본 연구는 학생들의 능동적이고 협력적인 학습활동과 이에 따른 학습 성과를 높이기 위한 문제기반학습(PBL)을 ‘실습선 수업’ 에 맞게 재설계하고 운영한 과정을 제시하였다. 그리고 그 효과로 학생들의 수업참여, 학업적 자기조절 및 학업적 자기효능감의 변화와 수업전반의 만족도를 확인하였다. 그 결과 첫째, 수업참여에 대한 수업 전·후의 차이에서 학습활동, 수업확장, 수업참여 전체의 평균 점수가 높게 나타났다. 둘째, 학업적 자기조절에 대한 수업 전·후의 차이에서 ‘평가’를 제외한 모든 하위요인에서 사후의 평균 점수가 높게 나타났다. 셋째, 학업적 자기효능감에서는 ‘과제 선호도’에서만 유의미한 차이를 보였다. 마지막으로 학생들의 수업전반에 대한 만족도 역시 높은 것으로 나타났다. 교수자 역시 문제기반학습(PBL)을 활용한 실습선 수업을 설계 및 운영하면서 학생 개인의 특성을 파악할 수 있었고, 학생과의 상호작용이 높아짐을 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과에 근거하여 문제기반학습 수업의 운영에서 드러난 한계점 및 교육적 함의에 대해 논의하며 덧붙여 실습선 수업의 성공적인 문제기반학습 설계 및 운영에 대하여 제안 하였다.