프로젝트기반학습에서 문제해결력, 협력적 자기효능감, 협력적 자기조절, 인지된 성취도 간의 관계

Abstract

Project-based learning is an educational method that learners collaborate with others in order to solve the authentic problems (Blumenfeld, Soloway, Marx, Krajcik, Guzdial, & Palincsar, 1991; Katz & Chard, 2000). Learner’s characteristic has been emphasized as crucial strategy for successful project based learning (Kang, Um, Lee, 2010). Especially, several research suggested that personality type, self-efficacy, which are included in non-cognitive characteristic, should be considered important (Chang, Jang, 2008; DeTure, 2004; Schaffer, Chen, Zhu, & Oakes, 2012). However, these variables have a limitation to explain the cognitive aspect occurring in the project based learning like fixing plans and evaluating solutions, etc (Koh, Herring, & Hew, 2010). In case researchers take cognitive characteristic such as prior knowledge into account (Land & Greene, 2000), as they are employed in the individual learning, it appears that the context of project based learning where learners learn together has not reflected fully. So, there is a need to explore each learner’s personal characteristic, applying project based learning context, through both cognitive and affective perspective multilaterally (Stolk & Harari, 2014). Therefore, considered that project based learning is a method where learners plan and execute their learning by themselves, this study chose problem solving ability as cognitive characteristic and self-efficacy for group work as affective characteristic for the successful project base learning. First, problem solving ability as personal cognitive characteristic refers to each person’s cognitive skills when solving the given problem (Chi & Glaser, 1985). As project based learning is composed of two elements, that is, problem to be solved and the tangible product, an ability to solve the given problem is essential condition to ensure successful learning (Blumenfeld et al., 1991). In other words, learners who utilize their own problem solving ability to find the cause and best solution could produce desired learning outcome (Chung, Shin, Lee, 2011; Joo, Kim, 2015; Chang & Barufaldi, 1999). Self-efficacy for group work as personal affective characteristic means one’s self efficacy regarding collaborative activity (Alavi & McCormick, 2008). Effective project based learning is based on collaboration (Scherling, 2011), indicating that how learners perceive collaborative activity could affect their motivation and behavior in learning (You, 2014). It is empirically followed by several studies which showed the positive relationship between self-efficacy for group work and learning outcome in the context of collaboration (You, 2014; Lim, 2011; Alavi & McCormick, 2008). To guarantee that learner’s characteristics including problem solving ability, self-efficacy for group work leads to successful learning outcome, regulatory process that leaners regulate others’ learning as well as their own learning is necessary (Järvelä & Hadwin, 2015; Panadero, Kirschner, Järvelä, Malmberg, & Järvenoja, 2015). It can be understood by the concept called co-regulation, which means transitional process in self-regulation acquisition when learners are solving problems collaboratively through interaction (Hadwin & Oshige, 2011; Rogat & Linnenbrink-Garcia, 2011). Using co-regulation, learners perform regulatory activities like monitoring about their learning, which consequently activate and guide them towards successful learning. Since co-regulation is relatively new construct, and still stays at a theoretical dialogue, empirical investigation is needed with related variables. According to previous research, problem solving ability, self-efficacy for group work affected collaborative process such as interaction, which had an impact on academic achievement as a result(Shim, Kim, 2014; Lim, 2011). In particular, as interaction process appeared to be different depending on sub-factor of problem solving ability (Shim, Kim, 2014), that is, problem solving confidence, approach-avoidance style, personal control, sub-construct should be considered specifically. However, personal control, implies the emotional control, didn’t show the significant relationship with academic achievement (Gumora & Arsenio, 2002). According to this, it is found that excluding the personal control is proper for this study. So, this study explored the relationship between learner characteristic, problem solving ability (problem solving confidence, approach-avoidance style), self-efficacy for group work, and collaborative process variables, co-regulation, and achievement in the context of project based learning. To achieve this, this study aims to understand how mechanism works between learner characteristics and perceived achievement, and suggest implications which strategies should be considered for successful project based learning. Research questions are as follows: 1. Do problem solving ability (problem solving confidence, approach-avoidance style) and self-efficacy for group work predict co-regulation in project based learning? 2. Do problem solving ability (problem solving confidence, approach-avoidance style), self-efficacy for group work, and co-regulation predict perceived achievement in project based learning? 3. Do co-regulation mediate the relationship between problem solving ability (problem solving confidence, approach-avoidance style), self-efficacy for group work and perceived achievement in project based learning? To identify these questions, this study was conducted on 48 undergraduate students at A university in Korea. They were randomly assigned into 10 teams with 4-5 students. For team project, team assignment applying analyzing and designing principles according to learning purpose was provided. Before the beginning of the project, problem solving ability and self-regulation for group work were surveyed. During 5 weeks, each team conducted their project with little intervention of instructor and submitted their project result after 5 weeks. After completion of all project, co-regulation and perceived achievement were measured through self-reporting questionnaire. Collected data was analyzed by descriptive statistic analysis and correlation analysis. After that, multiple regression analysis and hierarchical regression analysis was also conducted. Findings and conclusions of this study were as follows. First, results from multiple regression analysis of co-regulation showed that only self-efficacy for group work predicted co-regulation. It indicated that self-efficacy for group work affect learning process that regulate collaborative activities as well as learning outcome. On the other hand, problem solving confidence and approach-avoidance style were excluded from regression model. It showed that self-efficacy for group work, affective characteristic considering collaboration, could explain co-regulation better rather than problem solving confidence and approach-avoidance style, which are cognitive skill. Second, results from multiple regression analysis of perceived achievement showed that self-efficacy for group work predicted co-regulation. It means that there could be a difference in achievement according to attitude towards collaboration. Given that approach-avoidance style was excluded from multiple regression model, it is assumed that the way approach-avoidance style leads to learning process and outcome appears different. Also, exclusion of co-regulation from regression model implied that co-regulation, interweaving with closely related constructs related to collaboration process, had a limitation to explain the perceived achievement directly. Third, the results from mediation analysis of co-regulation, co-regulation fully mediated the relationship between approach-avoidance style and perceived achievement. It indicated that learner should not only present their problem solving skills, but also use strategies of social context through interaction for successful learning, which manage and share their learning by understanding and sharing final goal, role etc. Meanwhile, co-regulation did not mediate the relationship between self-regulation for group work and perceived achievement. It demonstrated that co-regulation had a direct influence on perceived achievement rather than had an impact on perceived achievement through co-regulation. To sum up, in order to design successful learning in a collaborative project based learning, co-regulation, presented in the process of collaboration, should be considered thoroughly. It is also concluded that the way to have learner form the efficacy towards collaborative activity should be identified, considering the importance of self-efficacy for group work. The followings are the limitations of this study. First, as subject of this study were undergraduate students taking the educational technology class, they were all women. So, it is required to examine the relationship between variables in a group with various demographical background. Second, this study measured achievement by perceived achievement using self-reporting questionnaire. Hence, checking whether there is any difference between perceived achievement and exam, project score is necessary. Third, this study analyzed all variables in the level of individual learner. Because of the possibility that characteristics of each team such as team circumstance, communication system could affect collaborative process, how team characteristic have an influence on both learning process and outcome should be explored. This study empirically examined the predictive power of problem solving ability, self-efficacy for group work, co-regulation, and mediation effect of co-regulation on perceived achievement in project based learning. The findings of this study will be used as a basic reference about which strategies should be considered for successful project based learning, and be contributed to future research exploring the relationship between learner characteristic variables, collaborative process variables, and achievement.;프로젝트기반학습은 실제적인 문제를 해결하기 위해 학습자들이 서로 협력해나가는 학습방안이다(Blumenfeld, Soloway, Marx, Krajcik, Guzdial, & Palincsar, 1991; Katz & Chard, 2000). 이러한 프로젝트기반학습을 성공적으로 일어나게 하기 위한 전략으로 학습자 특성이 강조되고 있다(강명희, 엄소연, 이정민, 2010). 특히, 여러 연구들은 비인지적 특성에 해당하는 성격유형, 자기효능감 등을 중요하게 제시하였다(장혜정, 장은정, 2008; DeTure, 2004; Schaffer, Chen, Zhu, & Oakes, 2012). 그러나, 이러한 변인들은 프로젝트기반학습에서 일어나는 계획을 설정하고 대안을 평가하는 등의 인지적 측면(Koh, Herring, & Hew, 2010)을 설명하는데 어려움이 있다. 또한, 인지적 특성을 살펴본 연구의 경우에도(Land & Greene, 2000), 개별학습 맥락으로 수행되어 다른 학습자들과 함께 학습해나가는 프로젝트기반학습의 맥락을 제대로 반영하지 못하였다. 따라서, 프로젝트기반학습 맥락을 반영하는 인지적, 정의적 특성을 살펴봄으로써 학습자 특성에 대해 다각적으로 탐구해보아야 함을 알 수 있다(Stolk & Harari, 2014). 이에 본 연구에서는 프로젝트기반학습이 문제를 해결하기 위해 학습자들이 주도적으로 학습을 계획, 진행하면서 협력해나가는 방법임을 고려하여, 성공적인 프로젝트기반학습을 위한 학습자의 인지적 특성변인으로 문제해결력을, 정의적 특성변인으로 협력적 자기효능감을 상정하였다. 우선, 학습자의 인지적 특성변인인 문제해결력은 직면한 문제를 해결하기 위해 발현되는 각 개인의 인지적 스킬을 의미한다(Chi & Glaser, 1985). 프로젝트기반학습은 해결해야 할 문제와 문제를 해결함으로써 얻어지는 최종 산출물로 구성되어 있기 때문에, 학습자의 문제해결력은 성공적인 학습을 위한 선행조건으로 여겨진다(Blumenfeld et al., 1991). 즉, 문제의 원인과 최선의 해결책 등을 탐색하기 위해 발현되는 문제해결력을 잘 활용하는 학습자들은 긍정적인 학습성과를 도출할 수 있는 것이다(정애경, 신재흥, 이상철, 2011; 주영주, 김동심, 2015; Chang & Barufaldi, 1999). 다음으로, 학습자의 정의적 특성변인인 협력적 자기효능감은 협력활동에 대한 자기효능감을 뜻한다(Alavi & McCormick, 2008). 효과적인 프로젝트기반학습은 협력을 통해 진행되기에(Scherling, 2011), 학습자가 협력활동을 어떻게 지각하는지가 학습의 동기 및 행동에 영향을 줄 수 있다(유지원, 2014). 협력 맥락에서 협력적 자기효능감이 학습성과를 예측한다는 몇몇 연구(유지원, 2014; 임규연, 2011; Alavi & McCormick, 2008)를 통해 이를 실증적으로도 확인할 수 있다. 이처럼 문제해결력, 협력적 자기효능감을 비롯한 학습자 특성이 성공적인 학습성과로 이어지기 위해서는 학습자가 자기 자신의 학습뿐만 아니라 다른 학습자들의 학습까지 조절해나가는 과정이 필수적이다(Järvelä & Hadwin, 2015; Panadero, Kirschner, Järvelä, Malmberg, & Järvenoja, 2015). 이는 문제를 해결하는 동안 다른 학습자들과 상호작용을 통해 협력하는 과정에서, 개인의 자기조절 스킬이 점차 집단의 맥락으로 정교화되는 적응과정을 뜻하는 개념인 협력적 자기조절(Hadwin & Oshige, 2011; Rogat & Linnenbrink-Garcia, 2011)로 이해할 수 있다. 학습자들은 협력적 자기조절을 통해 협력과정에서 서로의 학습에 대해 모니터링하는 등의 조절 활동을 수행하며, 이러한 활동은 결과적으로 본인은 물론 서로를 긍정적인 학습방향으로 촉진, 안내하게 되는 것이다. 그러나, 협력적 자기조절은 아직 이론적 수준에서 주로 논의되고 있어(Chan, 2012; Hadwin & Oshige, 2011; McCaslin, 2009; McCaslin & Hickey, 2001; Rogat & Linnenbrink-Garcia, 2011; Schoor, Narciss, & Körndle, 2015), 협력적 자기조절에 대해 실증적으로 살펴볼 필요가 있다. 관련 선행연구에 따르면, 문제해결력, 협력적 자기효능감은 상호작용과 같은 협력과정에 영향을 미치며, 이러한 관계는 결과적으로 학업성취도에 긍정적인 영향을 미친다(심영기, 김태훈, 2014; 임규연, 2011). 특히, 문제해결력은 하위 요인(문제해결자신감, 접근회피스타일, 개인적 통제)에 따라 상호작용과정이 다르게 나타날 수 있어(심영기, 김태훈, 2014), 하위 구성요인을 통해 보다 구체적으로 고려할 필요가 있다. 이 때, 개인적 통제는 개인의 정서조절로 드러나는데, 이는 학업성취도와 유의한 관련이 없으며(Gumora & Arsenio, 2002), 협력과정에서 나타나는 협력적 자기조절과 상호작용을 하지 않는다고 보고되었다(임규연, 김시원, 김영주, 2015a). 그러므로, 협력 기반의 프로젝트기반학습으로 이루어지는 본 연구에서는 개인적 통제가 밀접한 관련성이 없다고 판단되어, 나머지 두 하위요인인 문제해결자신감과 접근회피스타일을 통해 문제해결력을 살펴보고자 한다. 이에 본 연구에서는 프로젝트기반학습에서 학습자 특성인 문제해결력(문제해결자신감, 접근회피스타일)과 협력적 자기효능감, 협력과정에서 발현되는 협력적 자기조절, 인지된 성취도 간의 관계를 탐색해보고자 한다. 이를 위해 어떠한 학습자 특성이 협력적 자기조절과 인지된 성취도에 영향을 미치는지 알아보고, 이러한 관계에서 협력적 자기조절의 매개효과를 확인해보고자 한다. 이로써 본 연구는 학습자 특성변인이 어떻게 성취도로 이어지는지에 대한 메커니즘을 체계적으로 이해하며, 성공적인 프로젝트기반학습을 설계하기 위해 어떠한 전략을 고려해야 되는지에 대한 시사점을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 설정한 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 1. 프로젝트기반학습에서 문제해결력(문제해결자신감, 접근회피스타일)과 협력적 자기효능감은 협력적 자기조절 수준을 예측하는가? 2. 프로젝트기반학습에서 문제해결력(문제해결자신감, 접근회피스타일), 협력적 자기효능감과 협력적 자기조절은 인지된 성취도를 예측하는가? 3. 프로젝트기반학습에서 협력적 자기조절은 문제해결력(문제해결자신감, 접근회피스타일), 협력적 자기효능감과 인지된 성취도 간의 관계를 매개하는가? 위의 연구문제를 규명하기 위해, 본 연구는 서울 A 여자대학교 사범대학 교육공학과 전공과목을 수강한 학부생 48명을 대상으로 진행되었으며, 이들을 4-5명으로 이루어진 10개의 팀으로 무선할당하였다. 이들이 수행할 프로젝트로는 분석 및 설계원리를 적용하여 학습목적에 맞는 개선안을 고안해보는 팀 별 과제가 제시되었다. 프로젝트 시작 전, 학습자들의 문제해결력, 협력적 자기효능감을 측정하였다. 각 팀은 5주 동안 본 프로젝트를 자율적으로 진행하였고, 5주 후에는 프로젝트 결과물로 스토리보드 형태의 개선안을 팀 별로 제출하였다. 프로젝트가 모두 종료된 후에는, 자기보고식 설문을 통해 협력적 자기조절과 인지된 성취도를 측정하였다. 수집된 데이터는 기술통계와 상관관계를 통해 분석되었으며, 그 후 단계선택 방식을 사용한 다중회귀분석, Judd와 Kenny(1981)의 매개분석 절차에 의한 매개분석을 실시하였다. 본 연구의 결과 및 이를 토대로 논의한 결론은 다음과 같다. 첫째, 협력적 자기조절에 대한 다중회귀분석결과, 협력적 자기효능감이 유일하게 협력적 자기조절을 예측하였다. 이는 협력적 자기효능감이 학습성과뿐만 아니라 협력 활동을 조율해나가는 과정에 있어서도 중요하게 작용한다는 의미로 해석할 수 있다. 문제해결력의 문제해결자신감과 접근회피스타일은 회귀모형에서 제외되었는데, 이는 인지적 스킬로써의 문제해결자신감과 접근회피스타일보다는 다른 학습자들과의 협력을 고려하는 정의적 태도인 협력적 자기효능감이 협력적 자기조절을 더 잘 설명하는 것으로 이해할 수 있다. 둘째, 인지된 성취도에 대한 다중회귀분석결과, 협력적 자기효능감만이 인지된 성취도를 유의하게 예측하였다. 이는 협력에 대한 태도가 어떠한지에 따라 학습결과에 있어 차이가 발생할 수 있음을 의미한다. 접근회피스타일과 협력적 자기조절은 회귀모형에서 제외되었다. 접근회피스타일이 회귀모형에서 제외된 것은 프로젝트기반학습에서 팀원들과 협력활동을 수행할 경우 접근회피스타일이 학습결과로 이어지는 과정이 개별 학습과는 다른 양상으로 나타난다고 유추할 수 있다. 접근회피스타일은 개별 학습맥락에서 성취도를 유의하게 예측하였기 때문이다. 협력적 자기조절도 회귀모형에서 제외되었는데, 이는 협력적 자기조절이 협력과정에서 나타나는 여러 변인들과 복합적으로 상호작용하여 인지된 성취도를 직접적으로 설명하는데 한계를 나타낸 것으로 해석할 수 있다. 셋째, 협력적 자기조절의 매개분석결과, 협력적 자기조절은 접근회피스타일과 인지된 성취도 간의 관계를 완전매개하는 것으로 나타났다. 이는 프로젝트기반학습에서 학습자들이 문제에 접근하여 실제적인 문제해결기술을 발휘하는 것에서 그치는 것이 아니라 상호작용을 통해 학습목적, 역할 등을 공유하는 등 서로의 학습활동을 관리 및 조율해나가는 사회적 맥락의 전략을 활용해야 긍정적인 학습결과를 기대할 수 있음을 의미한다. 한편, 협력적 자기조절은 협력적 자기효능감과 인지된 성취도 간의 관계를 매개하지 않았다. 이는 협력적 자기효능감이 협력적 자기조절을 촉진함으로써 인지된 성취도에 영향을 미친다기보다 인지된 성취도에 직접적으로 강력한 영향을 미치는 것으로 해석할 수 있다. 이를 모두 종합해보면, 협력적 프로젝트기반학습에서는 성공적인 학습을 설계하기 위해 협력과정에서 발현되는 협력적 자기조절에 관심을 기울일 필요가 있음을 알 수 있다. 또한, 협력적 자기효능감이라는 정의적 특성을 고려하여, 학습자들이 협력활동에 대한 효능감을 형성할 수 있도록 지원할 필요가 있다는 결론을 얻을 수 있다. 이상의 연구를 바탕으로 살펴본, 본 연구에서의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구의 대상은 서울 A 여자대학교 사범대학 교육공학과에서 개설된 전공 과목을 수강하는 학부생들로, 모두 여성으로 구성되었다. 이에 본 연구결과를 일반화하는데는 한계가 있으므로, 보다 많은 인원을 확보하여 성별이 혼재되어 있는 집단에서 변인들 간의 관계를 다시 살펴볼 필요가 있다. 둘째, 본 연구에서는 성취도를 자기보고식 설문을 통한 인지된 성취로 측정하였다. 따라서, 학습자 자신이 인지하는 성취도 수준이 필기시험이나 과제점수로 측정한 성취도와 차이가 나는지 확인해보는 것도 필요하다. 셋째, 본 연구에서는 모든 변인을 학습자 개인 수준으로 분석하였다. 팀 분위기, 의사소통 구조 같은 팀의 개별적인 특성이 협력과정에 영향을 미칠 가능성도 있기 때문에, 팀 관련 변인이 학습과정 및 결과에 어떠한 영향을 미치는지 확인해봐야 한다. 본 연구에서는 프로젝트기반학습에서 인지된 성취도에 대한 문제해결력, 협력적 자기효능감, 협력적 자기조절의 예측력과 협력적 자기조절의 매개효과를 실증적으로 확인하였다. 이를 통해 본 연구는 성공적인 프로젝트기반학습을 위해 어떠한 전략을 고려해야 하는지에 대한 자료로 활용될 것이며, 학습자 특성 변인과 협력과정 변인, 성취도 간의 관계를 탐색하고자 하는 향후 연구에 유용하게 기여할 수 있을 것이다.