중학교 생물수업에서 문제중심학습이 메타인지수준에 따라 문제해결과정 및 자기효능감에 미치는 효과 = Effects of problem-based learning(PBL) on problem solving process and self-efficacy according to the metacognition level in biology lesson of middle school

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 중학교 생물수업에서 문제중심학습(PBL)이 학습자의 메타인지 수준에 따라 문제해결과정 및 자기효능감에 미치는 효과를 검증하는데 그 목적이 있다. 연구 대상은 경상북도 예천군 소재 Y중학교 1학년 2개반 69명중에서 메타인지 상위집단 28명, 메타인지 하위집단 33명이었다. 연구의 실험처치를 위해 사용한 문제중심학습 프로그램은 중학교 1학년 생물단원에 알맞게 재구성하여 개발한 것으로 한 문제 당 5차시의 프로그램을 총 20차시에 걸쳐 실시하였다. 실험처치 효과를 검증하기 위하여 메타인지 검사, 문제해결과정 검사, 자기효능감 검사 도구를 이용하여 사전 검사와 사후 검사를 실시하였다.
본 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 중학교 생물수업에서의 문제중심학습은 메타인지 하위수준 학습자가 문제해결 과정 중 하위단계인 문제의 발견단계, 문제의 해결책 고안 단계, 문제의 검토단계에서 유의미한 향상효과를 보였으며, 문제해결 과정 전체에 있어서도 유의미한 향상을 보였다. 즉, 중학교 생물에서의 문제중심학습은 메타인지 상위수준의 학습자 보다 메타인지 하위수준의 학습자의 문제해결과정에 더 효과적인 것으로 나타났다.
둘째, 중학교 생물에서의 문제중심학습은 메타인지 상위수준의 학습자와 메타인지 하위수준 학습자의 자기 효능감에 유의미한 차이가 없었다. 즉, 생물수업에서 문제중심학습이 중학생의 메타인지 수준에 따른 자기효능감에는 별다른 영향을 주지 못한 것으로 나타났다.
이상의 연구결과는 학습자의 메타인지 수준을 고려하여 문제 상황에서 문제를 해결하는 강한 동기가 제공되고, 교사의 메타인지적 코치와 학습전략이 수반되는 문제중심학습이 적절하게 주어진다면 학습자들의 문제해결 과정에 긍정적인 효과를 줄 수 있음을 시사하고 있다. 그러나 생물수업에서 문제중심학습이 자기효능감을 높이는데 효과적이기 위해서는 자기효능감에 영향을 미칠 수 있는 학습 환경에서의 다양한 변인을 고려할 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is verify the effects of problem-based learning(PBL) on the problem solving process and the self-efficacy according to the metacognition levels in the biology lesson of middle school.
Object of this study are 28 students of higher group and 33 students of lower group based on metacognition level among 69 students in two classes of 1st grade from Y middle school in Yecheon-gun, Kyungsangbuk-do.
The PBL program used for experimental treatment of this study was developed with reconstruction fitted to biology unit for the 1st grade in middle school. The PBL program consist of total 20 hours classes in which one hour class was based on one question.
The pre-test and post-test were conducted to verify the effects of experiment al treatments using metacognition test, problem solving process test and self-efficacy test.
The result of this study is as followings.
First, The lower group of metaconition level showed the meaningful increase in subcategories such as problem finding stage, solution designing stage, and problem investing stage after PBL class. The same group also showed the meaningful increase in the total ability of problem solving process which includes all subcategories. This result implies that PBL program of biology in the middle school is more effective for the lower group of metacognition level than the higher group of students. Second, there is no difference in the self-efficacy between higher and lower level students of metacognition after PBL class. This means that PBL program in the biology class does not give any considerable influence upon the self-efficacy whatever metacognition level of the middle school students are.
The result of this study implies that PBL program accompanied with metarecognitive coach and learning strategy of teacher and based on learner's metacognition level, has a positive effects on the problem solving process. But we need to consider diverse variable factors influencing the self-efficacy in the learning environment in order to increase the self-efficacy after PBL class in the biology lesson.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구 문제 = 3
• 3. 용어의 정의 = 4
• Ⅱ. 이론적 배경 = 5
• 1. 문제중심학습 = 5
• 2. 문제해결과정 = 12
• 3. 메타인지 = 20
• 4. 자기효능감 = 21
• 5. 선행연구 고찰 = 24
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 = 28
• 1. 연구 절차 = 28
• 2. 문제중심학습 프로그램 개발 = 29
• 3. 연구 설계 = 35
• 4. 검사 도구 = 35
• 5. 연구 대상 = 38
• 6. 자료 처리 = 39
• Ⅳ. 연구 결과 및 논의 = 40
• 1. 연구결과 = 40
• 2. 논의 = 49
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 52
• 참고문헌 = 54
• ABSTRACT = 59
• 부록 = 62