4차 산업혁명 시대에 PBL의 재조명

– 강인애 경희대학교 교수

I. 다시 한번 PBL

‘프로젝트 학습(Project-Based Learning)’이나 ‘문제기반학습(Problem-Based Learning)’은 동일하게 PBL이라는 약자로 표현된다. 따라서 PBL 논의의 대부분은 P의 의미가 ‘project’ 인지, ‘problem’인지를 밝히면서 시작하곤 한다. 그러나 결론부터 말하자면, 이 둘 사이에는 차이가 거의 없다는 것이 많은 학자들의 일치된 의견이기 때문에, 자신에게 좀더 편하고 친근한 용어를 선택해서 사용하면 될 것이다. 또한 PBL을 이야기할 때면, PBL을 하나의 큰 교육 패러다임으로 볼 것인가 아니면 여러 교수법의 하나로 볼 것인가 하는 것으로 입장이 나뉜다. 본고에서는 PBL을 전통적 교육환경과 다른 대안적 교육 패러다임으로 보는 입장을 취하고자 한다.
이러한 전제에서, PBL의 역사를 언급하자면 두 가지 갈래로 진행할 수 있다. 첫째는 ‘프로젝트 학습’으로서의 PBL의 경우인데, 이때는 Dewey의 경험 중심, 학습자 중심의 교육철학으로부터 기원을 찾게 된다. 반면에, ‘문제기반학습’으로서의 PBL의 경우일 때는 의과대학을 중심으로 ‘배움과 적용의 일치’를 주장한 Barrows 교수의 연구로부터 시작하여, 비슷한 시기에 등장한 Piaget, Vygotsky의 구성주의 학습이론과 연결지어 생각할 수 있다. 이처럼 서로 다른 출발점의 PBL이지만, 지향하는 목표는 ‘학습자 중심,’ ‘실생활과 연결되는 학습활동’ 이라는 점에서 교차점을 발견할 수 있다.
사실 교육이론은 각 시대적, 사회적 요구와 밀접한 관계를 지니고 있다. 막상 Dewey의 이론이 제기된 당시는 대량생산을 강조하던 2차 산업혁명 시대(19세기~20세기 초)였던 만큼 큰 영향력을 발휘하지 못했으나, 3차 산업혁명(20세기 말)부터 시작되어, 최근 4차 산업혁명 시대에 이르러 ‘융합’, ‘연결’, ‘창의성’ 등의 역량이 어느 때보다 강조되면서, ‘프로젝트 학습’이 재조명을 받고 있다. 마찬가지로 구성주의 학습이론의 경우도 ‘창의’, ‘융합’, ‘비판적 사고력’ 그리고 ‘협력’이 강조되던 90년대 초반부터 시작하여 현재에 이르기까지, ‘문제기반 학습’, ‘STEAM 교육’, 그리고 근래에 들어와 ‘메이커(Maker) 교육’1) 등의 여러 학습자 중심교육의 이론적 배경으로서 그 입지를 강화하고 있다.
이처럼 Dewey의 PBL이든 구성주의의 PBL이든, 그것이 현시점에 이르러 매스컴2)을 통해, 혹은 대학교육 혁신3)을 위한 정책으로서 재조명을 받고 있다.이는 PBL을 통해 학생들이 경험할 수 있는 역량과 4차 산업혁명 시대를 향해 가고 있는 현 사회에서 요구되는 역량이 다각도로 일치하고 있기 때문이다.
예를 들어, 4차 산업혁명 시대는 인간과 인간, 인간과 사물, 사물과 사물간의 연결을 통한 ‘초연결성,’ 그리고 인공지능(AI)과 빅테이터의 연계 및 융합으로 인한 기술 및 산업구조의 ‘초지능화’가 이루어진다고 한다. 인간 ‘이세돌’과 AI 컴퓨터 ‘알파고’와의 바둑대결이 그 예가 된다. 이처럼 초연결되는 사회, 초지능화의 시대에 필요한 것은, 사회에서 발생하는 여러 복잡한 문제들을 해결할 수 있는 능력, 여러 가지를 융합적으로 사고하고 유연하게 대처 및 적응할 수 있는 능력, 그리고 기계로 대체할 수 없는 감성적 지능과 창의적 역량을 지닌 인재양성이라고 하겠다. 그리고 이러한 역량들은 PBL의 학습효과와 상당히 일치하고 있음을
알 수 있다. 여러 문헌을 통해 제시한 PBL의 학습효과는 자기주도성, 창의성, 비판적 사고력, 탐구력, 의사소통력, 협력성, 공감력 등이다. 이는 PBL이 복잡하게 얽힌 사회적 이슈나 문제를 학습내용으로 다루면서, 이에 대한 해결방안 탐색을 개별 및 소그룹별 활동을 통해 진행하기 때문인 것이다. 이와 같이 4차 산업혁명 시대에 새로운 교육적 접근이 강하게 요구되는 이 시점에 PBL은 그 대안으로서 재조명을 받고 있다.
이러한 맥락에서, 본고는 앞서도 언급했듯이, PBL을 하나의 교수법으로서보다는 전통적 학습환경과 구분되는 학습자 중심 교육환경으로 보고자 한다. 그리고 현재 학습자 중심 교육방법이라는 범주 하에 존재하는 다양한 이름의 여러 교수법4)들을 편의상 ‘PBL 버전’이라 부르면서, 본문을 통해 PBL의 다양성과 공통점을 제시하고자 한다. 이는 궁극적으로 새로운 교육환경의 실천이 절실한 이때에 어느 한 가지만을 PBL이라고 주장하는 좁은 시각에서 벗어나서, 교사들로 하여금 좀더 자유롭고 창의적으로, 그리고 자신감 있게 학습자 중심 교육환경을 실천할 수 있는 여지를 줄 수 있으리라 생각하기 때문이다.

2. PBL의 다양성과 공통점

근래에 들어 PBL과 더불어 다양한 이름의 학습자 중심 교수법이 논의되고 있다. 그러나 다양한 교수법들을 각각 서로 다른 교수법으로 접근하게 되면, 새로운 교수법을 수용하여 교육현장에 적극 실천해야 하는 교사들의 입장에게는 커다란 부담이 아닐 수 없다.
그러나 이들 다양한 접근은 한 마디로 ‘학습자 중심 학습’이라는 큰 범주 안에 존재하는 교수법들로서, 이전의 교사 중심, 교과서 중심, 암기 중심의 전통적 교육 패러다임에서 벗어나서, ‘학습자 중심, 맥락적 학습, 문제해결 중심 학습’의 공통점을 지향하고 있다. 물론 이들 다양한 교수법들은 각 접근마다 강조하는 부분에서는 분명 차이가 있다. 그러나 근본적으로 학습자들이 학습의 주인이 되어 자율적으로, 창의적으로 그리고 협력적 관계에서 학습 과정을 주도해 가며, 그때 다루는 학습내용은 실제 삶과 밀접한 연관성을 지닌 복잡하면서 비구조적인 맥락적 과제를 해결해나가는 활동중심으로 전개된다는 점에서 일치하고 있다.
따라서 어떤 이름의 교수법을 사용하든 이들 모두는 전통적 교육패러다임이 아닌 학습자 중심의 패러다임에 기인하고 있다는 점은 분명히 하고 있다. 본고에서는 이렇듯 다양한 학습자 중심의 교육방법을 일컫는 대표적 용어로서 PBL을 사용하고자 한다. 이는 논의의 편의를 위한 것이며, 그 외 다른 교수법들은 ‘PBL 버전’이라 칭하려고 한다.
실제로 학습자 중심 학습으로서 PBL의 실천은 하나의 정형화된 모습이 아니라, 여러 학습요소들에 대하여 다양한 모습으로 전개될 수 있음을 다음의 [그림1]을 통해 정리해 볼 수 있다.5)

[그림1] 전통적 학습환경 대 다양한 PBL 버전

[그림1]에서 왼쪽 두 번째 컬럼에 제시된 ‘전통적 수업’만 제외하고 나머지 부분은 모두 PBL의 다양한 버전을 표현하고 있다. 각 요소마다 조금씩의 차이는 있지만, 모두 전통적 수업과는 분명히 구분되는 접근을 하고 있음을 알 수 있다. 이 PBL의 연속선상에서 조금은 보수적(왼쪽 칼럼으로 갈수록)일 수도 혹은, 조금은 더 혁신적인 PBL(오른쪽 칼럼으로 갈수록)을 실행할 수도 있다. 결국, 이처럼 PBL의 연속선상이 존재한다는 것은 어떤 것은 PBL이고 어떤 것은 PBL이 아니라고 한 마디로 단정지을 수 없다는 것을 재확인시켜 준다.
PBL의 다양성은 여러 연구에 따라 제시되는 각기 다른 ‘PBL 모형’을 통해 다시 한번 확인할 수 있다. [그림 2]는 PBL 수업 전개과정을 제시한 PBL 모형들을 정리한 것들이다. 우리나라의 경우, PBL이 주로 초등을 중심으로 많은 연구와 사례가 있는 것과 달리, 외국의 경우는 의대를 비롯하여 대학교육에서 많이 실천되고 있다. 이에 따라 [그림 2]에 제시된 PBL 모형의 대부분은 대학에서 제시한 모형들(McMaster 대학, Aalborg 대학, Maastricht대학 등)이다.

[그림2] 다양한 PBL 모형

그러나 이러한 다양한 PBL 모형은 공통적으로 4단계를 포함하고 있음을 알 수 있다. 문제제시 → 문제해결 방안 탐색 → 문제해결 → 발표 및 평가의 4단계가 그것이다. 다만 PBL 연속선상 [그림1]에서 맨 오른쪽 컬럼에 해당하는 극대화된 PBL의 경우에는, 위의 4단계 외에도, 추가로 ‘실천’이라는 단계, 곧 해결된 문제를 실제 해당 분야나 공동체에 적용해 보는 단계가 추가되기도 한다.6)
이러한 공통된 4단계 외에도, PBL을 수업에 적용하기 위해 선행되어야 할 단계로서 ‘미니 PBL’의 단계가 있다. 이는 본격적으로 PBL 문제를 시작하기 전에, PBL이란 방식에 대한 이해(학습자의 역할, 학습환경, 교수자의 역할 등)를 돕기 위해, 일종의 ‘작고 쉬운 PBL’ 활동을 실시하는 단계를 의미한다. 나아가 이런 활동을 통해, 실제 본론에서 다루게 되는 PBL의 문제를 대할 때, 이를 ‘자신들의 문제’로 인식하여, 관심을 갖고 적극 참여할 수 있는 ‘준비태세’를 갖출 수 있다. 비록 대부분의 PBL 사례들에서는 본론에 등장하는 PBL의 과정만을 제시하고 있으나, 실제로 학생들이 PBL 문제나 과제에 대하여 흥미와 관심을 갖고 적극 참여하도록 하기 위해서는 반드시 이러한 ‘미니 PBL’이 PBL의 제일 첫 단계로써 포함되어야 한다([그림3] 참조).

[그림 3] PBL의 공통된 단계

PBL을 실시하고자 하는 교사들이 고민하는 문제의 하나는 PBL의 평가에 대한 것이다. 그에 대한 답변은 한 마디로 평가활동에도 학생들이 참여할 수 있는 기회를 제공해야 한다는 것이다. 흔히 PBL 방식으로 수업을 진행한다고 하더라도, 학습활동에 대한 평가에 이르러 그것은 온전히 교사의 몫으로 진행되는 경우가 있다. 그러나 평가(evalution)활동이라는 것은 Bloom의 학습활동 분류법(taxonomy)에 의하면 맨 마지막 단계에 있는 활동으로서, 평가활동도 결국은 학습활동의 일부로 포함되어 있다. 따라서 학습자 중심 교육으로서의 PBL 평가활동에도 당연히 학생들의 참여는 전제되어야 한다.
학생들의 평가참여는 흔히 ‘자기 평가’, ‘팀(동료)평가’ 등의 활동으로 이루어지는데, 이때 교사들이 가장 염려하는 바는 과연 학생들이 객관적으로 평가할 수 있을까 하는 점이다. 물론 PBL을 하나의 ‘일회성’, ‘맛보기식’으로 진행하는 경우에는 평가활동에 익숙하지 않은 학생들에게 객관적 평가를 기대하기 어려울 수 있다. 그러나 PBL이 지속적인 하나의 학습 방법이 되어, 몇 번의 PBL을 경험한 학생들은 평가활동도 자신들의 역할로 자연스럽게 받아들이게 되면서, 점차 객관적 평가의 개념을 익히게 된다. 그러나 이보다 좀더 빨리 ‘학생들의 객관적 평가’를 담보할 수 있는 방안은 자기평가, 동료평가, 팀평가 등 모든 평가활동의 평가요소를 학생들과 ‘함께’ 만들어보는 것이다.
보통 PBL 수업의 평가는 학습과정과 학습결과에 대한 평가를 모두 포함하며, 다양한 평가 도구를 활용한다. 가장 대표적인 것이 ‘성찰저널(일기)’로, 일종의 에세이식 학습일기 쓰기인데, 이를 활용하여 개별 학생들의 학습과정에 대한 평가를 매우 상세히 할 수 있다. 이와 동시에 PBL에서 많이 사용되는 평가도구는 ‘루브릭’7) 이라는 설명식 평가척도이다. 이때 주목할 점은 루브릭의 평가척도(요소)를 결정할 때 교사가 학생들과 ‘함께’ 루브릭의 평가 준거를 결정한다는 점이다. 이러한 활동을 통해, 학생들은 자신들의 학습과정과 결과에서 자기평가는 물론 동료평가활동에서도 좀더 객관적인 평가로 이어질 수 있다. 결국 학생 참여적 평가활동이 이루어질 때, 학습자 중심 학습 환경으로서의 PBL은 비로소 완성된다고 하겠다.

3. 왜 학습자 중심이어야 하는가

PBL의 또 다른 표현은 ‘학습자 중심 학습 환경’이다. 그렇다면 분명 여러모로 서투르고 성숙하지 못하고 부족해 보이는 학습자들에게 어떻게 학습의 주체로서의 권위를 부여하면서까지 학습자 중심의 학습 환경을 실행해야 할 것인가? 지금까지 교사 중심의 학습활동을 통해서도 아무 문제없이 잘 지내왔는데, 왜 이 시점에서 자꾸 학습자 중심을 외치는 것일까? 이러한 질문에 대한 답변을 두 가지 입장에서 제시할 수 있다. 첫째는 ‘사회적·시대적 요구’에 대한 것이다. 이는 이미 서론에서 밝혔듯이, 4차 산업혁명 시대의 도래에 따라 자기 주도성, 창의성, 기획 및 판단력, 비판적 사고력, 의사소통력, 공감력8) 등이 필요한데, 이를 학습자 중심 교육방법인 PBL을 통해 기대할 수 있기 때문인 것이다.
‘왜 학습자 중심의 교육이어야 하는가’라는 질문에 대한 두 번째 답변은 PBL의 이론적 배경이 되는 구성주의 인식론으로 설명할 수 있다. 모든 학생들은 유치원생이든 고등학생이든, 교실에 들어와 있을 때부터, 그들 각자의 경험에 따라 이미 각양각색의 모습과 결을 지닌 인지틀(이해틀, 신경회로, 스키마)을 지니고 있다. 이때 아무리 교사가 내용을 잘 정리해서 제시한다고 한들, 교사가 제시하는 내용은 그 교사 개인의 인지틀을 반영한 것으로서, 이와는 다른 모습을 지닌 학생들의 각양각색 인지틀과는 결코 일치할 수가 없다. 따라서 교사가 원하는 그 모습 그대로 학생들 머릿속 인지틀이 그것을 흡수할 수가 없는 것이다. 이를 정보처리이론을 인용하여 다시 설명하자면, 외부에서 쏟아져 들어오는 다양한 정보는 개인의 머릿속 ‘감각등록기’라는 과정을 거칠 때, 이미 ‘개별적 선택’에 따라 정보의 필터가 이루어진다. 따라서 같은 내용의 수업을 많은 학생들이 동시에 받았다고는 하지만, 그 결과는 여전히 학생들의 각양각색 인지틀에 의한 ‘개별적 선택’의 결과가 되어, 학생들의 이해는 교사의 의도와는 다른 방향이나 모습으로 이루어질 수밖에 없다.
그렇다면, 차라리 교사는 학생들의 인지틀을 인정해서, 그들의 각양각색을 스스로 드러나게 하는 방법이 오히려 더 효율적인 교육방법이 되지 않겠는가? 교사 자신의 인지틀에 따라 나온 내용을 억지로 학생들의 각양각색 인지틀 안에 넣어보려고 애써봤자, 서로 다른 모양과 결의 차이로 인해 그저 겉도는 내용이 되어버리거나 단기적으로는 기억에 남을 수 있다고 해도, 결코 장기기억(학습단계)으로까지 도달하여 쓸모 있게 적용 가능한 지식으로 변화하기를 기대할 수 없기 때문이다.
PBL에서 다루는 실생활과 관련된 과제는 이미 그 특성상 복잡하고 비구조적인 성격을 지니고 있다. 이러한 PBL 과제의 특성으로 인해, 소그룹 안에서 토론은 각자 학생들이 지닌서로 다른 선지식이나 선경험9)을 드러내는 장이 된다. 그리고 바로 그 시점으로부터 시작하여 학생들은 자신들의 선지식이나 선경험으로는 현 문제를 해결하는 것이 부족하다는 것을 스스로 깨닫게 된다. 나아가 자신들에게 부족한 부분이 무엇인지를 ‘스스로’ 도출해내는 과정을 통해 그들의 개별적 이해틀은 조금씩 변화의 움직임을 시도하게 된다. 학생들의 인지틀은 외부로부터의 input, 그것도 단 한 번만의 input만으로는 쉽게 변화하지 않는다. ‘스스로’가 무엇이 부족하고 무엇이 필요한지를 깨닫게 될 때, 그때 비로소 그들의 개별적 인지틀은 변화, 다시 말해 ‘학습’을 위한 활동을 개시하게 된다. 결국 이러한 구성주의 인식론을 토대로 할 때, 모든 학습은 학습자 중심으로 가는 것이 해법이라는 결론에 도달하며, 이에 따라, 학습자 중심 학습 환경의 대표적 교수법으로서 PBL은 다시 한번 그 타당성을 입증 받게 된다.

4. PBL의 꽃은 실천이다

오래 전 PBL 교사연수가 진행되는 과정 중에, PBL의 가능성에 대하여 의문을 제기하는 교사를 향해, 어떤 동료 교사가 한 말이다. “PBL의 꽃은 실천입니다!” PBL이 우리나라에 소개된 것은 90년대 중반이었다. 어느 새 그로부터 20여 년이 흘렀다. 초기에는 PBL은 ‘미국에서나 통하는 방식’이라는 태도가 대부분이었다. 그러나 그것은 PBL을 그저 하나의 교수법으로만 받아들인 경우에 나올 수 있는 응답이었다. 그러나 PBL을 실제로 수업에 적용 하기 위해서는 과제를 주고, 토론을 시키는 것으로 끝나지 않는다. 교과과정의 재구성을 통해 과제나 프로젝트를 만들어야 한다. 학생들에게도 새로운 역할을 인식시켜야 하며, 학부모는 물론이고, 주변의 동료교사들에게도 PBL에 대한 이해와 믿음을 이끌어내야 한다. 물론 교사 스스로도 새로운 역할(촉진자, 동기부여자, 코치, 동료학습자)에 익숙해져야 하며, 학습자 중심 학습론을 머리가 아닌 마음으로 받아들일 수 있어야 한다. 몇 년 전에도 모 교육청을 중심으로 모든 학교에 PBL을 적용하기 위한 top-down 방식의 정책이 제안되었으나 성공적으로 정착되지 못했던 경험이 있다. 이제 다시 4차 산업혁명 시대의 도래와 더불어 PBL이 재조명받고 있다. 이제는 더 이상 ‘이것은 PBL인가, 아닌가?’ ‘저것은 맞고 이것은 아니다’를 잴 때가 아니다, PBL은 학습자 중심 교육이라는 큰 패러다임의 연속선상안에 존재한다는 것을 기억하고, 현재 본인이 다양한 PBL 버전의 일부라도 실천하고 있다면, 이미 ‘나는 PBL을 실천하고 있다’고 말할 수 있는 것이다. “PBL의 꽃은 실천이다!”이라는 말을 했던 그 교사처럼 일단은 시작해보는 것이 필요한 때인 것이다.

1) ‘메이커 교육’은 메어커(Maker)들이 자발적으로 메이커스페이스(Makerspace)에 모여, 핸즈언(hands-on)활동을 통해 다양한 생산물(product)을 제작, 공유, 나눔의 활동을 하는 메이커 운동(Maker Movement)에서 시작 되었다. 그리고 메이킹 활동에 깃든 여러 교육적 가치와 의미를 정리하여 핸즈언 활동과 구체적 결과물 제작 등으로 특징되는 문제해결 활동의 하나로서 등장한 것이다.
2) 예를 들어, EBS의 ‘공부의 재구성’ 1편(https://www.youtube.com/watch?v=VZqA_aibIrQ)과 2편(https://www.youtube.com/watch?v=dOZXp9Dd6bc)을 참조
3) 대학 학부수업 선진화 선도대학(ACE) 지원사업 및 산학협력 선도대학(LINC) 육성사업 등의 정책을 통해 여러 대학(예를 들어, 한양대학교, 백석대학교, 삼육대학교 등)에서 PBL 센터를 설립하고 모든 전공에서 PBL 수업을 적용할 것을 추진하고 있다.
4) 예를 들어, Action learning, Case-Based Learning, STEAM, 탐구기반 학습(Inquiry-based learning),
Team-Based Learning, Design Thinking Process, Maker Education 등
5) 본 그림은 ‘Project Based Learning Continuum’ 로 제시된 내용을 본 글에 맞게 저자가 재구성하였다
(https://balancedtech.wikispaces.com/Project+Based+Learning+Continuum 를 참조).
6) 본고에서 극대화된 PBL로 표현된 방식은 현재 ‘Design Thinking Process’ 로서 혹은 ‘Maker 교육’이라는 이름으로 실천되고 교육 현장에서 찾아볼 수 있다.
7) PBL 평가 루브릭의 다양한 예들은 인터넷 검색을 통해 쉽게 접할 수 있다. 대표적인 곳으로서 BIE (Bucks Institute for Education)에서 제공하는 사이트(https://www.bie.org/objects/cat/rubrics) 를 예로 들 수 있다.
8) ‘21세기 학생들의 핵심역량’(http://engage.wikis.birmingham.k12.mi.us/file/view/skillsbrochure.pdf/ 131798807/skillsbrochure.pdf)을 참조
9) 이때의 선지식(prior knowledge)이나 선경험은 선수학습과는 다른 개념이다. 해당 주제에 대한 비슷한 혹은 관련된 개념, 지식이나 경험을 의미한다.