초등학교 20편, 중학교 1편, 대학교 2편으로 나타났다. 셋째, 교과 영역에 따라 국어 1편, 과학 16편, 사회 2편, 수학 1편, 미술 2편, 체육 2편, 융합 1편, 기타 2편으로 나타났다.
488의 순서로 나타났다. 셋째, 교과 영역에 따른 효과크기 측정 결과 체육 1.882, 수학 1.102, 미술 0.586, 과학 0.514, 사회 0.381, 국어 0.372의 순서로 나타났다. 넷째, 성별에 따른 효과크기 측정 결과 여학생 0.
셋째, 인지적 영역에 따른 효과크기는 자기조절능력이 가장 크게 나타났으며, 다음으로 창의성, 핵심역량, 의사소통능력, 탐구 능력의 순서로 나타났다. 선행 연구의 결과에 따르면 Wolfe(2001)는 뇌 기반 교육의 과정에서 학습자들이 경험 하는 자신들의 학습 양식 이해, 학습에 도움이 되는 긍정적인 감정 경험과 이를 지속하려는 노력, 정보 처리 과정에의 적극적인 참여 등을 자신의 학습 효과 극대화를 위해 적절히 활용하게 되며, 이 노력을 통해 자기조절능력이 향상된다고 설명하였다[13].
394의 순서로 나타났다. 셋째, 정의적 영역의 경우, 사회성 0.745, 학습 흥미 0.472, 교과 태도 0.401의 순서로 나타났다.
둘째, 프로그램 참여 학생 수가 적을수록 뇌 기반 교육 효과가 증가하였다. 셋째, 학년이 높아질수록 뇌 기반 교육의 효과가 향상되는 것으로 밝혀졌다.
아홉째, 사고력 개발 관련 뇌 기반 교육 방법에 따른 효과 크기는 두 개 영역이상 통합한 경우가 가장 크게 나타났으며, 그 다음은 뇌 단련, 풍요로운 환경 제공, 우뇌 계발 학습법의 순서로 나타났다. Jensen(2005)은 뇌 기반 교육에서 활용되는 교수학습 방법의 종류는 교과 영역에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 두 개 이상의 방법이 통합 적용되는 경우에 교육목표의 달성이 보다 용이하다고 설명하였다[15].
401의 순서로 나타났다. 아홉째, 학습활동 관련 뇌기반 교육 방법에 따른 효과크기 측정 결과 기억 공고화 전략 0.562, 주의 촉진 전략 0.389의 순서로 나타났다.
477의 순서로 나타났다. 여덟째, 사고력 개발 관련 뇌기반 교육 방법에서는, 두 개 영역이상 통합한 경우 0.691, 뇌 단련 0.657, 풍요로운 환경 제공 0.434, 우뇌 계발 학습법 0.401의 순서로 나타났다. 아홉째, 학습활동 관련 뇌기반 교육 방법에 따른 효과크기 측정 결과 기억 공고화 전략 0.
여덟째, 학생 성취 수준에서는 영재반 학생, 여러 수준의 학생들이 함께 학습하는 경우의 순으로 나타났다. 이는 영재들의 경우 학습 속도를 스스로 조절하고, 학습과 관련된 최적화된 환경을 자신의 학습 양식에 적합하도록 조성하며, 학업 스트레스를 적절하게 해소하는 능력이 이미 높게 형성되어 있기 때문에 뇌 기반 교육에 적응하기 용이하고, 교수학습 과정에서 제공되는 원리를 이해하고 실행하는 능력이 높기 때문에 교육의 효과가 크게 나타날 수 있다는 Connell(2009) 의 설명을 뒷받침한다[17].
여섯째, 교과 영역에 따른 효과크기는 체육, 수학, 미술, 과학, 사회, 국어의 순서로 나타났다. 이 연구 결과 역시 Gozuyesil와 Dikici(2014)의 메타분석에서 교과 영역 간 효과 크기 차이가 없다는 주장과 상반되는 것이었다[12].
508의 순서로 나타났다. 여섯째, 뇌 기반 교육의 운영 기간에 따른 효과크기 측정 결과 12주 초과 1.217, 9주~12주 0.928, 5주~8주 0.478, 4주 이하 0.425의 순서로 나타났다. 일곱째, 뇌 기반 교육 프로그램 총 운영 횟수에 따른 효과크기 측정 결과 30회 초과 1.
열째, 학습활동 관련 뇌 기반 교육 방법에 따른 효과크기는 기억 공고화 전략, 주의 촉진 전략의 순서로 크게 나타났다. 기억 공고화 전략의 효과와 관련하여 Thomas와 Swamy(2014)는 뇌 기반 교육 실행 이후 교수학습 과정의 마무리 단계에서 학생들이 자신의 생각을 정리할 수 있도록 글쓰기를 통한 반성적 성찰, 소집단 토의를 통한 학습 정보 검토 등의 시간이 중요한 단계라고 설명한 바 있다[10].
425의 순서로 나타났다. 일곱째, 뇌 기반 교육 프로그램 총 운영 횟수에 따른 효과크기 측정 결과 30회 초과 1.102, 21회~30회 1.038, 11회 ~20회 0.651, 10회 이하 0.477의 순서로 나타났다. 여덟째, 사고력 개발 관련 뇌기반 교육 방법에서는, 두 개 영역이상 통합한 경우 0.
일곱째, 성별에 따른 효과크기는 여학생, 남녀혼합, 남학생의 순서로 크게 나타났다. 이는 성별에 따라 뇌 성숙도에 차이가 발생하며, 여자가 남자보다 논리적 사고와 관련된 부분의 뇌 발달이 더 빠르게 진행된다는 연구 결과와 일치한다[16].
첫째, 뇌 기반 교육의 학생 발달에 대한 전체 효과크기는 중간 수준으로 해석 가능한 .67로 나타났다. 이는 터키 뇌 기반 과학 교육 연구에 대한 Yasar(2017)의 메타분석에서 보고된 1.
연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 뇌 기반 교육의 효과와 출판년도의 관계를 분석한 결과 최근에 출판된 연구물일수록 뇌 기반 교육의 효과가 향상되었다. 둘째, 프로그램 참여 학생 수가 적을수록 뇌 기반 교육 효과가 증가하였다.
분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 종속변인에 따라 효과크기를 측정한 결과 학업성취도 0.581, 인지적 영역 0.524, 정의적 영역 0.515의 순서로 나타났다. 둘째, 인지적 영역의 경우, 자기조절능력 0.
조절변인에 따른 효과크기 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 출판 유형에 따른 효과크기 측정 결과 학위 논문 0.757, 학술지 논문 0.479의 순서로 나타났다. 둘째, 학교 급에 따른 효과크기 측정 결과 대학교 1.

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M. Gurian and K. Stevens, "With boys and girls in mind," Educational Leadership, vol. 62, no. 3, pp. 21-26, 2004.

상세보기
J. D. Connell, "The global aspects of brain-based learning," Educational Horizons, vol. 88, no. 1, pp. 28-39, 2009.

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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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