플립러닝 기반의 문제중심학습 수업이 대학생의 수업참여, 문제해결력, 인성에 미치는 효과

Ⅰ. 서 론

2016년 3월 이세돌과 알파고의 세기의 바둑대결은 인간이 개발한 인공지능이 인간을 넘어선 새로운 역사가 시작되는 순간이었다. 알파고가 세계무대에 데뷔하기 전인 2016년 1월 다보스포럼에서 인공지능은 인류의 4차 산업혁명을 이끌 기술 가운데 가장 큰 관심을 받는 대표기술로 꼽혔으며, 전문가들은 알파고의 승리를 이미 예상하고 있었다. 4차 산업혁명 시대에서 요구하는 인재를 육성하기 위해서는 현재 대학교육에서의 수업방법에 혁신적인 변화가 필요하다. 4차 산업혁명이 본격화되는 미래사회에서는 많은 부분을 기계가 사람을 대신하게 될 것이므로, 기계가 대체할 수 없는 새로운 지식과 경험을 스스로 학습하고 이를 활용하여 새로운 부가가치를 창출해 낼 수 있는 창의인재가 중요해진다. 하지만 현재의 대학교육은 미래에 필요하지도 않을 수 있는 지식을 전달하고 있는 교육시스템을 여전히 고수하고 있다. 이에 따라 학생들의 집중도와 흥미 저하, 몰입도 미흡, 수업목표 달성의 어려움, 효율적이고 매력적인 수업의 부재, 교수자 중심의 강의 등이 문제점으로 지적되고 있다(Jung, 2017). 미래 사회에서는 기관이나 타인에 의하여 만들어지는 것이 아닌 스스로 지적 능력을 갖추어나갈 수 있는 자율성이 요구되며, 맞고 틀리고의 지식관보다는 본인이 답을 찾아가는 구성주의 지식관 그리고 경쟁보다는 협력을 하는 학습관이 중요하다(Sung, 2017).

교육 장면에서 변화의 핵심은 교수자 중심의 전통적 수업방식이 해체되고 학습자 중심의 수업방식으로 전환되는 것이다. 대학에서는 이러한 변화에 대응하기 위하여 학습자 중심수업인 플립러닝과 PBL에 주목하고 있다. 플립러닝과 PBL은 교수자 중심의 강의식 수업에서 벗어나 교수는 촉진자, 조력자의 역할을 담당하고, 학습자는 주어진 과제나 문제를 해결하기 위해 자율적이고 능동적으로 자신이 보유하고 있는 지식이나 기능, 전략을 활용하여 보다 고차원적인 지식습득을 가능하도록 한다(Bergmann and Sams, 2012).

플립러닝은 ‘거꾸로 수업’이라고도 불리는데, 강의실 수업 전에 학생들이 미리 주어진 동영상이나 학습자료를 통해 수업 전에 해당 내용을 스스로 공부하고, 강의실 수업에서는 사전 동영상 수업만으로 해결하지 못한 문제를 동료학습자들과의 토론이나 교수자의 도움을 받아서 적극적으로 문제를 해결할 수 있도록 다양한 활동을 하는 학습을 말한다(Bergmann and Sams, 2012). 각종 교육기관 평가에서 플립러닝의 시행이 기관 평가의 기준이 됨에 따라 플립러닝이 확산되고 있으며, 이로 인해 교육 방법의 혁신이 시도되고 있다(Song, Lee and Kim, 2017). 플립러닝은 학생들이 수업에 대해 이해를 하고 강의실 수업에 임하므로 교수자 및 동료 학생들과 적극적으로 상호작용을 할 수 있다(Jung, 2017). 플립러닝의 강의실 수업 활동 시간에는 일반적으로 토론, 협동학습, PBL, Action Learning 등과 같은 학습자 중심 수업방법을 통해 다양한 개별 및 집단 학습이 이루어지게 된다. 교수자와 학습자 간의 거리가 좁아지게 되어 학습자는 교수자에게 질문을 하거나 즉각적인 피드백을 제공받을 수 있고, 교수자와 학습자, 학습자와 학습자들 간의 다양한 상호작용이 일어날 수 있게 된다(Fulton, 2012). 선행 연구들을 종합해보면, 플립러닝의 가장 중요한 장점은 교수자와 학습자의 역할 변화, 즉 능동적 지식구성자로서의 학습자와 지식 구성의 촉진자, 지원자로서의 교수자를 들 수 있으며(Bates and Galloway, 2012; Enfield, 2013; Jung, 2016), 학생을 능동적 학습자로 만들고(Park and Park, 2016), 인성교육(Shin, Kwon and Kang, 2015)에 도움이 되며, 학습의 만족도 및 흥미를 높이는데(Gu, 2016) 효과적인 것으로 확인되었다. 즉 플립러닝은 사전 학습으로 수업 준비가 완료된 학생들이 본시 수업시간에 다양한 상호작용을 통한 토론과 문제해결과정에 집중할 수 있다는 장점을 가지고 있다(Song, 2017).

플립러닝이 효과적으로 활용되기 위해서는 강의실에서 이루어지는 교수학습 활동을 어떻게 하면 학습자 중심으로 다양하게 수행할 수 있는지 설계하느냐에 달려 있다(Leem, 2016). 학습자 중심으로 문제해결과정에 초점이 맞추어진 대표적인 교수학습방법으로 PBL이 주목받고 있다. PBL은 실생활에서 직면하는 복합적 문제를 해결하며 학습이 이루어지는 교수학습방법이다(Kang, Jung and Jung, 2007). 한국에서는 2000년 전후부터 PBL 수업에 관심을 두기 시작하였으며, 대부분 구성주의에 기반을 둔 학문적 토대와 현장실천가들에 의한 교육 패러다임 속에서 점차 강화되는 추세다(Choi, 2016). Vernon와 Blake(1993)에 의한 PBL의 학습 성과에 대한 메타분석 결과에서는 PBL을 통해서 학습자들은 자기 주도적으로 학습할 뿐만 아니라 흥미와 동기 유발, 태도, 수업 참여 등에서 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. PBL은 강의실에서 이루어지기 때문에 제한된 강의시간에 문제를 해결하기에는 시간적 무리가 따른다. 그러므로 플립러닝을 활용하여 사전학습을 통해 그 제한점을 보완할 수 있다.

학습자의 적극적인 수업참여는 자율적인 학습능력과 전문성을 강조하는 대학교육에 있어 중요한 교육 목표이기도 하다(Han, Kim and Lee, 2004). 학습자가 능동적이고 적극적으로 수업에 참여하게 될 때, 의미 있는 교육이 이루어질 수 있기 때문이다(Swan, 2001). 수업에서의 참여에 관한 정의는 매우 다양하였는데, 본 연구에서는 다음과 같은 공통적인 요소에 대하여 측정하였다. 첫째, 수업에서 참여는 무엇보다도 과제 또는 활동과 관련된 것이어야 한다. 둘째, 참여에는 관찰가능한 행동적 차원과 더불어 이러한 행동이 이루어지는데 관여하는 인지적 및 정의적 차원이 있다. 셋째, 참여는 능동적인 것과 수동적인 것으로 구분된다. 넷째, 참여를 방해하는 부정적인 행동은 제외한다. 다섯째, 참여는 언어적 및 비언어적 행동으로 표현된다. 즉, 수업참여는 학습자가 수업 관련 활동에 능동적, 자발적으로 개입하는 것을 말한다. 플립러닝을 적용한 수업에서는 학습자가 사전학습을 한 후 강의실에 와서 문제해결을 위한 다양한 활동을 진행하는 방식이므로, 학습자의 능동적인 수업이 가능하다(Kim and Lee, 2016). Joo(2015)는 플립러닝을 위한 e-PBL 수업모형이 학습자들의 수업참여와 자기주도적 학습능력 등에 효과가 있음을 검증하였고, Lee와 Kim(2018)는 PBL수업이 대학생의 문제해결력, 자기효능감 및 수업참여도에 유의한 효과가 있음을 확인하였다. 수업에서 학습자의 참여는 학업성취도와 만족도에 긍정적인 영향을 미치게 되고(Weaver and Qi, 2005), 다양한 각도에서 좀 더 심층적으로 문제해결을 할 수 있게 한다.

문제해결력이란 자동적인 해결책을 가지지 못할 때 목표를 성취하기 위한 노력이며(Schunk, 2004), 매일의 일상생활에서 일어나는 구체적인 상황에 대해 생각하고 추론하는 능력이다(Gray, 1990; Martin, 1990). 대학생들은 청소년기를 벗어나 사회에 나갈 준비를 하는 시기로 이들의 문제해결능력은 가까운 미래에 건강하고 건전한 사회를 구성하는데 많은 영향을 미친다(Son, 2017). 실제로 학생들은 졸업 후 사회에 나가서 다양하게 도전해 오는 강도 높은 과제들을 해결하기에 어려움을 느낀다고 호소하고 있다(Kim, 2016). 이런 관점에서 볼 때 미래사회에서 유능한 인재는 많은 지식을 소유하기 보다는 자신이 가지고 있는 지식을 창의적으로 재구성하여 주어진 문제를 해결할 수 있는 사람이다. 즉 어려움에 부딪쳤을 때 문제를 긍정의 시각으로 바라보며 생각의 범주를 넓히고 발상의 전환을 통하여 문제를 해결하는 사람으로 미래사회에서 문제해결력은 필수적이라고 할 수 있다. 4차 산업혁명에서 요구되는 대표적인 역량이 문제해결력이므로, 이에 대한 필요성은 계속적으로 증대되고 있다. 문제해결력을 증진하기 위해서는 기존의 주입식 수업에서 벗어나 실행을 통한 학습(learning by doing)인 플립러닝, PBL, 액션러닝 등의 교수방법을 사용해야 한다(Kang, Park and Kim, 2012). PBL을 적용한 수업에서는 실제적인 문제들을 해결하기 위해 학습전략을 세우고 관련 자료들을 수집하고 최선의 해결방안을 모색하는 과정에서 문제해결력을 향상시키게 되며(Nam and Yoon, 2016), 많은 선행연구에서 문제해결력을 향상시키는데 효과가 있음이 검증되었다(Nam and Yoon, 2016; Lee and Kim, 2018; Kang, Park and Kim, 2012).

문제해결력과 함께 미래 인재의 핵심 역량의 하나로 인성이 꼽히고 있다. 하지만 대학의 현실은 사회적으로도 심각한 취업난으로 취업 준비에 쫓기며 자신만의 이익을 우선시하는 배타적 이기주의가 학생들 사이에 팽배해있고, 서로를 경쟁상대로 인식하여 배려, 공감, 책임감 등이 결여되어 있다(Cho, 2017). 2010년 이후 각 대학교에서는 인성교육의 필요성을 인식하고 있으며, 2014년 교육부 주관 대학특성화사업에 응모를 한 거의 모든 대학교에서 인성교육 강화가 주요 경향으로 나타났다(Lee and Cho, 2016). 하지만 대학에서의 인성교육이 학생들에게 인성에 대한 의미를 진지하게 생각해보고 이를 실천할 수 있는 기회를 제공해주지 못하고 있다는 비판이 제기되고 있다(Lee, 2006). ‘인성’은 인격, 도덕성, 기질 등이 추상적이고 포괄적인 개념을 복합적으로 함축하고 있어 하나의 개념으로 정의하기가 어렵다(Lee, Kang and Kim, 2013). 그럼에도 불구하고 통합적 인성교육론자인 Lickona(1992)은 인성은 인지적, 정의적, 행동적 차원을 통합하는 포괄적인 개념이며, 인간이 옳은 것이 무엇인지를 알게 되면 옳은 것을 사랑하게 되고 이러한 마음은 옳은 일을 행동으로 옮길 수 있도록 만들어 준다고 했다. 교육부 인성교육 5개년 종합계획(2016~2020)에서 밝힌 인성교육의 방향 역시 참여형 인성교육을 설계하고 “앎을 삶속에서 실천”하도록 교육활동을 체계적으로 조직 운영하는 것이다. 이러한 방향성에 부합하는 교수-학습 방법으로 PBL이 제시되고 있다(Cho and Kwon, 2016). PBL에서 다루는 문제가 학생들의 실제 삶과 밀접한 관련성이 있고, 문제를 해결하기 위하여 다른 사람들과의 소통 및 배려와 같은 관계성을 중시한다는 점에서 기존 학습방법과 구분이 되는 대안적 교수학습방식으로 대두되고 있기 때문이다(Kang and Youk, 2011). 물론 PBL이 인성교육을 위한 새로운 교수-학습방법론으로 제안된 것이라고는 할 수 없지만, 인성교육은 사람들과의 관계 속에서 실제 행동을 통해 육성되므로(Park, 2013), 인성교육을 위한 대안적 교수학습방식으로 볼 수 있는 것이다(Kang and Youk, 2011).

이처럼 플립러닝이나 PBL에 기반한 수업이 학습자의 수업참여, 문제해결력, 인성에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 하지만, 플립러닝의 기존 사례연구에서는 학생이 미리 동영상을 보고 오지 않아 교실에서의 수업진행이 어렵다는 것과 동영상 자체만으로는 학생들의 관심과 흥미를 이끌어내기 힘들다는 점, 그리고 그로 인해 교실에서의 수업이 의도한 만큼의 상호작용이나 토론이 활발하게 이루어지지 않는다는 문제점이 지적되었다(Kim, 2015; Hong, 2016; November and Mull, 2012). 이러한 문제점들에 대한 대안적인 방법으로 사전학습에서 PBL 과제를 미리 제시하여 과제해결을 위한 사전 준비활동을 하고 본 수업에서 상호작용을 통해 협업하여 문제를 해결할 수 있도록 하고 있다(Joo, 2015). 따라서 본 연구에서도 사전학습에서 동영상과 PBL 관련 과제와 학습 자료를 미리 제시하여 준비할 수 있도록 한 후, 본 수업에 참여하는 플립러닝 기반의 PBL 수업으로 설계하였다. 플립러닝 기반의 PBL 수업이 학습자들에게 적극적으로 수업에 참여할 수 있는 환경을 제공하여 주고, 문제해결력을 향상시켜 주며, 이 과정에서 인성이 향상될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 플립러닝 기반의 PBL 수업의 특징과 장점을 기반으로 대학교육이 안고 있는 문제점, 즉 대학생의 수업참여, 문제해결력, 인성 능력을 향상시키기 위한 수업을 적용하여 그 효과성을 검증하고자 한다. 이러한 연구결과는 대학교육에서의 새로운 수업모형과 적용방안을 위한 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다. 구체적인 연구문제는 다음과 같다.

첫째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여에 미치는 효과는 어떠한가?

둘째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 문제해결력에 미치는 효과는 어떠한가?

셋째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 인성에 미치는 효과는 어떠한가?

Ⅱ. 연구 방법

3. 연구절차 및 자료분석

가. 연구절차

본 연구의 목적을 달성하기 위하여 준비(preparation), 실행(execution), 평가(evaluation)의 과정을 거쳐 연구를 진행하였으며, 주요 연구 절차는 [Fig. 1]과 같다.

[Fig. 1]

Research procedure

플립러닝 기반의 PBL 수업은 주당 2시간동안 진행하였으며, 교수자 주도의 수업보다 팀 중심의 수업으로 운영될 수 있도록 구성하였다.

준비(preparation)단계에서는 플립러닝 기반의 PBL 수업이 이루어질 수 있도록 학습 자료, 문제 개발, 평가도구를 선정하였다. PBL에 사용될 문제는 실제 학생들의 상황과 관련 있는 문제로 구성하였으며, 주제는 올바른 가치관을 바탕으로 성숙한 민주시민으로서 갖추어야 할 윤리를 습득하기 위한 것이었다. 개발된 문제와 학습 자료는 본 교과목을 수업하는 2명의 교수와 교육공학 전공 교수 등 3인으로부터 타당성을 검증받았다.

실행(execution)단계는 총 3단계로 준비-이해-적용으로 이루어진다. 준비 단계에서는 팀 활동이 이루어질 수 있도록 DISC 행동유형검사를 이용하여 팀을 구성하였다. 팀 내에는 주도형(D), 사교형(I), 안정형(S), 분석형(C)이 고루 분포되도록 하고, 성별과 전공의 비율도 고려하여 팀이 구성될 수 있도록 하였다. 이때는 교수자의 강의와 팀 활동, 전체 토론 등을 통해 친밀감을 형성할 수 있도록 하였다. 이해 단계에서 플립러닝과 PBL에 대해 소개하고, 필요성과 절차 등에 대해서 알려주었다. 이해단계에서 팀 별 토론이 충분히 이루어질 수 있도록 연습하여 적용 단계에서 원활한 수업이 이루어질 수 있도록 하였다. 적용 단계에서는 Before Class, In Class, After Class로 구성하였다. Before Class에서 PBL 문제와 관련한 사전학습 동영상이나 신문기사 등의 학습자료를 확인한 후, 소감작성, 2개의 질문 개발하기 활동이 이루어졌고, In Class에서는 진단평가, 질문의 공유, 상호해결활동, 팀 발표, 요약 정리 활동이 이루어졌다. After Class에서는 성찰일지 작성, 보충 자료의 제공, 학습 팀 산출물의 공유 활동 등이 이루어졌다.

평가(evaluation) 단계에서는 수업참여, 문제해결력, 인성에 대한 측정도구를 통해 사전ㆍ사후 검사를 실시하였고, 학습자가 작성한 성찰일지, In Class에서의 평가, 동료평가지 등을 분석하였다. 성찰일지는 교수자 입장에서 학습자의 학습과정과 생각을 알 수 있으므로(Jho, 2017), 플립러닝 기반의 PBL 수업의 질적평가가 가능하다.

나. 효과 검증

본 연구에서는 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여, 문제해결력, 인성에 미치는 효과를 검증하기 위하여 수업 참여 사전ㆍ사후의 변화를 확인하였다.

사전검사를 위하여 개강 후 1주차 오리엔테이션 시간에 본 연구의 목적과 검사지 응답방법에 대해 충분한 설명을 제공하고, 1주일 동안 구글 설문 시스템을 통해 수업참여, 문제해결력, 인성에 대한 사전 검사를 실시하였다. 플립러닝 기반의 PBL 수업은 15차시에 걸쳐 이루어졌으며, 이 중 1주차는 오리엔테이션, 8주차는 중간고사, 15주차는 기말고사가 실시되었다. 14주차 수업을 마치고 기말고사 이전 1주일 동안 역시 구글 설문 시스템을 통해 수업참여, 문제해결력, 인성에 대한 사후 검사를 실시하였다.

다. 자료분석

본 연구의 효과를 검증하기 위하여 사전ㆍ사후 검사를 통해 수집된 자료는 SPSS 21.0 프로그램을 이용하여 다음과 같은 분석을 실시하였다. 첫째, 연구대상의 일반적 특성을 알아보기 위하여 각 변인별로 빈도분석을 실시하였다. 둘째, 신뢰도를 확인하기 위하여 각 변인별로 문항내적합치도(Cronbach’s α)를 산출하였다. 셋째, 플립러닝 기반의 PBL 수업의 효과를 검증하기 위하여 수업참여, 문제해결력, 인성에 대한 사전ㆍ사후 값의 변화 차이를 대응표본 t 검증(paired t-test)을 통해 분석하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 사전 동질성 검증

본 연구 참여대상은 동일 교과목, 동일 학년이며 3개 분반으로 구성되었다. 본 연구에 참여한 학생의 수업참여, 문제해결력, 인성 수준이 수업 참여 전 동질한지를 검증하기 위해 3개 분반의 각 종속변인의 사전점수를 일원분산분석을 통하여 검증하였으며 그 결과는 <Table 1>과 같다.

<Table 1>

Pre homogeneity test results(N=81)

검증결과에 의하면 수업참여 전체와 하위요인, 문제해결력 전체와 하위요인, 인성 전체와 하위요인에서 유의한 차이가 나타나지 않아 각 분반이 등분산을 이루는 것으로 나타났으며, 사전점수가 .05수준에서 통계적 유의한 차이가 없었으므로, 각 분반은 동질한 것으로 나타났다.

2. 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여에 미치는 효과

플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여에 미치는 효과를 검증한 결과는 <Table 2>와 같다. <Table 2>에서 보는 바와 같이 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여에 미치는 효과를 살펴본 결과, 수업참여 전체에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(t=-4.457, p<.001). 하위 변인별 세부 사항을 살펴보면, 수업활동하기(t=-2.686, p<.01), 의사표현하기(t=-5.271, p<.001), 수업 확장하기(t=-4.967, p<.001)는 통계적으로 유의한 차이를 보이며 평균값이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그러나 수업 준비하기, 수업 열정의 경우 평균값이 상승하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

<Table 2>

Results of paired t-test for participation in class(N=81)

3. 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 문제해결력에 미치는 효과

플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 문제해결력에 미치는 효과를 검증한 결과는 <Table 3>과 같다. <Table 3>에서 보는 바와 같이 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 문제해결력에 미치는 효과를 살펴본 결과, 문제해결력 전체에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(t=-3.449, p<.01). 하위 변인별 세부 사항을 살펴보면, 문제해결과정(t=-3.724, p<.001), 조작과 실천(t=-2.646, p<.05) 모두 통계적으로 유의한 차이를 보이며 평균값이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

<Table 3>

Results of paired t-test for solving ability(N=81)

4. 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 인성에 미치는 효과

플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 인성에 미치는 효과를 검증한 결과는 <Table 4>와 같다. <Table 4>에서 보는 바와 같이 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 인성에 미치는 효과를 살펴본 결과, 인성 전체에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(t=-2.631, p<.05). 하위 변인별 세부 사항을 살펴보면, 인지적 영역(앎) (t=-2.206, p<.05), 행동적 영역(실행) (t=-4.151, p<.001)은 통계적으로 유의한 차이를 보이며 평균값이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 반면 정의적 영역(느낌)은 평균값이 소폭 하락하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

<Table 4>

Results of paired t-test for personality(N=81)

Ⅳ. 논 의

본 연구는 4차 산업혁명 시대의 미래교육에서 학습자가 참여하는 학습자중심의 교육방법으로 주목받고 있는 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여, 문제해결력, 인성에 미치는 효과를 확인하였다. 연구문제를 중심으로 결과를 논의하면 다음과 같다.

첫째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 수업참여에 미치는 효과를 확인한 결과 수업참여 전체에서 통계적으로 유의한 차이를 보이며, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 효과가 있는 것으로 확인되었다. 하위요인별로 세부적으로 확인해보면, 수업활동하기, 의사표현하기, 수업확장하기는 통계적으로 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었으나, 수업 준비하기, 수업 열정은 평균값이 상승하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

본 연구결과는 플립러닝을 활용한 수업이 수업에 대한 태도, 수업만족도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났고 수업참여의 질적인 면과 태도 면에서 우월한 것으로 관찰 된 연구(Seo & Seong, 2015), 교사-학생, 학생-학생 사이 상호작용이 활발하게 이루어져서 지속적으로 학생중심 수업 및 학습참여 유지에 기여함을 확인한 연구(Jun, 2014), PBL 수업이 수업에 대한 학습자들의 흥미와 동기를 유발하여 수업참여 정도를 높인다는 선행연구 결과(Buragoyne, 2005; Chin & Chin, 2004)를 지지하는 결과이다. 학습자 중심의 수업이 이루어지면서 학생 스스로 수업에 대한 열의가 높아져서 수업참여의 질적인 면과 태도가 좋아진 것으로 해석될 수 있다. 이러한 결과는 Before Class에서의 사전 학습자료인 동영상과 신문기사 등의 학습자료가 학습자의 흥미를 유발하여 In Class에서 질문과 발표에 자원하고 수업에 적극적으로 참여할 수 있도록 하고, 토론에 적극적으로 참여하며 팀 활동을 수행할 수 있었던 것으로 이해된다. 또한 PBL 문제해결을 위하여 In Class에서의 질문 공유를 통해 협력적 문제해결과정과 After Class에서 수업 내용과 관련된 자료를 더 참고하고 수업 내용에 대해 동료학생과 교수와 의견 교환을 하는 등 수업을 확장하여 학습전략을 수립하는 능력을 개발할 수 있었음을 시사한다. 학생들은 성찰일지에서 사전에 보게 되는 동영상과 신문기사 등의 학습자료를 통해 다른 교과목과 달리 수업에 대한 기대가 생기게 되어 수업에 대한 참여도가 높아지게 되는 것 같다고 보고하였다. 또한 처음으로 팀 활동다운 활동을 해본 것 같고, 팀원들과 소통할 수 있는 유익한 시간이었다고 하였다.

반면 수업 준비하기와 수업 열정이 평균값은 상승하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었는데, 이는 수업 준비와 수업 열정을 측정한 문항이 적절하지 않았을 수도 있다. 수업 준비를 측정하는 항목은 2문항으로 수업 전에 수업목표와 수업내용을 확인하는 문항이었는데, 학습자들이 수업 전에 해당 수업목표와 수업내용을 확인하는 것은 사실상 어려울 것으로 생각된다. 대신 플립러닝 기반의 PBL을 적용한 본 수업에 참여한 학생들은 Before Class에서 동영상을 보고, 신문기사 등의 학습자료를 사전에 읽은 후 질문 개발활동을 이미 실시하였기 때문에 이를 수업준비활동으로 간주할 수 있을 것이다. 그리고 본 수업의 경우 학생들이 자발적으로 선택한 과목이 아닌 교양필수과목이라 수업내용에 대한 흥미와 열정은 다소 떨어질 수 있다. 그러므로 수업 열정에 대한 평균값이 상승하기는 하였으나 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았을 것으로 추론해볼 수 있다.

둘째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 문제해결력에 미치는 효과를 확인한 결과 문제해결력 전체에서 통계적으로 유의한 차이를 보이며, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 효과가 있는 것으로 확인되었다. 하위요인별로 세부적으로 확인해보면, 문제해결과정, 조작과 실천에서도 모두 통계적으로 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었다.

이러한 연구결과는 플립러닝을 활용한 실험집단이 전통적인 수업을 활용한 통제집단에 비해 문제해결과정이 향상된 것으로 확인된 연구(Chae & Kim, 2017), 플립러닝을 활용한 실무 교육의 문제해결 능력 향상을 위한 교육적 효과는 상당히 높은 것으로 나타난 연구(Kim, 2016), PBL 수업이 문제해결력에 직접적인 영향이 있는 것으로 나타났으며 문제를 본인 스스로 또는 팀원 간의 상호작용을 통해 문제를 해결해 나가는 데 긍정적인 영향이 있는 것으로 나타난 연구(Woo & Kim, 2017) 등과 일치하는 것으로 확인된다. PBL 수업의 특성 상 문제해결에 기반을 두고 있으므로, 스스로 다양한 관점으로 문제를 보게 되고, 자신과 다른 의견이라도 긍정적으로 수용할 수 있는 확산적 사고능력을 갖게 함으로써 문제해결력이 향상된 것으로 볼 수 있다.

이렇듯 플립러닝 기반의 PBL 수업은 학습자가 단순히 수동적인 존재로 수업에 참여하는 상황에서 벗어나 학습자 스스로가 주도적으로 학습을 이끌어 감으로써 빠르게 변화해 가고 있는 사회 속에서 스스로 문제해결기술을 향상시킬 수 있을 것으로 예측해볼 수 있다. 실제 학생들은 성찰일지에서 주어진 문제를 해결하기 위해 팀원들과 논의하는 과정에서 성취감을 맛보았고, 스스로 생각하고 의견을 제시할 수 있어 만족감을 나타내고 있었다. 또한 혼자 잘한다고 해서 팀 전체가 잘 되는 것이 아니라는 것을 느꼈고, 혼자서는 해결할 수 없는 문제를 팀원들과 머리를 맞대고 의논하고 소통하여 문제를 해결할 수 있었던 것 같다고 하였다. 최근 대학교육에서도 이론중심의 교육에서 벗어나 플립러닝과 PBL에 대한 관심이 높아지고 있는 것도 학생 스스로가 문제를 창의적으로 해결해야하는 학습자 중심의 수업 방식이 가지는 효과 때문일 것이다.

셋째, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 대학생의 인성에 미치는 효과를 확인한 결과 인성 전체에서 통계적으로 유의한 차이를 보이며, 플립러닝 기반의 PBL 수업이 효과가 있는 것으로 확인되었다. 하위요인별로 세부적으로 확인해보면, 인지적 영역(앎)과 행동적 영역(실행)은 통계적으로 유의한 효과가 있는 것으로 확인되었으나, 정의적 영역(느낌)은 평균값이 상승하였으나 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.

이와 같은 연구 결과는 플립러닝을 기반으로 한 프로그램이 학습자의 창의적 인성 향상에 긍정적인 영향을 끼친 것으로 확인된 연구(Lee & Chung, 2017), 플립러닝 수업이 교사 강의대신 팀 기반 수업으로 수업구조가 바뀌면서 수업시간에 상호작용이 증가하여 학습자들의 또래관계 형성에 긍정적으로 미치고 인성함양에도 효과적이었다는 연구(Lee, 2014), 협력적 학습태도가 인성과 도덕성에 긍정적인 영향을 주는 것으로 확인된 연구(Lee & Han, 2013)와 맥을 같이 하고 있는 것이다. In Class에서 팀 별로 문제 상황을 해결하기 위하여 이루어지는 협력학습 환경과 After Class에서 교사-학생, 학생-학생간의 상호작용의 기회가 추가적으로 주어짐으로 인해서 인성교육에서 강조하고 있는 상호작용을 통한 협동심이 함양되어 인성적 측면에서 긍정적인 효과로 이어졌다고 볼 수 있다(Kang & Youk, 2011). 팀의 문제해결과 의사결정과정에서 팀 구성원들의 다양한 관점과 아이디어로 보다 많은 대안을 비판적으로 검토하는 과정에서 상호작용이 이루어질 수 있다(Lee & Choi, 2017). 플립러닝과 PBL을 적용한 수업은 팀 기반 학습이 전제가 되므로, 수업시간을 통해 협력의 방법을 자연스럽게 배우고, 수업에서의 상호작용이 인성에 유의한 영향을 미치는 요인으로 작용하였을 것이다. 성찰일지에서 학생들이 처음에는 교양수업인데 많은 시간을 할애해야 해서 귀찮은 생각도 들었지만, 수업이 진행되면서 팀원들과도 많이 친해지고 협력해나가는 과정 속에서 스스로 성장해 나간 것 같다고 보고하였다. 처음에는 어떻게 시작해야 할지 막막하였는데, 서로 돕고 배려하며 팀 활동을 하여 갈등 없이 끝까지 해낼 수 있었던 것 같다고 하였다. 즉 학습자들이 독립적으로 문제 상황을 충분히 인식하고 스스로 가치판단을 한 후에 이를 서로 공유하고 논의하는 기회를 통해 협업능력이 항샹되어 인성함양에 기여하였을 것으로 예측된다.

우리가 살고 있는 일상은 모든 과정이 문제해결의 과정이라고 할 수 있다. 따라서 학습자가 만나게 되는 다양한 문제에 접하게 되었을 때, 그 문제를 해결하는 과정에 자기주도적으로 대처하고 반복적인 반성 및 성찰과정을 거쳐 그 문제를 지속적으로 해결할 수 있는 교육이 필요하다(Baek & Ahn, 2011). 이처럼 새로운 교육 방법론의 모색과 필요성이 제기되어 본 연구에서는 플립러닝 기반의 PBL 수업을 하나의 방법론으로 제시해 보았고, 학습자의 수업참여, 문제해결력, 인성에 실제적인 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상과 같은 연구결과에 따른 논의를 바탕으로 향후 후속연구를 위하여 다음과 같이 몇 가지 제언을 하고자 한다.

첫째, 본 연구는 특정 대학의 일부 수업에 한하여 적용되었고, 통제집단 없이 준실험 설계로 효과성을 검증하였으므로 연구를 일반화하여 해석하는 데는 제약이 있다. 따라서 후속연구에서는 보다 다양한 지역과 연령의 대학생을 대상으로 영역을 확대하고 통제집단과의 비교를 통해 본 연구결과를 추후 확인할 필요가 있다.

둘째, 플립러닝 기반의 PBL 수업에 대한 학습효과는 다양한 변인에 걸쳐 확인될 수 있다. 따라서 플립러닝 기반의 PBL 수업의 효과를 수업참여, 문제해결력, 인성 외에 어떠한 변인에 효과적인지를 확인할 필요가 있다.

셋째, 본 연구의 결과에서 인성의 정의적 측면은 통계적으로 유의한 효과가 없는 것으로 나타났다. 그 이유가 무엇인지에 대한 심도 있는 추후 연구와 인성의 정의적 측면을 향상시킬 수 있는 교육의 방법에 대한 연구가 계속적으로 필요하다고 할 수 있다. 정서가 도덕적 의지나 행동을 동기화시킬 수 있는 중요한 요인이고, 정의적 측면을 중심으로 한 감수성 교육이 미래사회를 살아가야하는 대학생들에게 필수적인 교육이라고 할 수 있기 때문이다.

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