I.

의예과 건강과학교육을 위한 혁신적 교육방법 활용의 비교연구 - 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습 활용을 중심으로-

A Comparison of the Innovative Instructional methods for the Premed Health Sciences Education Focused on a Problem-Based Learning(PBL) and a Web-based Computer-Assisted Learning(CAL)

Byeong Gook Lee M.D., PhD.*, Hongsuk Paul Kim, Ph.D↕

* Center for Educational Development & Research, Gachon Medical School, Incheon 410-840, byeonggo@gachon.ac.kr

↕School of Education, Stanford University, kimhongsuk@yahoo.com

Abstract: The PBL and CAL are the unique approaches of innovative instructional methods in the educational world.  The authors assessed the PreMed students' response of two different methods after an instruction. By using program evaluation including questionnaire checklists, the author found some strengths and weaknesses of the two different methods. In conclusion, medical educators need to try innovative instructional methods more intensively and extensively for their students.

Keyword: PBL, Web-based Computer Assisted Learning, Strengths and Weaknesses

배 경

1980년대 중반 이후, 문제의 이해와 해결을 위해 공부하는 학습의 과정이라고 정의되는 문제바탕학습(Problem-based learning, PBL)은 의학과 인접학문 분야에서 폭발적인 채택을 통해 강력한 교육도구로서 전 세계 주요대학의 건강과학교육에 활용되고 있다.[1] 의학교육자 Barrows에 의해 개발된 문제바탕학습은  21세기 혁신적 교육과정과 학습자 중심의 창의적 교육이 요구되는 우리 나라 교육현실에 적합한 방법이라고 교육선진국의 건강과학교육자들에 의해 평가되고 있다.

Fig 1. Learning Cycle (McKimm et al. 2003)

한편, 1990년대 중반 이후 컴퓨터보조교육(Computer- assistant, -aided, or -based education)은 단순하고 일방적인 강의 위주 교육의 제한점을 보완할 수 있는 다양한 가능성을 제시해 왔다.[2] 구체적으로 자율성에 따른 학습속도 조절, 학습자와의 상호작용을 통한 능동적 참여 유도, 기억활동 촉진과 시뮬레이션 및 통계적 측정 등이 가능하게 되었다. 예를 들면, 해부학 교육을 위한 ADAM시스템은 학습자들이 지식과 정보를 그래픽, 영상, 음성 등의 다양한 방법으로 습득하도록 개발되었다. 최근 많은 교수자료들이 웹을 통해 HTML로 재구성되어 활용할 수 있게 되어 학습소요시간이 단축할 수 있게 되고 있다.[3]

■ 웹기반의 교육

웹(world wide web)은 인터넷상의 정보를 하이퍼텍스트 방식과 멀티미디어 환경에서 검색할 수 있게 해 주는 정보검색 시스템을 간단히 표현한 것이다.[4] 의학 및 치의학교육에서 웹은 학습도구로서 뿐만 아니라 온라인 학습프로그램을 전달하기 위한 수단으로서 점점 많이 활용되고 있다.[5][6]

다른 학습방법과 같이 웹기반 학습에서도 학습자들이 그들의 학습성과에 대해 건설적이고 시의적절한면서도 관련성 있는 되먹임을 받는 것이 유용하다는 것을 그림1에서 설명하였다.[6]

지난 20년 간 도입되어 온 혁신적 교육방법으로서의 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습은 21세기 학문후속세대 양성과 인터넷 활용의 필요성이 높아지는 우리 나라 건강과학교육 분야에서 부분적으로 시도되어 왔으나, 정규 교육과정에의 적용을 통한 학습자들의 반응에 대한 실제적 연구는 많지 않은 상황이다.

이 연구의 문제(research question)는 □의예과 학생들이 혁신적 교육방법을 어떻게 받아들일까?□이다.

II. 방 법

본 연구에서 저자들은 강의 위주의 교육과정인 여러 의과대학의 의학개론 강좌와는 달리, 건강과학교육(Health Sciences Education) 강좌명을 표방하며 문제바탕학습(PBL)과 교육공학 전문가에 의해 개발된 웹기반 컴퓨터보조학습도구를 적용하였다.[7] 채택한 연구방법은 프로그램평가(program evaluation)를 통한 요구도분석(needs analysis)이었다.

해당 강좌의 일반교육목표는 장차 보건의료인으로서 진료·교육·연구 및 건강지도를 담당할 학생들이 업무 현장에서 건강과학교육의 기본 이론과 방법론을 활용하여 보건의료에 대한 지도력을 확보하는 것이다.  구체행동목표는 표 1에 기술되어 있다.

Table 1. Specific behavioral objectives of health sciences education at Gachon Medical School

1	의과대학에 들어온 이유와 스스로의 정체성 파악
2	성인학습의 과정·이론·방법론 이해
3	건강과학교육에서의 배움·가르침 상호작용 이해
4	전통적 의학교육과정과 새로운 의학교육과정의 특성과 차이 파악
5	정보통신 기술 이용한 교육공학적 접근방법 이해
6	일차보건의료 현실에서 교육훈련 위한 학습환경 파악
7	기초·임상 의과학과 사회의학의 역할 이해

문제바탕학습(PBL)은 학생들이 동기부여 되기 좋은 00대학병원의 사회의학사례(자상 입은 40대 남자환자)로 정하여 20명을 4개 임의집단으로 나누어 진행하였고, 학생튜터(tutor)를 활용하되, 교수 2인이 소그룹토의 중 30분 간격으로 돌면서 지도하였다. 학습과제에 대한 수행은 그룹별 발표와 제출된 포트폴리오를 통하여 점검하였다.

개발된 웹기반 컴퓨터보조학습도구인 iReport는 학습자가 멀티미디어저작도구(multimedia authoring tool) 또는 파일전달 도구(file transferring tool) 없이 멀티미디어 기반 영상정보를 창조하거나 공유 가능하도록 개발된 웹기반 영상메시지 시스템이다(Fig 2).

Fig 2. iReport as a portfolio template

연구자는 학생들이 이러한 iReport를 활용하여 관심 있는 주제에 대한 팀학습을 통해 파악된 내용을 개념도 등 디지털 멀티미디어 정보를 포함한 포트포리오를 만들어 발표하게 유도하였다.

이 연구에 참여한 학습자는 가천의대 의예과 2학년 39명(PBL반 20명, iReport반 19명)이며, 저자들 외에 사회의학교육자 1명, 교육공학교수 및 평가전문가로 구성된  팀교수(team teaching)에 의해 혁신적 교육방법을 활용한 종합강좌 형태로 진행되었다. 교육방법은 전체 개념 전달을 위한 4시간의 공통강의 외에는 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습 중 택일하거나 임의 배정하는 방식이었다 (1쿼터 1학점, 주당 2시간 기준; 택일 수업 8시간, 종합평가와 되먹임 2시간).

강좌평가를 위해 실시한 사전, 사후설문조사를 체크리스트를 통해 실시하였다. 사전설문은 흥미와의 합치 여부를, 사후 설문은 전반적 부문과 세부 프로그램 내용에 대한 만족도, 학습목표 달성도와 관련한 보완점에 대하여 중립적인 질문을 하였다. 만족도 부문은 5척도로, 학습목표 달성도는 7척도로 설계되었다. 또 7개월이 지난 현재 추가 인터뷰 조사를 통해 두 가지 다른 방법으로 배운 내용에 대한 파악 및 장기간 기억 여부에 대해, 임의학생 6명(PBL 3명, iReport 3명)에 대해 전화로 실시하였다.

III. 결 과

사전 설문 결과, 2-3명의 학생들(총 19명 중; 약 15%)은 컴퓨터보조학습에 생소하거나 자신이 없어 했고, 입학요강과 선배들에 의해 들은 바 있는 문제바탕학습반은 자발적으로 선호하는 경향을 보였으나, 모두 순순히 임의배정에 의한 두 반(PBL vs. iReport)으로의 편성에 참여하였다.

사후 설문서에 나타난 반응(79%; 39명 중 31명)에 따르면, 전반적으로 교육목표는 달성되었다고 자평하였으나(7점 척도 중 4.59~5.64), 교육과정에 대한 문제의식과 새로운 교육방법에 대한 이해 부족으로 충분한 자기주도학습이 이뤄지지 않았다는 지적이 있었다.

문제바탕학습에 참여한 학생들은 매우 만족해하며 (설문 5점 척도 중 평균 4.95)보다 많은 사례를 접하기를 원하였으며, 7개월이 지난 현재까지도 내용을 정확히 기억하고 있었다(3명 전원). 학생들의 그룹발표와 포트포리오 제출을 검토한 결과, 내용 파악과 정리의 참고문헌의 활용 능력의 문제 외에는 의예과 학생으로서 사례의 문제해결에 특이한 문제를 보이지 않았다.

한편, iReport를 활용한 학생들의 설문 결과를 보면, 컴퓨터 활용 능력과 하드웨어 사양의 문제로 멀티미디어 프로그램 활용에 어려움을 토로하였다(설문 5점 척도 중 만족도 2.69). 참여 학생들은 다양한 프로그램 활용 및 정보 파악 능력 양성의 필요성과 대학차원의 하드웨어 및 소프트웨어의 지원 등을 지적하였다. 또, 하드웨어의 문제점 및 학생들의 컴퓨터 사용능력의 부족으로 인해 웹기반 교육프로그램 적응의 어려움을 호소하는 학생도 있었다.

IV. 결론과 시사점

이 연구는 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습이 21세기 의예과 학생들에게 효과적이라는 근거를 제공하며, 학생들은 부족한 교육자원과 혁신적 교육방법의 한계에도 불구하고 지속적인 활용 필요성에 공감하고 있다고 본다.

시범(pilot)연구 성격의 본 연구에서 문제바탕학습(PBL)반과 웹기반 컴퓨터보조학습(iReport)반의 학생들이 혁신적 교육방법을 받아들이는 양상을 종합하면 다음과 같다.

첫째, 문제바탕학습이 학습자의 만족도가 더 크다.

이러한 결과는 사례에 대한 토론학습 후에 팀학습으로 학습과제를 하는 문제바탕학습이 단순합의에 따라 팀학습을 요구한 웹기반 컴퓨터보조학습보다 더 만족도가 큼을 시사한다.

둘째, 서로 다른 두 혁신적 교육방법에 의해서라도 교육목표에 대한 성취도는 비슷하게 달성할 수 있다.

학생들의 사전-사후 설문과 과제 성취도 및 성적을 분석한 결과에 따르면, 7가지 교육목표 모두에 대해 성취하였음을 제시하는 다양한 근거를 제시하고 있다. 두 반의 성적 평균의 유의한 차이가 있음을 발견할 수 없으나, 일부 고득점 학생의 수는 웹기반 학습에서 많이 나타나고 있어서 수월성 있는 교육방법에 필요한 조건이 될 수 있음을 시사한다.

셋째, 웹기반 컴퓨터보조학습 소프트웨어의 일종인 iReport에 대한 적응 및 활용 능력에 있어 제한점은 상대적으로 문제바탕학습보다 큰 것으로 지적되었다. 이 지적은 학생들이 소프트웨어에 대한 적응력이 높지 않았던 점과  하드웨어인 컴퓨터 사양의 한계로 인해 학습과정에서 더욱 불편하게 느낀 것으로 본다.

학생과 교수 및 대학 모두가 교수테크노로지(instructional technology) 및 컴퓨터 활용 능력의 제고에 대한 관심과 구체적 실천이 필요한 상황이다.[8]

결론적으로, 본 연구를 통하여 연구자는 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습과 같은 혁신적 교육방법이 시행 초기의 자원 부족의 한계에도 불구하고 21세기 건강과학교육의 교육목표 달성을 위해 적절한 접근이라는 여러 근거를 파악하였다.

이 연구의 주요 한계점은 교육자원이 부족한 상황에서 개론적 성격의 강좌에 혁신적 시범연구를 단 시간에 학습자에게 제공한 것에서 발생한 것이라는 한 학생의 지적에 동의한다. 본 연구에서 파악된 문제바탕학습에의 학생들의 높은 만족도에 근거하여, 부족한 교육자원 상황에서는 문제바탕학습이 웹기반 컴퓨터보조학습보다 더 학습자에게 좌절감을 주지 않는 것으로 추정된다.[6][11]

본 연구와 관련 문헌검토[9]를 종합해 보면,   학부 수준이나 관련 지식과 경험이 부족한 학습자일수록 문제바탕학습의 활용에 치중하고, 대학원 수준 또는 고학년이나 관련 지식과 경험 수준이 높은 학습자일수록 웹기반 컴퓨터보조학습을 강화하면 교육 효과와 학습성취도가 상대적으로 클 것으로 본다.

요약하면, 문제바탕학습과 웹기반 컴퓨터보조학습은  의학교육자들이 학생들의 효과적인 건강과학교육을 위하여 계속적인 연구개발이 필요한 혁신적 교육방법이다. 웹기반 문제바탕학습과 생동가정(virtual family) 같은 통합학습에 대한 시도도 필수적으로 요구되며, 이를 위한 집중적이고도 광범위한 교육행정적 지원과 학습자 및 전문가와의 적극적 참여가 요청된다.[10][11]

참고문헌

1. Barrows H, How to design a problem-based curriculum for the preclinical years. 1985. New York: Springer Publishing Company

2. Shin YS, Kim JH, Lee KH, Lee BG, Lee H, & Choi SW. Translated for Koreans. Patrice Degoulet & Marius Fieschi, Introduction to Clinical Informatics, 1997, Seoul: Korea Medical Publisher

3. Lee SH, Medical education using computers, Medical Informatics, pp192-213, 1995. Seoul: Yeomungak

4. Britanica Online Dictionary,   http://preview. britannica.co.kr/bol/topic.asp?article_id=rts02a150

5. Perryer G, Walmsley AD, Barclay CW, Shaw L, Smith AJ. Development and evaluation of a stand-alone web-based CAL program. A case study. Eur J Dent Educ 2000 Aug;4(3):118-23

6. McKimm J, Jollie C, Cantillon P. ABC of learning and teaching: Web based learning. BMJ 2003 Apr 19;326(7394):870-3

7. Stanford University School of Education, I-Reprot Web-based digital report management system, http://ireport.stanford.edu/

8. World Federation for Medical Education. http://www. sund.ku.dk/wfme/wfme%20guidelines/guidelines99.html

(paper on using information technology in education, including web-based learning)

9. Campagnolo DI, Stier KT, Sanchez W, Foye PM, DeLisa JA. Spinal cord injury computer-assisted instruction for medical students, Am J Phys Med Rehabil 2003 Apr;82(4):316-9 Related Articles, Links

10. Khoo HE. Implementation of problem-based learning in Asian medical schools and students' perceptions of their experience, Med Educ 2003 May;37(5):401-9 Related Articles, Links

11. Sharp DM, Primrose CS. The "virtual family": an evaluation of an innovative approach using problem-based learning to integrate curriculum themes in a nursing undergraduate programme, Nurse Educ Today 2003 Apr;23(3):219-25 Related Articles, Links