문제중심학습(PBL)을 적용한 무기화학 실험수업의 효과

Abstract

Problem Based Learning(PBL) is a teaching and learning method which is instructional learner-centered approach. The purpose of this study was to examine the effects of PBL on undergraduates' self-directed learning ability, attitudes toward science and students' evaluation of the course taught using PBL. The experiment group was 26 students who attended inorganic experiment class in college course at Seoul. 14 of them(Group 2) had prior PBL experience. And this study was the first PBL experience the rest(Group 1). Before the PBL experiment class, student answered 'self-directed learning readiness scale(SDLRS)' and 'student interests and motivation in science questionnaire(SIMSQ)'. The end of this study, they answered the post-SDLRS, post-SIMSQ and 'awareness of learner about PBL'. Finally, the study investigated 26 copies. SPSS Win 12.0 program was used. The study made use of one group t-test, independent sample t-test, technical statistics, One-way ANCOVA, frequency analysis and Pearson correlation analysis. The results of this study were as follows. First, in the PBL experiment class, there was significant difference on self-directed learning ability and attitude toward science(p<.05). There was no significant difference between Group 1 and Group 2 in self-directed learning ability(p>.05). There was significant difference between Group 1 and Group 2 in attitude toward science(p<.05). Second, on the survey of the PBL students responded that problems were realistic and helpful to learn problem solving ability. Learners' recognition for PBL, the difference between Group 1 and Group 2 was not significantly meaningful. Third, a significant correlation was recognized between self-directed learning ability and attitude toward science(p<.05). In conclusion, PBL experiment class is effective for developing self-directed learning ability and positive attitude toward science.;문제중심학습(Problem Based Learning, PBL)은 구성주의를 기반으로 한 학생중심의 교수-학습 방법으로 자기주도적 문제 해결력을 기를 수 있는 수업 전략이다. 일반적인 대학의 실험수업은 주어진 방법에 따라 실험을 해보는 연역적 확인 실험에 불과하다. 이런 방법은 학생들로 하여금 단순한 실험 지식만을 습득하게 하고, 문제해결을 위해 필요한 자기주도학습 능력을 길러주지 못하며 과학에 대한 부정적인 태도를 가지게 한다. 이 같은 전통적 실험수업의 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 서울시 소재 대학의 무기화학실험 수강생을 대상으로 한학기에 걸쳐 문제중심학습을 적용한 실험수업이 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 문제중심학습의 경험의 횟수가 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 조사해 보았다. 문제중심학습을 활용한 실험수업을 통한 학생들의 인식을 알아보았다. 학생들의 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 사이의 상관관계 검정을 실시하였다. 본 연구를 통한 결과는 다음과 같다. 첫째, 문제중심학습 실험수업을 한 학기동안 수강한 학생들의 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 사전ㆍ사후점수로 단일집단 t-검정을 실시한 결과 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다(p<.05). 둘째, 문제중심학습 경험 횟수가 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 문제중심학습 사전경험이 없는 집단1과 사전경험이 있는 집단2를 대상으로 경험 횟수를 모수로, 사전점수를 공변량으로 하여 사후점수에 대해 공분산 분석을 하였다. 그 결과 자기주도학습 능력의 경우 문제중심학습 경험 횟수에 따른 차이가 없는 것으로 나타났다(p>.05). 과학에 대한 태도는 문제중심학습 경험 횟수에 따라 통계적으로 유의미하게 높게 나타났다(p<.05). 셋째, 문제중심학습에 대한 학생들의 인식은 크게 PBL 문제에 대한 인식과 실험교과로서의 문제중심학습에 대한 인식으로 나누어 조사해 보았다. PBL 문제에 대한 학생들의 인식을 분석한 결과 시간이 지날수록 자신의 자기주도학습 능력이 향상된다고 하였다. 주어진 문제는 실제적이며 전통적 수업에 비해 더 효과적이라고 하였다. 실험교과로서 문제중심학습에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과 학생들은 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 변화에 긍정적인영향을 미친다고 보고 있으며, 실험교과에 적합한 교수-학습 방법이라 생각하였다. 마지막으로 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 사이의 상관관계를 분석한 결과 자기주도학습능력의 세 가지 하위요인인 인지조절, 동기조절, 행동조절과 과학에 대한 태도의 여섯 가지 하위요인인 과학에 대한 동기, 과학에 대한 흥미, 과학수업 불안의 제거, 학습계획 결정 능력, 과학의 유용성, 자기효능감 사이에는 통계적으로 유의미한 상관관계가 있는 것으로 나타났다(p<.05). 무기화학 실험 수업에 문제중심학습을 적용한 학습자 중심의 수업은 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 향상에 효과적이다. 문제중심학습 경험 횟수는 자기주도학습 능력 보다는 과학에 대한 태도에 영향을 미쳤고, 학습 경험이 많을수록 과학에 대한 태도는 더 높게 나타났다. 문제중심학습에 대한 학습자 인식은 대체로 긍정적이었다. 문제중심학습을 통해 나타난 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도 사이에는 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 문제중심학습을 적용한 실험수업이 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 하지만 본 연구는 실험집단을 대상으로 단일집단 사전-사후 검사 설계를 기본으로 하였으므로 비교집단을 설정한 후속연구가 요구된다. 또한 문제중심학습 실험수업이 자기주도학습 능력과 과학에 대한 태도에 미치는 영향만을 알아보았는데 다른 영역 미치는 영향에 대한 후속 연구가 요구된다.