이 연구는 직소 협동 학습 모형을 중등 체육 수업에 적용하였을 때 나타나는 교육적 현상과 의미를 분석하고 직소 협동 학습 모형의 적용 가능성을 탐색하는 것이다. 이러한 연구를 위해 충북 청주시 지역에 위치한 C 고등학교 2학년 학생을 대상으로 삼아 2007학년도 2학기 야구 수업을 14차시 시행하였다. 직소 협동 학습 모형은 총 4개조의 편성으로 조별 구성원에 대한 다양한 전문가 역할을 부여하여 수업 운영 중 전문가 역할 수행을 통해 나타나는 수업의 효과 및 개선점을 질적 연구를 통해 분석하고자 시도하였다. 자료 수집을 위해 각 역할 별 1명씩 총 9명의 연구대상자를 선정하여 면담과 일지, 수업 소감문 작성케 하여 분석하였다. 연구 결과 직소수업 모형은 기능 및 경기력 향상 도움, 수업 참여의 적극성, 동료관계의 개선, 정의적 발달 등의 효과를 나타냈다. 또한 직소 학습 모형은 역할 배분 및 인지의 명료화와 역할 수행에 대한 개별적 책무성, 동료들 간의 긍정적 상호 의존성이 무엇보다 중요함을 발견할 수 있었다.