이 연구의 목적은 문제해결력과 창의력을 향상시키기 위한 문제기반 전뇌학습 모형을 개발하여 ‘자동화설비’ 수업에서 적용한 후 문제해결력과 창의력에 미치는 효과를 검증하는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위하여 문헌연구 분석 후 도출된 이론과 시사점을 통해 자동화설비 과목에서 문제기반 전뇌학습 수업 모형 및 프로그램 개발하였다. 개발된 수업 모형과 프로그램은 뇌교육 전문가와 공업교육 전문가의 타당화 검증을 거친 후 현장 적용을 통해 문제해결력과 창의력에 미치는 효과를 검증하였다. 이 연구를 통해 밝혀진 결과는 다음과 같다. 첫째, 문제기반 전뇌학습 프로그램은 전통적인 실습수업(M=24.36)에 비해 문제해결력의 사후검사 결과 실험집단의 평균점수(M=27.55)가 향상되었으며, 특히, ‘문제 제시(t=2.075, p<.05)', '문제 정의(t=2.289, p<0.05)', '아이디어 생성(t=0.811, p<0.05)' 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 이는 자동화설비 수업의 문제해결력 향상을 위해 문제기반 전뇌학습 프로그램이 수업에 효과가 있었다. 둘째, 실험 집단의 모둠 구성에 따른 산출물의 창의성 검사 결과 전뇌집단(M=4.86, SD=1.53)이 우뇌집단(M=4.17, SD=1.45)과 좌뇌집단(M=4.37, SD=1.07)에 비해 창의력 평가의 하위 영역인 ‘참신성’, ‘실용성’, ‘정교성과 종합성’의 모든 영역에서 높게 나왔으나 통계적으로 유의미한 차이는 없었다(F=.484, p>.05). 이는 효과적인 창의력 향상을 위해 협동학습의 모둠 구성시 뇌우세성 판별에 따른 전뇌집단으로의 구성이 고려되어야 함을 알 수 있다.