현대 사회가 빅데이터 시대로 전환되면서 정보는 중요한 자원으로 대두하였다. 교육 분야에서도 막대한 정보량으로 교수-학습자의 역할 변화가 요구되고 있다. 지식 전달에 초점을 맞추던 암기 위주의 교육에서, 수많은 정보 중에서 학습자가 스스로 필요한 데이터를 파악하고 선택하여 문제를 해결해야 하는 형태로 변화되었기 때문이다. 이에 대학은 통합적 사고력을 갖춘 창의적 인재를 육성하기 위해 학습자를 고려하여 다양한 교수법을 연구하고 있다[1].

이런 관점에서 대학은 교수가 주도하는 전통적 강의형식을 탈피하고 학습자 중심의 교육활동을 강조하고 있다. 플립드러닝(flipped learning), 블렌디드 러닝(blended learning), 문제중심학습법(problem-based learning), 팀 러닝(team-based learning, TBL), 프로젝트 기반 학습 등이 학습자 중심의 교수학습방법의 예이다[1-3].

문제중심학습은 많은 연구에서 긍정적 학습 효과가 보고된 교수학습방법 중 하나이다. 문제중심학습은 지식의 습득과 이해에 초점을 두지 않고, 지식과 관련된 문제상황을 해결하는 과정을 중시한다. 따라서 학습이 발생하는 문제해결 도출과정에 주안점을 두고 수업 절차를 구성하는 것이 특징이다[4]. 교수자는 실제 임상에서 발생하는 비구조화된 문제상황을 제시하고, 학습자는 문제를 해결하기 위해 자신의 지식을 바탕으로 고민하고 동료 학습자와 의견을 나눈다. 그 과정에서 추론과 응용을 해봄으로써 지식의 확장과 전이를 경험할 수 있다. 결론적으로 학습자는 문제상황을 해결하는 과정을 통해 창의력, 자기효능감, 비판적 사고력, 문제해결능력을 향상할 수 있기 때문에, 복잡하고 다양한 임상 상황에서 의미 있는 정보를 구별하고 판단해야 하는 문제중심학습은 효과적인 학습방법으로 주목받고 있다[5,6].

간호사는 단순질환보다 복합적 건강문제가 많은 임상현장에서 근무하므로 대상자의 상황에 대하여 비판적으로 사고하여 문제를 해결해야 한다. 특히 대상자의 상태가 갑자기 변화하는 경우, 간호사는 그 상황에 맞는 지식을 통합적으로 적용하여 빠르고 논리적인 의사결정을 해야 한다. 문제중심학습은 학습 내용에 대한 심층적 이해를 도울 뿐만 아니라 간호문제로 학습을 전이하여 문제해결력의 향상을 꾀할 수 있으므로 간호학 교육에 적절한 교수법이라 할 수 있다[7,8].

하지만 학습자가 주어진 문제를 해결하려는 목적의식이 있을지라도 비판적 사고력을 갖추지 못했거나, 문제중심학습이 학습자에게 부담으로 작용한다면 실질적인 학습 효과를 기대하기는 어렵다[9]. Kim 등[10]은 문제중심학습에서 자기효능감을 효과적으로 증진하려면 학습자가 교육에 참여하는 활동도 중요하지만, 편안한 환경에서 자신의 의지로 반복하며 학업을 수행할 수 있는 과정이 필요하다고 강조하였다. 따라서 학습자가 자신에 맞추어 학습 속도를 조절하고 능동적으로 참여하여 최적의 학습 효과를 창출할 수 있도록 문제중심학습을 설계해야 한다.

가상현실 시뮬레이션(virtual reality simulation)은 4차 산업 확대로 교육현장에 도입된 온라인 콘텐츠이다. 이는 임상 현장을 기반으로 한 시나리오로 구성되며, 각 상황에 대한 임상적 판단을 통해 문제해결능력의 함양을 기대한다[11,12]. 가상현실 시뮬레이션이 학습 실재감이 있고 공간 제약은 없다는 장점 때문에, COVID-19 범유행 상황이 발생한 후 많은 대학이 교육목표 달성을 위해 실습의 대체 교육으로 활용하고 있다. 간호교육에서는 성인간호학실습, 아동간호학실습 등 대부분 실습 교과목에서 가상현실 시뮬레이션을 적용하고 있다[13]. 국내 연구를 살펴보면 가상현실 시뮬레이션을 활용한 실습교육은 학습 속도의 유연성을 높이고 반복 수행이 가능하여 학습자의 지식과 실습만족도를 향상시키는 것으로 보고된다[14]. 또한 가상현실 시뮬레이션은 임상수행능력, 간호수행자신감, 그리고 문제해결능력의 일부 하위 영역을 향상하는 효과가 있었다[11]. 이러한 점은 가상현실 시뮬레이션을 간호학실습에서 이론수업으로 확대 적용할 가능성을 시사한다. 이미 언급한 바와 같이 비판적 사고가 요구되는 이론 수업에서 학습 내용을 깊이 있게 이해하기 위해 문제중심학습을 도입했다 하더라도 학습자가 적은 부담으로 스스로, 반복적으로 접근 가능할 때 학습 효과가 나타난다. 이때 가상현실 시뮬레이션을 함께 적용한다면 문제중심학습을 보완하는 긍정적 효과를 얻을 수 있을 것이다. 두 가지 교수법의 시너지 효과를 창출하려면 가상현실 시뮬레이션이 문제해결과정 중 탐색 과정, 중재 선택, 선택한 결과의 확인과 평가가 가능하다는 장점을 활용하여[11] 수업을 구성할 때 학습자에게 다양한 해결방안을 고민하고 적용해볼 수 있는 기회를 제공하도록 순서를 고려해야 한다. 가상현실 시뮬레이션과 문제중심학습을 융합한 이론수업은 COVID-19 범유행 중에 온라인 콘텐츠 학습을 경험하고 디지털 사용에 친숙한 현 세대의 특성을 생각할 때 문제중심수업 효과보다 더 높은 학습 효과를 보여줄 것이다[9]. 이러한 점에 착안하여 다양한 지식을 통합한 사고력을 요구하는 간호교육에서 비판적 사고를 촉진하고 자신감을 향상할 수 있도록 가상현실 시뮬레이션 자기주도학습과 문제중심학습법을 결합한 교수법을 구상하게 되었다.

우리 사회는 만혼과 고령 임신이 증가하면서 임신과 분만 합병증 발생률이 증가하고 이에 따라 유도분만 역시 계속 증가하고 있다. 유도분만 상황은 산부와 태아 상태에 대한 통합적 이해와 관찰이 요구되므로 간호사의 정확한 지식, 비판적 사고와 문제해결능력이 매우 중요하다. 그러나 사생활 보호 요청과 출산율 저하로 분만실 임상실습 참여조차 점점 더 어려워지고 있다.

이에 본 연구에서는 간호 학생이 유도분만 상황을 정확히 이해하고 다양한 지식을 통합하여 비판적으로 사고할 수 있도록, 유도분만에 대한 문제중심학습과 가상현실 시뮬레이션 교육을 융합한 교수법을 설계하고 그 효과를 파악하고자 한다.

본 연구의 목적은 유도분만 산부 간호에서 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육이 간호대학생의 비판적 사고능력, 문제해결능력 및 자기효능감에 미치는 효과를 검증하고 학습자의 가상현실 시뮬레이션 교육만족도를 확인하기 위함이다.

연구 가설은 다음과 같다.

(1) 가설 1. 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육에 참여한 실험군은 일반 문제중심학습에 참여한 대조군과 비판적 사고성향 점수에 차이가 있을 것이다.

(2) 가설 2. 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육에 참여한 실험군은 일반 문제중심학습에 참여한 대조군과 문제해결능력 점수에 차이가 있을 것이다.

(3) 가설 3. 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육에 참여한 실험군은 일반 문제중심학습에 참여한 대조군과 자기효능감 점수에 차이가 있을 것이다.

유도분만은 산모와 태아 상태에 대한 동시 판단이 필요하며 약물 부작용과 제왕절개분만 상황처럼 예상치 못한 상황을 염두에 두어야 한다. 특별한 문제가 발생하지 않는다 하더라도 분만 진행에 따라 산모의 불안과 진통이 증가하므로 통합적인 간호가 필요하다. 이에 본 연구는 간호대학생이 유도분만간호에 대해 정확한 지식을 기반으로 빠른 상황 판단과 정보의 선택, 그리고 문제해결능력의 함양을 위해 학습자가 능동적으로 참여하고 상호작용할 수 있는 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육을 간호대학생에게 적용한 결과를 토대로 논의하고자 한다.

본 연구에서 문제중심학습 후 가상현실 시뮬레이션 교육을 적용한 실험군이 문제중심학습만을 적용한 대조군보다 유의하게 향상된 변수는 문제해결능력과 자기효능감이다. 문제해결능력에 대한 연구 결과는 간호대학생에게 가상현실 시뮬레이션 프로그램으로 성인간호 시나리오를 제공했을 때 문제해결능력이 상승한 You와 Yang [11]의 연구 결과와 유사하였으며, 천식아동간호에 대한 가상현실 시뮬레이션의 실습교육 효과를 확인한 연구에서 문제해결능력 점수가 유의하게 상승하였다는 보고와도 유사하다[22]. 가상현실 시뮬레이션의 큰 장점은 반복적 학습이 가능하고 학습 실재감이 있다는 것이다. 그러나 가상 공간에서 학습이 진행되므로 사전 지식이 없다면 학습자 간 격차가 학습의 장애요인이 될 수 있다. You와 Yang [11]은 실험군에게 5개의 성인간호학 질환 시나리오를 제공하며 지속적으로 질의응답을 격려하였고, Kim 등[22]은 천식아동간호 가상현실 시뮬레이션을 진행하기 전 천식아동간호에 대한 강의를 통해 이론에 대한 학습을 제공하였다. 두 연구 모두 문제중심학습을 사전에 채택하지는 않았으나 가상현실 시뮬레이션의 한계점을 인지하고 최소한의 보완책을 마련한 것으로 볼 수 있다. 이 점을 고려하여 연구팀은 교수법 구성 시 문제중심학습을 사전에 실행하여 어려움은 동료와 함께 해결하여 학습의 부담감은 줄이고 비판적 사고를 촉진하도록 돕고, 이후 가상현실 시뮬레이션을 배치하여 학습자가 반복적으로 속도를 조절하며 자기주도학습을 통해 문제를 해결하도록 하였다. 학생들은 본 연구에서 제시한 가상현실 시뮬레이션(vSim for Nursing) 수료 점수인 최소 80점 이상에 달성할 때까지 최소 2번부터 최대 5번까지 평균 3.5회의 학습을 수행하였다. Kim [23]은 웹 기반 선행학습 횟수가 증가할수록 간호에 대한 자기주도적 학습능력이 높아진다고 하였다. 따라서 신속하고 정확한 판단이 요구되는 상황을 실재감이 있는 가상현실 시뮬레이션 시나리오에 적용하는 것은 가상의 임상상황을 스스로 반복하며 경험함으로써 문제해결능력을 향상하는 데 효과적이라 할 수 있다[11].

그러나 융합적 교수법이 모두 효과적인 것은 아니다. 온라인 간호술기 프로그램인 ‘Nursing Skills’를 활용하여 간호대학생의 기본간호학 실습에서 블렌디드 러닝을 적용한 Jho [24]의 연구에서는, 메타 인지는 유의하게 증가하였으나 문제해결능력은 교육 전후 차이가 나타나지 않았다. 온라인 간호술기 프로그램은 가상현실 프로그램이지만 시나리오로 구현되지 않기 때문에 학습 실재감이 낮을 수 있으며, 단순 술기로 암기에는 도움이 될 수 있으나 상위 개념인 문제해결능력을 촉진하기는 어려울 수 있다[24]. Jho [24]의 연구에서 학습자는 매주 온라인으로 자가학습을 한 후 교수자 강의에 참여하였다. 만일 학습자의 선수지식이 부족하면 온라인에서 학습 점수가 낮고, 이로 인해 학습동기가 생기지 않아 문제해결능력에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 이러한 점을 고려하면, 여성건강간호학에서 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교수법은 유도분만과 같이 모성-태아 상황을 다각적으로 판단해야 하거나 복잡한 간호문제 학습에서 문제해결능력을 향상할 수 있는 매우 효과적인 방법이라 볼 수 있겠다.

자기효능감은 ‘어떤 상황에서 적절한 행동을 할 수 있다는 기대와 신념’, 즉 ‘과제를 수행하는 데 있어 자신이 그 과제를 성공적으로 수행할 수 있을 거라는 능력에 관한 신념’을 의미한다[25]. 본 연구에서 문제중심학습 후 가상현실 시뮬레이션 교육 후 자기효능감의 효과에 대한 결과는 가상현실 시뮬레이션 교육이 간호대학생의 자기효능감에 긍정적이라는 기존 연구 결과에 부합하는 결과이다[25]. 그러나 본 연구 결과와 다르게 가상현실을 활용한 수업에 참여한 실험군과 강의식 수업에 참여한 대조군 간의 자기효능감은 유의한 차이를 보이지 않았다는 보고도 있다[12]. Kim과 Kim [12]의 연구는 가상현실을 활용하여 병원 환경 지식을 학습하는 기본간호학 수업으로 대상자들의 지식은 향상되었으나 병원 물품이나 위치, 기구 확인 위주로 과제의 난이도가 낮았으므로 학업적 자기효능감이 낮게 나타난 것으로 생각할 수 있다[12]. 자기효능감은 단방향의 학습보다 학습 실재감이 있는 대리경험이나 실제적 수행경험, 상호작용을 통한 칭찬과 격려로 형성될 수 있다[12]. 자신감이 높을수록 자기효능감 역시 높아진다[26]. You와 Yang [11]은 가상현실 시뮬레이션을 적용한 후 간호수행자신감을 비교하였는데, 실험군과 대조군 간에 교육 전후 차이가 유의한 것으로 나타났다. Kim [27]은 자기조절학습전략과 자기효능감은 상관관계가 있어 자기조절능력이 높은 학습자일수록 학습과정에 고도의 자기효능감을 보여줄 뿐 아니라 괄목한 만한 수준의 성과를 달성한다고 하였다. 가상현실 시뮬레이션 프로그램은 학습 과정에서 학습자 스스로 컴퓨터를 클릭하며 직접 중재를 선택하고 확인하는 작업이 필요하며, 피드백 확인 후 반복학습이 가능하다. 또한 과정에 대한 평가를 시각으로 확인할 수 있어 학습자가 노력하면서 점수가 상승할 수 있다는 자신감을 갖도록 하며 주어진 상황에 익숙해지면서 자기효능감이 높아졌을 것으로 생각된다. 가상현실 시뮬레이션은 자신을 포함한 환경을 조절하고 성취 목표를 위해 피드백을 관리하는 자기조절학습을 가능하게 한다. 변화가 빠른 의학 기술에 적응하고 최신 정보를 학습하며 현장에 적용하기 위해서 자기조절학습은 매우 중요한 요인이다[28]. 그러므로 학습자들이 자기조절학습을 통해 자기효능감을 높일 수 있는 교수 설계가 이루어져야 할 것이다.

본 연구에서 비판적 사고성향은 실험군과 대조군 간의 점수 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 기존 연구에서 간호대학생을 대상으로 정상 신생아간호에 대한 블렌디드 시뮬레이션 교육에서 가상현실 시뮬레이션을 적용한 후 비판적 사고성향에서 유의한 차이를 보고한 것과는 차이가 있다[29]. 정상 신생아간호에 대한 블렌디드 교육은 가상현실 시뮬레이션과 고충실도 시뮬레이션으로 본 연구의 중재와는 다소 차이가 있어 직접적 비교는 어렵다. 본 연구에서 비판적 사고성향이 두 그룹 간 유의한 차이를 보이지 않았던 이유는 두 그룹에게 제공된 문제중심학습 수업이 임상 시나리오 상황에서 중요한 의미를 찾고 분석하며, 간호문제 해결을 위해 접근하면서 더 학습해야 할 것(learning issue)을 찾아 자기주도학습을 하도록 촉진한 결과로 해석할 수 있다.

가상현실 시뮬레이션 교육만족도는 5점 만점에 3.64점이었다. 단일군 대상 가상현실 시뮬레이션을 적용한 실습만족도에서 교육 전 5점 만점에 4.18점에서 교육 후 4.47점으로 통계적으로 유의하게 높게 보고하였으며[30], 병원 환경에서 가상현실을 활용한 수업에 참여한 실험군의 교육만족도는 5점 만점에 4.80점, 강의식 수업에 참여한 대조군은 4.10점으로 본 연구 결과보다 높았다[12]. 단일군을 대상으로 한 연구는 가상현실 시뮬레이션을 적용하였으나 시뮬레이션 프로그램이 아닌 실습에 대한 전반적 만족도 조사로 본 연구 결과와 비교는 어렵다[30]. Kim과 Kim [12]의 연구에서 사용한 자료는 8개의 병원 공간과 물품, 기자재를 가상현실 영상으로 제작하여 시각적 이해를 돕고 한국어로 되어 있어 쉽게 이해할 수 있는 자료인 반면, 본 연구에서 사용한 가상현실 시뮬레이션은 미국에서 제작되어 영어로 구현되고 스토리를 전반적으로 이해하며 학습해야 하는 어려움이 있어 본 연구의 교육만족도가 낮게 나타난 이유라고 추측된다. 그러므로 국내 임상 상황을 기반으로 한국어로 제작된 가상현실 시뮬레이션 개발이 필요하다.

COVID-19는 교육의 대전환을 가져왔다. 예상하지 못한 전염병의 대비뿐 아니라 사회변화 속도에 맞추어 교육 역시 변화해야 한다. 현재 간호교육에서 가상현실 시뮬레이션 교육은 실습 교과목에 주로 활용되고 있지만, 본 연구에서는 이론 교과목에서 문제중심학습법과 연계하여 학습자의 자율성을 고려하여 적용할 수 있는 하나의 방안으로 제시하였다.

본 연구에서 적용한 문제중심학습 기반 가상현실 시뮬레이션 교육의 의의는 첫째, 실습 교과목 위주로 적용하던 가상현실 시뮬레이션을 간호학 수업에 적용하고 문제해결능력과 자기효능감 효과를 검증했다는 점이다. 이는 실습과 이론 교육의 통합적 관점을 학습자에게 제공할 수 있다는 면에서 효과적일 것으로 기대한다. 둘째, 대상자와의 상호작용이 중요한 분만과정을 포함한 시뮬레이션 교육에서 학습자 중심의 융합 교육방법을 제시했다는 의의가 있다. 셋째, 본 연구 결과를 바탕으로 문제 상황에 직면하였을 때 통합적 사고가 요구되는 분만간호 교육에 융합적 교수법을 적용함으로써 학습자의 문제해결능력과 자기효능감을 고취시키는 데 도움을 줄 수 있다.

본 연구는 문제중심학습 후 시나리오 상황과 연계한 가상현실 시뮬레이션 자기주도 반복학습을 하도록 한 결과, 문제중심학습과 가상현실 시뮬레이션 융합교육이 학생들의 문제해결능력과 자기효능감 향상에 효과적인 것을 확인하였으나 몇 가지 제한점이 있다. 본 연구가 일개 교육기관의 간호대학생으로 국한되었음을 고려할 때 연구 결과를 일반화할 수 없다. 또한 실습 교과목에 주로 활용되던 가상현실 시뮬레이션 교육을 이론 교과목에 적용하기 위해 단일 주제로 2주간 진행하고 중재 효과를 1회 측정하여 시간 경과에 따른 효과를 지속적으로 확인하지는 못했다. 이러한 제한점을 바탕으로 유도분만간호 외의 범위로 확대 적용하여 반복 측정할 것을 제언하며, 여성건강간호학에서 다빈도 질환의 문제중심학습 모듈을 개발하고, 모듈과 연계된 가상현실 시뮬레이션 교육 프로그램을 개발하여 수업에 활용할 수 있는 교수법 설계가 필요함을 제언한다.