웹 기반 문제중심학습에서 메타인지, 상호작용, 몰입과 문제해결력의 관계

Abstract

In everyday life and work, people constantly solve problems. The kinds of problems that they solve in the workplace are always incongruent and poorly structured. Problem-Based Learning (PBL) is an educational approach in which complex authentic problems serve as the context and the stimulus for learning. Students work collaboratively in groups to identify what they need to learn in order to understand the problem and to learn about the broader concepts and principles related to the problem. PBL, therefore, is designed to encourage active participation by the students by plunging them into a situation and requiring them to define their own learning needs within broad goals. Students in PBL identify and search for the knowledge that they need to obtain in order to approach the problem. Moreover, as students nowadays have more exposure to the use of Internet in education, they can be more interactive as they find relevant resources and real time information. Therefore, the Internet is a good tool for students to learn how to solve problems. It can be used to create complex problem-solving learning environments that are engaging and realistic. In learners' leading environments such as PBL, the learners must have metacognitive ability. Metacognitive awareness of their individual learning process is as important as their monitoring of their course content learning. In addition, flow and interactions in web based learning help students improve their academic achievement and satisfaction. Accordingly, the purpose of this study is to examine correlation between metacognition, flow, interactions, and problem-solving ability in web problem based learning. The research questions to be answered in this study are as follows: 1. Does the learner's metacognition predict problem solving ability (problem solving confidence, approach avoidance style, personal control)? 2. Does the learner's metacognition predict flow (time distortion, attention, interest, curiosity)? 3. Does the learner's metacognition predict interactions (cognitive dimension interactions, metacognitive dimension interactions)? 4. Does flow and interactions serving as mediating variables in metacognition predict problem solving ability? The participants were 61 students taking an online learning course for undergraduates at E University during the spring semester 2007. The tools that were used in conducting the experiment are web based learning environments, problem based learning task, metacognition test, flow test, interaction analysis tools and problem solving performance test. Task activities were carried out for four weeks from the 4thweek of March up to the 3rdweek of April 2007. Data collected were analyzed in the following two ways: correlation analysis and regression analysis, respectively. The research findings are summarized as follows: First, it turned out that the learner's metacognition predicted a significant amount of the variance in the sub-factor of problem solving ability. The learner's metacognition predicted the problem solving confidence (β = .424, p < .001), and the approach avoidance style(β = .505, p < .001). Second, the variables of the learner's metacognition turned out to predict the subfactor of flow. The learner's metacognition predicted the attention, (β = .311, p < .05), and interest(β = .259, p < .05). Third, the learner's metacognition predicted the subfactor of interaction. The learner's metacognition predicted the cognitive dimension interaction (β = .332, p < .01), and the metacognitive dimension interactions(β = .288, p < .05). Fourth, the flow and the interactions act as intermediary variables between the metacognition and the problem solving ability in web problem-based learning. The direct effect(β = .424) of metacognition on the problem ability was greater than the indirect effect(β = .279) when interest mediated. The direct effect(β = .505) of metacognition was also greater than the indirect effect(β = .265) when the cognitive dimension interaction mediated. Based on the results of the study, several suggestions for future studies can be made: First, as metacognition and flow are considered as important factors in PBL. there is a need to study design and management strategies needs for improving metacognition and flow. Second, further research should focus on how learners perform problem solving in diverse interaction such as one-one communication, one-many communication, and many-many communication. Third, more research is needed to further study such as how other indicators like authenticity of task, cognitive strategies, presence, and degree of difficulty might affect learning in PBL settings.;인터넷 테크놀로지의 급속한 발달은 현 사회를 지식정보사회로 전환시켰다. 이제 지식은 외부에서 만들어진 것을 그대로 받아들이는 것이 아니라 학습자 자신이 직면한 실제적이고 복잡한 문제들을 해결하기 위해 능동적으로 아이디어를 교환하고 의미를 부여함으로써 창출되어지고 있다. 특히 현대사회를 살아가는 성인학습자에게 필요한 능력 중에 하나가 자신이 직면한 과제의 해결방법을 효과적으로 파악하고 그에 대한 정보를 수집하고 평가하여 해결안을 제시하는 것이라 볼 때 문제중심학습(problem based learning, 이하 PBL)은 현대 사회가 요구하는 역량과 기술을 배양시킬 수 있는 효과적인 학습방법이라고 할 수 있다. 더욱이 PBL은 웹기반 교육과 접목되면서 학습자들은 웹을 통해 다양한 자료를 검색 및 수집하고 편집하며 시공간을 초월하여 다른 학습자들과 상호작용함으로 문제해결을 하고 공동의 지식을 창출한다. 이러한 웹기반 PBL에서 특히 학습자에게 요구되는 능력은 스스로 자신이 학습을 계획하고 점검하며 평가하는 메타인지 능력이라 할 수 있다(김경, 김동식, 2002). 또한 학습자가 자연스럽게 문제에 몰입하여 호기심과 흥미를 느끼며 다양한 해결안을 찾아갈 때 더욱 효과적으로 학습할 수 있게 된다(조현정, 이우미, 2004). 이와 같이 웹기반 PBL에서 메타인지, 몰입은 상호작용과 더불어 학습의 성공을 가늠할 수 있는 주요한 요소라고 할 수 있다. 그러나 이 세 가지 요소를 함께 고려한 연구는 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 메타인지, 몰입, 상호작용이 문제해결력과 어떠한 관계를 형성하는지에 대한 연구를 하였다. 이와 같은 연구목적을 반영하여 본 연구에서 규명하고자 하는 세부 연구문제는 다음과 같다. 1. 메타인지는 문제해결력(자신감, 접근 회피 스타일, 자신의 통제)을 예측하는가? 2. 메타인지는 몰입(시간의 왜곡, 집중, 흥미, 호기심)을 예측하는가? 3. 메타인지는 상호작용(인지적 차원, 메타인지적 차원)을 예측하는가? 4. 메타인지가 문제해결력을 예측하는데 몰입과 상호작용은 매개변인으로 작용하는가? 4-1. 메타인지가 문제해결력(자신감, 접근 회피 스타일, 자신의 통제)을 예측하는데 몰입(시간의 왜곡, 집중, 흥미, 호기심)은 매개변인으로 작용하는가? 4-2. 메타인지가 문제해결력(자신감, 접근 회피 스타일, 자신의 통제)을 예측하는데 상호작용(인지적 차원과 메타인지적 차원의 메시지의 수)은 매개변인으로 작용하는가? 본 연구의 대상은 E대학에서 온라인 수업으로만 진행되는 V과목을 수강하는 61명이었다. 웹기반 PBL은 2007년 3월 23일부터 4월 23일까지 약 4주간 동안 실시되었다. 연구도구는 웹기반 PBL 학습환경, PBL 학습과제, 메타인지 검사도구, 몰입 검사도구, 상호작용 분석도구, 문제해결력 검사도구를 사용하였으며 수집된 자료는 상관분석과 회귀분석을 통해 분석되었다. 연구문제에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 웹기반 PBL에서 메타인지는 문제해결력을 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 즉, 메타인지는 문제해결력의 자신감(β = .424, p < .001)과 접근 회피 스타일(β = .505, p < .001)을 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 이 결과는 메타인지가 높을수록 문제에 대한 자신감을 가지고 적극적으로 문제를 해결하려는 경향을 지닌다고 볼 수 있다. 둘째, 메타인지는 몰입을 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 즉, 메타인지는 몰입의 변인 중 집중(β = .311, p < .05)과 흥미(β = .259, p < .05)를 유의미하게 예측하는 것으로 나타났다. 이는 메타인지 수준이 높은 학습자일수록 웹기반 PBL에서 학습에 집중하며 흥미를 가짐으로 더욱 몰입을 한다는 것을 의미한다. 셋째, 메타인지는 상호작용을 유의미하게 예측하였다. 즉, 메타인지는 인지적 차원의 상호작용(β = .332, p < .01)과 메타인지적 차원의 상호작용(β = .288, p < .05)을 유의미하게 예측하였다. 이것은 웹기반 PBL를 기반으로 문제를 해결할 때 메타인지가 높은 학습자일수록 인지적 차원 및 메타인지 차원의 상호작용을 많이 한다는 것을 예측하게 한다. 넷째, 몰입과 상호작용은 메타인지가 문제해결력을 예측하는데 매개변인으로 작용하였다. 즉, 메타인지와 문제해결력의 자신감 간의 관계에서 몰입 변인 흥미는 부분적인 매개효과가 있었다. 또한 메타인지와 문제해결력의 접근 회피 스타일 간의 관계에서 인지적 차원 상호작용이 부분적으로 매개 역할을 하였다. 두 형태 모두 문제해결력에 대한 메타인지의 직접효과가 매개를 통한 간접효과보다 컸다. 본 연구를 통한 제언은 다음과 같다. 첫째, 웹기반 PBL에서 학습자의 메타인지와 몰입은 문제해결력에 영향을 미치는 주요변인이므로 메타인지와 몰입을 향상시킬 수 있는 설계 및 운영전략이 연구되어질 필요가 있다. 둘째, 다양한 상호작용 즉, 일대일, 일대다, 다대다 등과 같은 상호작용 속에서 학습자들이 어떻게 문제해결과정을 수행하게 되는지에 대한 연구가 필요하다. 셋째, 본 연구에서 연구되어진 메타인지, 몰입, 상호작용, 문제해결력 외에도 인지전략, 학습동기, 과제의 실제성, 실재감, 난이도 등과 같은 주요 변인에 대한 연구도 이루어져야 할 것이다.