문제중심학습의 수업 단계별 학습활동의 특성과 교육적 의미 탐색

Abstract

The study aims to explore the characteristics of learning activities in elementary school science PBL (Problem-Based Learning). The research questions of the study are as follows: First, what are the characteristics of the learning activities in 'defining the problem stage' of PBL? Second, what are the characteristics of the learning activities in 'investigating the problem stage' of PBL? Third, what are the characteristics of the learning activities in 'solving the problem stage' of PBL? The study adopted a qualitative research method. The data were collected from July, 2006 to April, 2007. During the fall semester, a total of 16 students in 5th grade and a science teacher participated in the study based on three science PBL units. The data, gathered by the participant observation and the interview method, included classroom observations, semi-structured teacher interviews, reflective journals from both students and teacher, and other learning materials, such as students' worksheets, classroom artifacts, school documents, etc. The data were analyzed focusing on the 'students' activity' engaged in PBL. The study results are summarized as follows: During the first PBL stage of 'defining the problem,' the students experienced how to identify and define the given problem. Through the experiences, they learned 'internalizing the problem.' The teacher played a role to facilitate students' PBL by asking questions about the problem and giving feedback. During the second PBL stage of 'investigating the problem,' the students experienced a planning activity as well as investigating activities in order to solve the problem. They gathered information and learned knowledge related to the problem in other school subject areas, which were easily accessible in their surroundings. Throughout such learning experiences, they planned their own problem solving processes and self-directed those processes as a 'problem-solver.' The teacher guided the students' investigative activities by monitoring their group learning as well as providing feedback. For the last PBL stage of 'solving the problem,' the students reflected on the entire problem-solving processes with their solutions. Through the activities of presenting and sharing the final solutions, students not only made comparisons and evaluations, but also increased self-confidence about their problem-solving abilities by transferring their learning experiences to their surroundings and similar problem situations. The teacher not only helped the students to generate solutions by integrating information and knowledge but also giving feedback on their own solutions. Based on the results of the study, conclusions are made in the following: First, students perceive the given problem not 'a made-up task to study' but 'a real problem to solve' by encountering an ill-structured, realistic problem situation. In addition, they are immersed in their learning through internalizing the problem. Second, students become self-directed learners by involved in the problem-solving processes independently throughout PBL. Such a result supports that PBL might be utilized in practice as a child-centered teaching and learning approach, as advocated by constructivists. Third, PBL approach helps students understand that knowledge would be necessary to solve diverse problems in their everyday lives and school learning. Fourth, students experience that there would be various ways to solve a problem, even if in mathematics or science, through PBL. Fifth, students develop senses of self-confidence that they would apply their learning experiences to similar problem situations in the future as they reflect the PBL processes and gathered knowledge. Sixth, teachers guide and facilitate students' learning by focusing on supporting students to take the initiatives on their own learning.;본 연구는 초등학교 과학 PBL(Problem-Based Learning: PBL) 수업과정에서 수업 단계별로 학생들의 구체적인 학습활동의 특성과 학습활동의 교육적 의미를 탐색하였다. 본 연구의 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 문제정의 단계에서 학습활동의 특성과 교육적 의미는 무엇인가? 둘째, 탐색 단계에서 학습활동의 특성과 교육적 의미는 무엇인가? 셋째, 문제해결 단계에서 학습활동의 특성과 교육적 의미는 무엇인가? 본 연구는 질적 연구로 이루어졌으며, 자료는 2006년 7월부터 2007년 4월까지 수집되었다. 초등학교 5학년 2학기 과학 PBL 세 단원에 대하여 5학년 4개 학급의 학급별로 4명씩 총 16명의 학생들을 중심으로 관련 자료를 수집하였다. 관찰은 참여관찰 방법으로, 면담은 반구조화된 면담형식으로 이루어졌다. 자료 분석 대상은 수업 관찰 자료, 학생 및 교사 면담 자료, 학생 및 교사의 성찰일지, 그리고 기타 학습관련 자료와 학교 문서이며, 분석 단위는 PBL 수업에 참여하는 ‘학생들의 활동’이다. 본 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. PBL 1단계인 문제정의 단계에서 학생들은 주어진 PBL 문제상황에 대하여 문제 파악하기와 문제 정의하기 활동을 하였다. PBL 문제상황에 직면하여 문제를 파악하고 자기 말로 정의하는 문제의 내면화를 통해 학생들은 수업에 흥미를 가지고 몰입하였다. 교사는 문제상황에 대해 질문하고 학생들의 반응을 이어가며 학생들이 문제를 파악하고 정의할 수 있도록 PBL 수업을 촉진시키는 역할을 하였다. PBL 2단계에서 학생들은 문제 해결을 위한 계획 활동을 통해 문제 해결에 체계적으로 접근하게 되었으며, 탐색 과정에서 학생들은 여러 교과 영역 속에서 문제와 관련된 정보와 지식을 습득하였는데, 학생들이 접근한 정보와 지식은 주변에서 쉽게 접근할 수 있는 것이었다. 이런 학습 활동을 통해서 학생들은 문제해결 과정을 스스로 계획하고, 해결에 필요한 결정을 하고, 직접 수행하는 주도적인 학습자가 되었다. 교사는 학생들이 문제를 해결하기 위한 계획을 세우고, 이에 기초해서 문제 해결에 필요한 정보를 탐색할 수 있도록 과정을 안내하고, 모둠활동 상황에 대해 모니터링하고 피드백을 제공하였다. PBL의 마지막 단계인 문제해결 단계에서 문제해결책 고안·제시활동을 통해서 학생들은 도달한 문제해결책을 기점으로 그들이 거쳐 온 문제해결의 전 과정과 지식에 대하여 진지하게 성찰하였다. 그리고 제안된 문제해결책을 발표·공유하는 활동을 통해서 학생들은 각 문제해결책을 비교·평가할 뿐만 아니라, PBL 과정에서의 학습 경험들을 주변이나 미래의 문제상황에 확산적으로 전이함으로써 문제 해결에 대한 자신감을 갖게 되었다. 교사는 정보와 지식을 통합하여 해결책을 제안하도록 도왔으며, 학생들이 발표한 해결책에 대해 피드백을 제공하였다. 이러한 분석 결과를 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다. 첫째, PBL 수업은 비구조화되고 실제적인 문제상황을 학생들이 접하게 함으로써 수업에서 만나게 되는 문제상황을 단지 학습해야 할 과제가 아니라 해결해야 할 실제로 인식하게 하며, 문제의 내면화를 통해 흥미를 가지고 수업에 몰입하게 한다. 둘째, PBL 수업을 통해 학생들은 문제해결의 과정에 주도적으로 참여하고 탐색하는 주도적인 학습자가 된다. 셋째, PBL 수업은 학생들에게 필요한 지식을 취사선택하고 이를 통합하고, 정련하여 문제해결을 위한 해결책, 도구로 활용하게 함으로써 지식 습득의 필요성을 깨닫게 한다. 넷째, PBL 학습은 전통적으로 수학이나 과학 과목은 정답이 하나라는 고정관념에서 벗어나 다양한 해결책이 나올 수 있다는 것을 경험하게 함으로써 학생들에게 문제해결 과정에서 해결책의 다양성을 인식하게 한다. 다섯째, PBL 학습은 학생들이 스스로의 학습과정과 탐색한 지식에 대해 성찰하게 하며, 나아가서 실제의 문제상황이나 미래의 문제상황에 전이할 수 있다는 문제해결에 대한 자신감을 갖게 한다. 여섯째, PBL 학습에서 교사는 학생들이 수업에서 주도성을 확보해 나갈 수 있도록 지원하는데 초점을 두고 적절하게 개입하고 안내함으로써 수업을 안내하고 촉진하는 역할을 수행하게 된다.