공과대학 캡스톤 디자인 학습에서 협력적 자기효능감, 성취목표지향성, 사회적 지지와 학습 성과의 관계

Abstract

4차 산업혁명 시기가 도래하면서 각 분야들 간의 연계와 융합이 가속화 될 것이며, 과학기술의 변화 뿐 아니라 경제, 사회, 문화, 교육 등 사회 전반에 걸쳐 변화가 일어날 것이라고 보고하고 있다. 사회의 변화가 점차 급격해지면서 교육의 방향도 다양한 학문을 융합하는 질적인 측면이 점차 중요해지면서 팀 기반 프로젝트 학습에 대한 관심이 점차 증대하고 있다. 대학에서는 졸업한 학생이 실제 기업과 사회에 투입되어 문제를 해결할 수 있도록 다양한 교육을 준비하고 있다. 특히 문제를 적시에 인지하고 이를 해결할 수 있는 방법인 팀 기반 프로젝트 학습으로 실시하고 있으며 현재 공학계열 대학에서는 캡스톤 디자인 수업을 진행하고 있다. 캡스톤 디자인 수업은 학습자가 대학 전 과정에서 학습한 지식, 기술, 태도를 실제 프로젝트를 수행하여 개인 혹은 팀이 유형, 무형의 결과물 산출해 내는 수업이다. 기존에는 공학계열 대학에서 주로 이루어져 왔지만 현재 인문사회계열 뿐만 아니라 의학계열까지도 확대되고 있다(전영미, 2018). 그러므로 캡스톤 디자인의 성공적인 학습 성과를 위해서는 먼저 팀 기반 프로젝트 학습에 대한 이해가 선행되어야 할 것이다. 팀 기반 프로젝트 학습은 공동의 목표를 달성하기 위해 참여자들간의 토론과 상호작용을 통해 학습을 촉진하는 방법이다(강명희, 강민정, 윤성혜, 2017; 임규연, 임지영, 김혜준, 2017). 학습자들이 서로 가르치고 배우는 과정을 통해 학습자들의 개인적 측면에서는 자기주도적 능력이 향상되고, 학습의 과정에서는 자신의 의견을 표현하고 성찰할 수 있을 뿐 아니라 서로의 지식을 공유하며 커뮤니케이션 역량 등 사회적 기술을 습득할 수 있다(Roseth, Johnson & Johnson, 2008). 팀 기반 프로젝트의 경우 온라인 맥락과 오프라인 맥락 등 다양한 방면에서 연구가 진행되고 있지만, 본 연구에서는 학습자의 동기적 측면을 탐색하고자 하였다. 즉, 본 연구는 팀 기반 프로젝트 학습에서 학습자의 내재된 동기적 측면과 외부적 측면의 동기가 학습 성과에 어떤 영향을 미치는지 탐색하고자 한다. 본 연구에서는 준거변인으로 학습 성과인 개인이 인지하는 성취도와 만족도를 선정하였고, 예측변인으로 협력적 자기효능감을 선정하였다. 준거변인과 예측변인을 매개하는 변인으로 학습자의 내적인 동기인 성취목표지향성과 외부적인 동기인 사회적 지지를 상정하여 각 변인의 관계를 종합적으로 탐색하고자 한다. 예측변인인 협력적 자기효능감은 협력학습 맥락에서 학습자가 공동의 과제를 수행할 수 있다는 믿음을 의미한다(Alavi & McCormick, 2008). 협력적 자기효능감이 높은 학습자의 경우 협력이 필요한 학습 상황에서 학습자 간 상호작용에 적극적으로 참여하는 성향을 보인다고 보고하고 있다(Eby & Dobbins, 1997). 그러므로 팀 기반 프로젝트 학습에서 협력에 대한 긍정적인 경험을 주는 변인으로 작용할 것이다. 팀 기반 프로젝트 학습에서 학습 성과는 바로 프로젝트 학습을 통해 나온 산출물이다. 그러므로 학습목표에 접근하는 방식에 따라 학습자들 간의 학습 과제에 접근하는 방식이 달라질 수 있다(강명희, 박효진, 김민정; 2010, 이은철, 윤중오, 김민정; 2010). 그러므로 본 연구에서 성취목표지향성을 매개변인으로 상정하여 이를 탐색하고자 하였다. 팀 기반 프로젝트 학습에서는 개인학습과 다르게, 학습자간 긍정적인 이해와 관심으로 학습 성과가 달라질 수 있다. 그러므로 팀 안에서 학습자가 다른 학습자에게 긍정적인 사회적 지지를 통해 학습 성과가 어떻게 달라지는지 탐색해야 한다. 그러므로 본 연구에서 사회적 지지를 매개변인으로 상정하여 탐색하고자 한다. 마지막으로 팀 기반 프로젝트 학습에서 성취도에 대한 다양한 의견이 제시되고 있다. 특히 팀 기반 프로젝트 학습의 경우 지식을 실제로 활용하는 교육이므로 학습자가 인지한 학습 성과의 측정이 교수자가 측정한 성취도 점수에 비해 더 효과적인 평가 방법으로 보고하고 있다(Batista & Cornachione, 2005). 그러므로 본 연구에서는 학습자가 인지한 성취도와 만족도를 학습 성과로 보고 이를 준거변인으로 측정하고자 한다. 본 연구는 공과대학에서 실시하는 팀 프로젝트 학습인 캡스톤 디자인 수업에서 협력적 자기효능감이 성취목표지향성인 숙달접근목표, 수행접근목표와 사회적 지지가 학습 성과인 성취도와 만족도를 예측하는지 확인하고, 이를 통해 성공적인 팀 기반 프로젝트 학습을 위한 교수-학습 전략에 시사점을 제시하고자 한다. 연구목적에 따른 연구 문제는 다음과 같다. 연구문제 1. 팀 기반 프로젝트 학습에서 협력적 자기효능감이 성취도를 예측하는데 성취목표지향성(숙달접근목표, 수행접근목표)이 매개역할을 하는가? 연구문제 2. 팀 기반 프로젝트 학습에서 협력적 자기효능감이 성취도를 예측하는데 사회적 지지가 매개역할을 하는가? 연구문제 3. 팀 기반 프로젝트 학습에서 협력적 자기효능감이 만족도를 예측하는데 성취목표지향성(숙달목표지향성, 수행목표지향성)가 매개역할을 하는가? 연구문제 4. 팀 기반 프로젝트 학습에서 협력적 자기효능감이 만족도를 예측하는데 사회적 지지가 매개역할을 하는가? 본 연구문제를 규명하기 위해 수도권 A 여자 대학교 2019학년도 1학기 ‘캡스톤 디자인’ 수강생인 공과대학 학생을 대상으로 비확률적 표집 방법 중 하나인 편의 표집 방법을 적용하여 자기보고식 설문조사를 실시하였다. 총 80명의 표본이 수집되었으며, 팀 프로젝트를 수행하기 위해 한 팀장 3~4명씩 20개의 팀으로 구성되었다. 모든 변인은 1차 팀 발표가 모두 종료되는 9주차 발표 이후 학생들에게 설문조사로 실시하였다. 수집된 데이터는 기술통계 분석, 상관관계 분석을 실시하고, 매개효과 분석은 Baron과 Kenny(1986)의 절차에 따라 매개효과를 검증하였다. 이후 SPSS PROCESS macro를 통해 부트스트래핑을 실시하여 통계적 유의성을 검증하였다. 본 연구 결과와 이를 바탕으로 도출한 결론은 다음과 같다. 첫째, 성취목표지향성 중 숙달접근목표와 수행접근목표는 협력적 자기효능감과 성취도를 부분매개하는 것으로 나타났다. 그러므로 캡스톤 디자인 학습을 진행할 때 팀원들이 협력을 수행할 수 있다는 자신감과 숙달접근목표와 수행접근목표가 성취도를 위한 중요한 요인임을 시사한다. 둘째, 사회적 지지는 협력적 자기효능감과 성취도를 부분매개하는 것으로 나타났다. 즉, 협력의 맥락에서 개인적, 사회적 요소에 따라 스스로 학습상황을 조절하면서 학습이 이루어지기 때문에 숙달접근목표와 수행접근목표를 가지고 학습에 대한 목표와 전략을 세웠다고 볼 수 있다. 그리고 사회적 지지를 통해 학습의 성취도를 높였다고 볼 수 있다. 셋째, 성취목표지향성 중 숙달접근목표와 수행접근목표는 협력적 자기효능감과 만족도를 완전매개하는 것으로 나타났다. 그러므로 캡스톤 디자인 학습을 진행할 때 팀원들이 협력을 수행할 수 있다는 자신감과 숙달접근목표와 수행접근목표가 만족도를 위한 중요한 요인임을 시사한다. 넷째, 사회적 지지는 협력적 자기효능감과 만족도를 완전매개하는 것으로 나타났다. 즉, 협력적 자기효능감과 사회적 지지가 팀 기반 프로젝트 학습의 만족도에 중요한 요인임을 시사한다. 위의 연구결과를 통해 도출한 연구의 시사점은 다음과 같다. 첫째, 팀 기반 프로젝트 학습에서 학습자에게 협력에 대한 긍정적인 경험을 할 수 있도록 초반에 협력과 관련된 긍정적인 경험을 쌓아주는 것이 필요하다. 협력학습 초반에 학습자들이 함께 관계를 쌓아갈 수 있도록 성적에 반영이 되지 않는 협력과제를 제시하는 방법이 있다. 둘째, 팀 기반 프로젝트 학습의 경우 최종 산출물을 도출하는 것이 목표이기 때문에, 학습자 간 함께 목표를 설정하고 이를 지키기 위한 일정과 협력 동료들 간의 합의가 필요하다. 그러므로 이를 시각화 할 수 있는 Dash Board나 Gantt Chart를 활용하여 실시간으로 모니터링할 수 있도록 지원한다. 셋째, 학습자가 협력학습의 과정에서 학습목표지향성을 잃고 학습에 집중하도록 수시로 모니터링 할 필요가 있다. 협력학습을 진행하는 동안 학습자의 개인적인 성과와 수행향상을 지원할 수 있도록 내·외적인 학습목표를 수립해주는 것이 필요하다. 넷째, 교수자는 학습 산출물 이외의 협력하는 과정을 지속적으로 관찰하면서 학습자간 문제해결을 어떻게 하는지 모니터링 할 필요가 있다. 학습자가 협력학습 맥락에서 어떻게 상호작용하는지 면밀히 확인할 필요가 있다. 다섯째, 팀 기반 프로젝트 학습에서 상시로 팀별로 성찰일지를 작성하여 이를 모니터링하는 방법을 활용하는 방안이 있다. 팀별로 주차별 활동했던 내역을 스스로 작성하고 돌아보면서 학습자 간 협력적 자기효능감을 북돋을 뿐만 아니라, 학습자들간의 반성적 사고를 꾀하고 서로 조력할 수 있는 관계를 구축할 수 있다. 여섯째, 팀 기반 프로젝트 학습맥락에서 학습성과를 측정하기 위해 수행 과제 기반(performance task)기반 루브릭을 제작하는 것이 필요하다. 팀 기반 프로젝트 학습에서 학습자들은 다양한 역량을 통해 학습을 진행하므로 전통적인 평가 시스템을 도입하기 어렵다. 그러므로 평가 영역이 서술형이고 학습자가 학습성과를 세부적으로 작성함으로써 학습자의 학습결과를 단계적으로 보여주는 방법인 수행평가를 도입하는 것이 적절하다. 본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 수도권 A 여자 대학교 80명의 학습자를 편의표집하여 표집된 집단이 모집단인 캡스톤 디자인 학습을 수강하는 전체 학습자를 대표한다고 할 수 없다. 이후 연구에서 혼성집단을 대상으로 변인의 관계를 탐색할 뿐만 아니라 향후 많은 표집을 대상으로 하여 협력적 자기효능감, 숙달접근목표, 수행접근목표, 성취도, 만족도 간의 통합적인 관계를 구조적 모형으로 확인해봐야 한다. 둘째, 본 연구에서 팀 기반 프로젝트의 학습 결과를 탐색하기 위해 최종 보고회때 실시하지 않고, 중간 보고회를 통해 설문을 실시하였다. 향후 연구에서는 최종 보고회에 연구 결과를 산출하여 학습효과를 명확히 탐색할 필요가 있다. 셋째, 본 연구에서 설정한 변인인 협력적 자기효능감, 숙달접근목표, 수행접근목표, 사회적 지지, 성취도, 만족도를 측정하기 위해 자기보고식 설문지를 활용하였다. 이로 인해 응답자의 지각과 실제 학습자 상태의 차이가 있을 수 있다. 그러므로 이후 질적인 변인을 활용하여 함께 연구를 진행할 필요가 있다. 넷째, 학습 성과에서 성취도의 경우 교수자가 측정한 학습 성과가 아닌 공학인증 프로그램의 학습 성과를 기반으로 제작된 개인이 인지한 성취도이다. 따라서 후속연구에서는 직접적인 행동지표를 측정할 수 있도록 성과지표를 개발하고 이를 통해 측정할 것을 제안한다. 본 연구의 후속연구에 대한 제언은 다음과 같다. 첫째, 본 연구를 통해 협력적 자기효능감이 성취도, 만족도에 영향을 미치기 위해서는 숙달접근목표와 수행접근목표, 사회적 지지를 촉진해야 한다는 점을 연구결과를 통해 규명하였다. 그러므로 팀 기반 프로젝트 학습이 실시되는 교육현장에서 어떤 영향을 미치는지 효과성을 탐색하는 연구가 실시된다면 실제 수업을 위한 상세 교수-학습지도안을 마련하고 수업전략을 구축하는데 도움이 될 것이다. 둘째, 본 연구에서 개인 변인인 협력적 자기효능감을 학습 성과에 대한 예측변인으로 상정하였고, 이를 매개하는 변인으로 학습자 개인 변인인 숙달접근목표, 수행접근목표와 팀 기반 프로젝트 안에서 환경적 변인인 사회적 지지를 살펴보았다. 향후 교수자가 조력자의 역할로써 어떤 효과를 주고 있는지 확인할 수 있는 다른 변인을 도입하여 탐색해볼 필요가 있다. ;As the era of the fourth industrial revolution arrives, convergence between various sectors will accelerate, and there will be changes not only in science and technology, but also in the economy, society, culture, and education. As social changes have accelerated, quality of education has become increasingly important as a qualitative indicator of the important convergence of diverse disciplines. College prepares a well-balanced education for graduate students by having them solve real-world problems related to business and society. In particular, we are conducting team-based project learning, which is a way to promptly recognize and solve problems. A capstone design class is a lesson in which students' knowledge, skills, and attitudes learned from university are used on a real project, so that an individual or team can produce both tangible and intangible results. Although these classes mainly exist at engineering colleges, they are expanding not only to the humanities and social sciences, but also to medical sciences (Jeon Young Mi, 2018). Therefore, in order to achieve successful learning through the Capstone design, an understanding of team-based project learning should be put first. Team-based project learning is a method of promoting learning through discussion and interaction among participants to achieve common goals (Kang, Myung-jung, Yoon, Sung-hye, 2017; Lim Kyu Yeon, Lim Ji-young, Kim Hye-joon, 2017). Through the process of teaching and learning by students, their self-directed ability is improved. While learning, students will not only express their opinions and reflections, but will also share their knowledge with each other and acquire social skills, such as effective communication (Roseth, Johnson & Johnson, 2008). In team-based projects, research is being conducted on different aspects, such as learning in online and offline contexts. However, in this study we sought to explore the students' motivations. In other words, this study aims to investigate how students' internal and external motivations affects the learning outcomes of team-based projects for engineering education. In this study, achievement and satisfaction perceived by individuals as learning achievement were selected as the criterion variable, and cooperative self-efficacy was selected as predictive variable. The purpose of this study is to investigate the relationship between achievement goal orientation and external motivation as a mediator of predictive variables. Self-efficacy within group work, as a predictor variable, implies a belief that students can perform common tasks in a collaborative learning context (Alavi & McCormick, 2008). The results of this study are as follows. First, it is suggested that students with high levels of self-efficacy for group work tend to participate actively in interactive learning situations where cooperation is needed (Eby & Dobbins, 1997). Therefore, team-based project learning serves as a positive experience for cooperation. Learning outcomes are the results of team-based project learning. Therefore, the approach to learning tasks among the students may differ according to the approach to the learning objectives (Myeonghee Kang, Hyo Jin Kim, Min Chong Kim, 2010, Lee Eun Chul, Yoon Jung O, Kim Min Jeong, 2010). Therefore, this study tried to search for achievement goal orientation as a mediator. In team-based project learning, unlike individual learning, learning outcomes can vary with the students' level of interest. Therefore, within the team, students must explore how different learning outcomes are affected by positive social support for other learners. Therefore, in this study, social support is assumed to be a mediating variable. Finally, there are various opinions on achievement in team-based project learning. The students' evaluation of their academic performance is a more effective tool for judging success than achievement scores measured by the instructor (Batista & Cornachione, 2005). Therefore, students' perceived achievement and satisfaction are considered the learning outcomes in this study, and they are measured as reference variables. The purpose of this study is to discover how cooperative self-efficacy predicts learning outcomes through achievement goal orientation and social support in team-based project learning and to explore teaching and learning strategies for successful team-based project learning. Research problems are as follows: 1. Does achievement goal orientation (mastery-approach goals, performance-approach goals) mediate the relationship between self-efficacy for group work and learning achievement by in team-based project learning? 2. Does social support mediates the relationship between self-efficacy for group work and learning achievement by in team-based project learning? 3. Does achievement goal orientation (mastery-approach goals, performance-approach goals) mediate the relationship between self-efficacy for group work and learning satisfaction by in team-based project learning? 4. Does social support mediates the relationship between self-efficacy for group work and learning satisfaction by in team-based project learning? In order to investigate this research problem, we conducted a self-report questionnaire by applying a convenience sampling method, which is one of the non-probabilistic sampling methods, with engineering college students who are participating in 'Capstone Design' in their first semester at University A in 2019. Eighty samples were collected from the questionnaires, and 20 teams were formed, each consisting of three or four people, to carry out the team project. All variables were surveyed by students after the announcement of the first week of the first team presentation. The collected data was analyzed statistically and correlated, and the mediating effect was verified by the median effect analysis procedure of Baron and Kenny (1986). To verify statistical significance, bootstrapping was performed using SPSS PROCESS macro. The results and conclusions drawn from this study are as follows. First, the study showed that the mastery-approach and performance-approach goals within an achievement goal orientation partially mediated self-efficacy for group work and achievement. Therefore, confidence in the ability of team members to collaborate when conducting capstone design learning suggests that mastery-approach and performance-approach goals are important factors for achievement. Second, social support partially mediated the relationship between self-efficacy for group work and achievement. In other words, since learning is conducted through adjustments in the learning context based on personal and social factors to promote cooperation, goals and strategies for learning are established using the mastery-approach and the performance-approach goals. In addition, academic achievement has been improved through social support. Third, it was found that the mastery-approach goal and the performance-approach goal within the achievement goal orientation positively affected cooperative self-efficacy for group work and satisfaction. Therefore, team members' confidence in cooperation when conducting the capstone design learning and the mastery-approach and performance-approach goals are important factors for satisfaction. Fourth, social support was found to positively affect self-efficacy for group work and satisfaction. In other words, self-efficacy for group work and social support are important factors for satisfaction in team-based project learning. The implications of this study are as follows. First, it is necessary to build positive cooperative experiences early so that students have a positive attitude towards cooperation in team-based project learning. Collaborative learning introduces collaborative tasks that are not reflected in the grades to give the students an opportunity to build relationships with each other. Second, since team-based project learning is goal-oriented, it is necessary for students and teachers to set goals together and determine the work schedule collaboratively. Therefore, project goals can be monitored in real time using Dashboard or Gantt Chart. Third, within collaborative learning, it is necessary to occasionally monitor students to help them focus on the learning tasks at hand. During collaborative learning, it is necessary to establish internal and external learning objectives to support the individual's performance. Fourth, the professor needs to monitor problem-solving among students by observing collaborative processes rather than learning outcomes. It is important to closely examine how students interact in the context of collaborative learning. Fifth, team-based project learning includes a plan to utilize the methods of monitoring and creating a continual team reflection log. It is possible to establish a relationship that enables not only students' cooperative self-efficacy, but also their reflective thinking and collaborative efforts, by writing and reviewing the content of the main reflective activities of each team. Sixth, it is necessary to produce a performance task-based rubric to measure learning outcomes in the context of team-based project learning. It is difficult to introduce a traditional evaluation system in this context because students progress through various competencies. Therefore, it is appropriate to introduce the performance evaluation, which is a method of showing the progress of the students' results, through a descriptive evaluation and detailed learning outcomes created by the students. The limitations of this study are as follows. First, the sampled group of 80 students from University A in the metropolitan area cannot represent all students taking capstone design classes. In future research, not only should the relationship between variables be searched for in the hybrid group, but the integrated relationship between cooperative self-efficacy, mastery-approach goals, performance-goals, achievement, and satisfaction should also be examined using a structural model. Second, in order to explore the learning outcomes of the team-based project in this study, the questionnaire was conducted through the interim report rather than during the final report. In future studies, it is necessary to clarify the learning outcomes by calculating the research results in the final report session. Third, self-report questionnaires were used to measure self-efficacy for group work, mastery-approach goals, performance-approach goals, social support, achievement, and satisfaction. Thus, there may be a difference between the respondents' perception and reality. Therefore, it is necessary to use the qualitative variables to carry out the research together. Fourth, in this study, academic achievement was evaluated through the individual perception of students rather than assessment by the teacher. Therefore, in the follow-up research, this study suggests that follow-up research should develop and measure performance indicators to directly measure student performance. Finally, The suggestions for the follow-up study to this study are as follows. First, through this study, we found that self-efficacy for group work should promote mastery-approach goals, performance-approach goals, and social support to affect achievement and satisfaction. Therefore, if research is conducted to explore the effect of team-based project learning on the effectiveness of training, detailed plans for the actual class will be provided and the teaching strategy will be constructed. Second, in this study, it was assumed that the performance-approach goal, which is a personal variable, was a predictor of learning outcomes. We examined the learner's personal variables, such as mastery approach goal, performance goal, and social support, which are environmental variables in team-based project. It is necessary to explore and introduce other variables that can be used to ascertain what effect teachers have as assistants to group learning.