문제기반 전뇌학습 모형 개발 및 적용 = Development and Application of Problem-Based Whole-Brain Learning Model

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 문제해결력과 창의력을 향상시키기 위한 문제기반 전뇌학습 모형을 개발하여 ‘자동화설비’ 수업에 적용한 후 문제해결력과 창의력에 미치는 효과를 검증하는 데 있었다.
연구 목적을 달성하기 위하여 먼저 이론적 토대를 모색하기 위해 다음과 같은 문헌 고찰을 하였다. 첫째, 두뇌 반구의 특징과 두뇌 기능의 통합 필요성을 통한 전뇌 교육의 교육적 활용 및 시사점을 알아보았다. 둘째, PBL의 개념․특징․모형을 통해 PBL의 핵심 요소를 도출하였다. 셋째, 문제기반 전뇌학습 프로그램이 창의력에 미치는 효과를 알아보기 위하여 창의적 산출물의 한 방법으로써 CPSS에 대해 알아보았다. 넷째, 문제기반 전뇌학습 프로그램을 적용하기 위한 자동화설비 과목의 특징에 대해 알아보았다.
문헌 연구 분석에서 도출된 이론과 시사점을 통해 문제기반 전뇌학습 수업 모형 개발, 문제기반 전뇌학습 프로그램 개발, 개발된 프로그램의 예비 검사와 현장 적용의 3단계에 걸쳐 연구 설계를 하였다.
이 연구를 통해 밝혀진 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 문제기반 전뇌학습 모형과 프로그램은 문제해결력 과정에 뇌의 기능과 학습 기제를 고려하여 이루어졌다. 이는 모형 개발의 선행 작업으로 탐색한 전뇌학습과 문제기반학습의 주요 이론과 선행 연구에 대한 분석을 통한 시사점 도출 결과를 문제기반 전뇌학습 모형의 구성 원리로 적용하였다.
둘째, 문제기반 전뇌학습 모형 및 프로그램은 기존의 준비, 제시, 적용, 평가 단계로 진행되는 전통적 실습수업에 비해 문제해결력과 창의력 신장에 효과적인 문제 제시, 문제 정의, 아이디어 생성, 문제해결책 선정과 실행 및 평가 단계로 이루어져 있다. 그러므로 문제기반 전뇌학습 프로그램은 자동화설비 과목의 활동 과제 선정과 교사용 지도서와 학습지로 구성되어 있어 자동화설비 과목을 담당하는 특성화고등학교 교사가 수업하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다.
셋째, 문제기반 전뇌학습 프로그램은 전통적인 실습수업(M=24.36)에 비해 문제해결력의 사후검사 결과 실험집단의 평균점수(M=27.55)가 향상되었으며, 특히, ‘문제 제시(t=2.075, p<.05)', '문제 정의(t=2.289, p<0.05)', '아이디어 생성(t=0.811, p<0.05)' 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 이는 자동화설비 수업의 문제해결력 향상을 위해 문제기반 전뇌학습 프로그램이 수업에 효과가 있었다.
넷째, 실험집단의 모둠 구성에 따른 산출물의 창의성 검사 결과가 전뇌집단(M=4.86, SD=1.53)이 우뇌집단(M=4.17, SD=1.45)과 좌뇌집단(M=4.37, SD=1.07)에 비해 창의력 평가의 하위 영역인 ‘참신성’, ‘실용성’, ‘정교성과 종합성’의 모든 영역에서 높게 나왔으나 통계적으로 유의미한 차이는 없었다(F=.484, p>.05). 이는 효과적인 창의력 향상을 위해 협동학습의 모둠 구성시 뇌우세성 판별에 따른 전뇌집단으로의 구성이 고려되어야 함을 알 수 있다.
특성화고등학교 자동화설비 수업에 대한 문제기반 전뇌학습 모형과 프로그램 개발을 통해 수행된 이 연구에 덧붙여 연구자는 문제기반 전뇌학습 모형과 프로그램 단계에서 발현되는 뇌활성 영역에 대한 뇌파분석과 fMRI 등 과학적인 검증과 함께 교육적 효용성을 높이기 위한 다양한 변인과 실험처지에 대한 후속 연구를 제언한다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 문제 제기 1
• 2. 연구 목적 4
• 3. 연구 내용 4
• 4. 용어의 정의 5
• 5. 연구의 제한점 6
• Ⅱ. 이론적 배경 7
• 1. 전뇌학습 7
• 2. 문제기반학습 35
• 3. 창의성과 창의적 산출물 53
• 4. 자동화설비 과목과 전뇌학습의 관련성 64
• Ⅲ. 연구 방법 71
• 1. 연구 설계 71
• 2. 연구 대상 75
• 3. 검사 도구 77
• 4. 자료 분석 79
• IV. 연구 결과 80
• 1. 문제기반 전뇌학습 모형 80
• 2. 문제기반 전뇌학습 프로그램 92
• 3. 문제기반 전뇌학습 수정 모형 및 프로그램 126
• 4. 자동화설비 과목의 문제기반 전뇌학습 프로그램 효과 검증 140
• Ⅴ. 요약, 결론 및 제언 147
• 1. 요약 147
• 2. 결론 150
• 3. 제언 151
• 참고문헌 152
• ABSTRACT 162
• 부 록 165

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