Exploring Students perceptions of their learning experience and self efficacy in physics online class with project based learning

본 연구는 Bandura 의 사회인지이론과 자기효능감 이론을 기반으로 해석적 현상학 분석 (IPA) 을 통해 온라인 물리학 프로젝트 기반 학습 (PBL) 환경에서 10 명의 학생이 경험한 학습 인식과 자기효능감의 변화를 심층적으로 탐구하고, 학생의 성향에 따른 맞춤형 PBL 전략을 제시합니다.

핵심

🎬 영화 한 편으로 이해하는 이 연구

이 연구는 마치 **10 명의 주인공이 2 년 동안 겪은 '성장 드라마'**를 기록한 것입니다.

1. 배경: 낯선 '온라인 요리 교실'

과거에는 물리 수업이 선생님이 칠판에 설명하고 학생이 듣는 **'일방적인 강의'**였습니다. 하지만 이번 연구에서는 수업 방식이 바뀌었습니다.

• 비유: 마치 요리 학교에서 선생님이 "이 요리를 하세요"라고 말만 하고, 학생들에게 재료 (지식) 를 주고 직접 요리를 만들어 보게 한 것입니다.
• 상황: 이 수업은 **온라인 (화상 회의)**으로 진행되었습니다. 학생들은 서로 얼굴을 보지 않고, 각자 집에서 프로젝트를 수행해야 했습니다.

2. 주인공들: 각자 다른 '성격'을 가진 10 명의 학생

연구진은 10 명의 학생을 인터뷰했는데, 각자의 성격이 다르면 프로젝트도 다르게 경험했습니다.

• 인디 (조급한 성격): "빨리 끝내야지!"라고 생각했는데, 프로젝트는 시간이 걸려서 답답했습니다. 하지만 팀 리더가 되면서 "내가 먼저 모범을 보여야 한다"는 책임감을 배웠습니다.
• 자흐라 (내성적인 성격): "사람들과 대화하기 싫어"라고 생각했지만, 프로젝트 팀원들과 의견을 나누면서 소극적인 자신이 점차 말을 꺼내는 용기를 얻었습니다.
• 기아 (창의적인 성격): "남이 시키는 대로 하기 싫어"라고 생각했는데, 오히려 자신이 원하는 대로 창의적으로 만들어볼 수 있는 자유를 좋아했습니다.

3. 핵심 발견: "실패와 성공이 쌓여 만든 '자신감'"

이 연구의 가장 중요한 결론은 프로젝트를 하면서 학생들의 '자신감 (자기효능감)'이 어떻게 변했는지입니다.

• 초반: "내가 이걸 할 수 있을까?"라는 의심과 불안이 컸습니다. 특히 인터넷이 끊기거나, 팀원들과 소통이 안 될 때 좌절했습니다.
• 중반: 선생님이 매주 "진행 상황 보고해라"라고 체크했습니다. 처음엔 귀찮았지만, 작은 성공 경험들이 쌓이면서 "아, 내가 해낼 수 있구나"라는 생각이 들었습니다.
• 결말: 수업이 끝날 때쯤, 학생들은 **"내가 만든 교재가 실제 학교에서 쓰일 수 있다"**는 사실을 알게 되며 큰 성취감을 느꼈습니다.

4. 연구진이 발견한 '비밀 레시피' (교사에게 주는 조언)

이 연구를 통해 교수님들과 선생님들이 배운 교훈은 다음과 같습니다.

1. 성격은 다릅니다: "한 가지 방법만 고집하지 마세요." 조급한 학생에게는 빠른 피드백이, 내성적인 학생에게는 안전한 온라인 환경이 더 도움이 될 수 있습니다.
2. 지속적인 체크가 중요: "한 번에 다 하라고 하지 말고, 작은 단계마다 확인해 주세요." 매주 진행 상황을 점검해주면 학생들이 길을 잃지 않고 자신감을 키울 수 있습니다.
3. 실제 활용 가능성: "배운 것을 실제로 써먹을 수 있게 해주세요." 학생들이 만든 프로젝트 결과물이 실제 학교 수업에 쓰인다는 걸 알게 되면, 학습 동기가 폭발합니다.

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💡 한 줄 요약

"온라인 수업에서 학생들은 각자 다른 성격대로 프로젝트를 수행하며 좌절하고 성장했습니다. 하지만 선생님이 꾸준히 도와주고, 학생들이 직접 만든 결과물이 현실에서 쓰인다는 걸 알게 되면서, '나는 할 수 있다'는 자신감이 싹텄습니다."

이 연구는 단순히 "프로젝트 수업이 좋다"는 것을 넘어, **"어떤 학생이 어떤 방식으로 성장하는지"**를 이해하면 더 좋은 수업을 만들 수 있다는 점을 알려줍니다.

기술 요약

논문 개요: 물리 온라인 수업에서의 프로젝트 기반 학습 (PBL) 과 자기효능감에 대한 학생들의 인식 탐구

1. 연구 배경 및 문제 제기 (Problem)

• 배경: 프로젝트 기반 학습 (PBL) 은 학생들의 자기효능감, 학업 성취도, 동기 부여 등을 향상시키는 것으로 알려진 활성 학습 전략입니다. 특히 물리 교육 연구 (PER) 분야에서 PBL 의 효과는 여러 양적 연구를 통해 입증되었습니다.
• 문제점:
  • 기존 연구는 주로 양적 접근 (설문, 실험, 메타분석) 에 의존하여 PBL 과 자기효능감 간의 통계적 관계를 규명하는 데 집중했습니다.
  • 질적 연구의 부재: 학생들이 PBL 을 어떻게 지각하는지, 어떤 PBL 설계를 선호하는지, 온라인 환경에서 PBL 구현 시 겪는 구체적인 이점과 어려움, 그리고 자기효능감이 어떻게 형성되는지에 대한 심층적인 경험적 탐구는 부족합니다.
  • 장기적 관점의 부재: 대부분의 연구가 단기간 (3 주~3 개월) 에 이루어졌으며, PBL 의 장기적 영향과 온라인 학습 환경에서의 학생들의 주관적 경험을 포괄적으로 분석한 연구는 드뭅니다.
• 연구 목적: 2 년 (4 학기) 에 걸친 물리 온라인 수업에서 PBL 을 경험한 예비 물리 교사 10 명의 생생한 경험을 해석적 현상학 분석 (IPA) 을 통해 탐구하여, PBL 이 자기효능감에 미치는 영향을 심층적으로 이해하는 것입니다.

2. 연구 방법론 (Methodology)

• 연구 설계: 질적 연구 접근법 중 **해석적 현상학 분석 (Interpretative Phenomenological Analysis, IPA)**을 사용했습니다. 이는 개인의 경험에 대한 본질과 의미 구조를 파악하는 데 적합합니다.
• 참여자:
  • 인도네시아의 한 대학교 물리 교육학과 4 학기 및 6 학기 재학생 총 10 명 (여학생 10 명, 남학생 0 명 - 한계점).
  • 참여자는 자발적으로 인터뷰에 동의했으며, PBL 이 적용된 과목 (물리 수업 계획 개발, 물리 학습 전략 등) 을 수강한 경험이 있는 학생들입니다.
• 연구 환경:
  • 장기 관찰: 2 년간 (3 학기~6 학기) 5 개의 연계 과목에서 PBL 이 점진적으로 적용된 온라인 수업 (Google Classroom, Zoom) 을 관찰했습니다.
  • PBL 구조: 주별 프로젝트 진행 보고, 그룹 및 개인 과제 병행, 교수자의 정기적 피드백 및 모니터링, 최종 산출물 (수업 계획서, 실험 설계 등) 중심 평가.
• 데이터 수집:
  • 반구조화 심층 인터뷰: 50~65 분간의 Zoom 화상 인터뷰를 통해 수행되었으며, 오디오 녹음 후 전사 (Transcription) 되었습니다.
  • 인터뷰 질문: PBL 경험, 자기효능감 인식, 학습 과정에서의 어려움 및 해결책, 교수자의 역할 등에 초점을 맞춤.
• 데이터 분석:
  • ATLAS.ti 25 소프트웨어를 활용하여 분석 수행.
  • 분석 단계: (1) 자료 숙지 (반복 독서), (2) 초기 메모 작성 (기술적, 언어적, 개념적 코멘트), (3) 등장 주제 (Emergent theme) 도출, (4) 상위 주제 (Superordinate theme) 생성.
• 이론적 틀:
  • 사회적 인지 이론 (Social Cognitive Theory, SCT)
  • 반두라의 자기효능감 이론 (Bandura's Self-Efficacy Theory)
  • PBL 이 교육적 결과에 미치는 영향에 대한 이론적 틀 (Zhang & Ma, 2023)

3. 주요 결과 (Key Results)

분석을 통해 4 가지 주요 주제가 도출되었습니다.

주제 1: 성격에 기반한 다양한 독특한 학습 경험

• 학생들의 성격 (호기심, 꿈꾸는 타입, 내향성, 유머러스함, 끈기 등) 이 PBL 경험을 어떻게 해석하는지에 결정적인 영향을 미쳤습니다.
• 내향적 학생 (Zahra): PBL 을 통해 타인과의 협력과 의견 표출을 배우는 기회로 인식했으나, 초기에는 소극성과 불확실성으로 인해 어려움을 겪었습니다.
• 리더십 역할 (Indi, Ariqa): 조장 역할을 맡은 학생들은 즉각적인 결과를 원하거나 (Indi), 소극적인 팀원을 독려해야 하는 (Ariqa) 과정에서 리더십과 책임감을 배웠습니다.
• 온라인 vs 오프라인: 내향적인 학생은 온라인 학습이 안전한 환경을 제공한다고 느낀 반면, 외향적인 학생은 오프라인에서의 상호작용과 격려가 더 효과적이라고 느꼈습니다.

주제 2: 학습 과정의 촉매제로서의 결정적 경험 (Pivotal Experience)

• PBL 의 핵심은 **'진행 상황 (Progress)'**의 주기적 보고와 피드백 루프로 인식되었습니다.
• 교수자의 모니터링: 교수자가 프로젝트 진행 상황을 정기적으로 점검하고 피드백을 주는 것은 학생들에게 자기 평가의 기회를 제공하고, 표절 (Plagiarism) 을 방지하며, 학습 동기를 유지하는 중요한 촉매제였습니다.
• 자원 활용: 강의 영상 (Video) 과 자료의 무제한 접근은 학생들이 반복 학습하고 자기 주도적으로 문제를 해결하는 데 기여했습니다.
• 문제 해결: 프로젝트 수행 중 발생하는 기술적 문제 (인터넷 연결) 나 시간 관리 실패, 팀원 간 갈등 등을 극복하는 과정에서 문제 해결 능력이 향상되었습니다.

주제 3: 프로젝트 기반 학습에서의 학생 자기효능감

• 자기효능감의 변화: PBL 시작 전에는 자기효능감이 낮거나 '0'에 가까웠던 학생들도 (예: Zahra), 프로젝트 수행을 통해 점진적으로 자신감을 회복하고 향상되었습니다.
• 평가 척도: 학생들은 1~4 척도로 자기효능감을 평가했는데, 높은 점수를 준 학생들은 새로운 기술을 습득했다고 느꼈고, 낮은 점수를 준 학생들은 여전히 배울 것이 많다고 인식하거나 초기 상태에 비해 큰 진전을 이뤘다고 평가했습니다.
• 성공 경험: 실제 학교 실습 (Teaching Practice) 에서 자신이 만든 수업 자료 (수업 계획서, 실험 설계) 가 활용될 수 있음을 확인하며, 구체적인 성취감을 통해 자기효능감이 강화되었습니다.

주제 4: 이전 경험에 기반한 자기 성찰 (Self-Reflection)

• PBL 은 단순한 지식 습득을 넘어 성찰의 과정을 통해 학생들의 성숙도를 높였습니다.
• 성찰의 내용: 표절의 오류를 깨닫고 직접 수행의 중요성을 이해하거나, 시간 관리의 중요성을 인식하는 등 학습 태도의 변화가 일어났습니다.
• 미래 지향성: PBL 경험이 미래의 교사 생활에 필수적인 역량 (협업, 창의성, 문제 해결) 을 기르는 과정임을 인식하게 되었습니다.

4. 주요 기여 및 의의 (Key Contributions & Significance)

• 이론적 기여:
  • 기존 PBL 과 자기효능감 연구가 주로 양적 데이터에 의존했던 한계를 보완하여, 질적 현상학적 관점에서 학생들의 내면적 경험과 의미 구성을 심층적으로 규명했습니다.
  • 사회적 인지 이론과 자기효능감 이론을 온라인 PBL 맥락에서 적용하여, 학생들의 성격적 특성이 학습 경험과 자기효능감 형성에 어떻게 상호작용하는지를 설명했습니다.
• 실무적 함의 (교육자 및 정책 입안자):
  • 차별화된 PBL 설계: 학생들의 성격 (내향/외향 등) 에 따라 PBL 경험을 다르게 해석하므로, 교수자는 다양한 학생 특성을 고려한 유연한 PBL 설계가 필요함을 시사합니다.
  • 모니터링의 중요성: 온라인 환경에서 교수자의 정기적이고 구체적인 피드백은 학생들의 자기효능감 향상과 학습 질 관리에 필수적입니다.
  • 장기적 관점: PBL 의 효과는 단기간이 아닌 장기적인 관점 (2 년 이상) 에서 점진적으로 형성되므로, 교육 과정 설계 시 점진적인 PBL 도입이 효과적입니다.
• 온라인 물리 교육의 방향: 온라인 환경에서도 PBL 이 효과적으로 적용될 수 있으며, 이를 위해 기술적 지원과 함께 학습자의 정서적, 심리적 지원을 병행해야 함을 강조합니다.

5. 결론

본 연구는 물리 교육 전공 학생들이 온라인 PBL 을 통해 겪는 다양한 경험을 해석적 현상학 분석을 통해 규명했습니다. 학생들의 성격적 특성은 학습 경험을 어떻게 지각하는지에 영향을 미쳤으며, PBL 의 체계적인 진행 (주기적 보고, 교수자 피드백) 과 성찰의 과정은 자기효능감의 향상과 전문적 성숙에 중요한 역할을 했습니다. 이 연구는 물리 교육자 및 예비 교사들에게 PBL 을 효과적으로 설계하고 운영하기 위한 질적 근거와 실용적인 통찰을 제공합니다.