The Application of the Problem Based Learning Model in Science Classes and Analysis of It's Effects

과학수업에서 문제중심학습의 적용 및 효과 분석

The purpose of this study was to develop 'the problem situations' for the Problem Based Learning(PBL) and to examine it's effects on the science achievement and the attitude towards science learning. Also the students' perception on the PBL model was examined. The topics of the problem situations developed were 'the future energy for reducing the green house effect' and 'the Indonesian forest fire and the El Nino'. The coaching strategies for the PBL were designed and implemented to 10th grade high school students in the science classes, the results are follows; First, the science achievement of the group of PBL is significantly higher than those of group of traditional teaching. Second, the scores of the test of attitude toward science learning of the group of PBL is significantly higher than those of group of traditional teaching. Third, the students' perception of the PBL was positive. Many students have interests and motivations in PBL, some students have difficulties in learning on the PBL. In the students' personal reflection notes the step of a problem statement is the hardest one of the PBL model. Therefore, this study suggests that developing the problem situations based on real context is of great importance for implementing a problem based learning model continuously.

과학 교수학습 과정에서 학습자들에게 문제를 해결하는 과정을 통해 비판적 사고 기능과 협동 기능을 신장하도록 하는 문제중심학습의 적용이 필요하며 이를 위한 구체적인 방안이 요구된다. 본 연구에서는 문제중심학습을 위한'문제상황'을 개발하고 이를 고등학교 과학수업에 적용한 후 학습자의 과학 성취도와 과학에 대한 태도 및 문제중심학습에 대한 인식을 조사 하였다. 고등학교 10학년을 대상으로 실험집단에는 '온실효과를 줄이기 위한 미래의 에너지'와 '인도네시아 산불과 엘니뇨'라는 문제 상황으로 문제중심학습을 실시하였고 통제집단은 학습지를 활용한 교사중심 수업을 실시한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습능력 수준과 무관하게 문제중심학습이 교사중심 수업보다 과학 성취도에 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, 문제중심학습이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, 과학수업의 즐거움 범주에서는 효과가 나타났으나 과학적 탐구에 대한 태도 범주와 과학적 태도의 적용 범주에서는 효과가 나타나지 않았다. 셋째, 문제중심학습에 대한 인식 조사 결과, 주어진 문제상황에서 문제를 구체적으로 진술해 내는 과정을 가장 어려워하면서도 또한 도움이 되는 활동으로 인식하였다. 이러한 연구 결과로부터, 과학 교육과정에 기초하면서 실제적이고 맥락적인 문제상황의 개발이 우선적인 과제임을 알 수 있었다.