이 연구의 목적은 문제중심학습(PBL)을 기반으로 수상해양 활동이 청소년의 문제해결능력, 메타인지 및 자기조절능력에 미치는 영향과 그 관계를 검증하고자 하는데 있다. 지난 몇 년 간 코로나 19 상황은 청소년 비만 문제와 청소년 학습자의 학업능력의 저하를 초래하였다. 원격학습은 학습자 신체발달 촉진의 기회를 줄였다. 이러한 문제들을 보완하기 위해 문제중심학습(PBL)을 기반으로 구성된 수상해양 활동을 청소년들에게 제공하고, 학습자 중심 교육 프로그램과 학습자 정서적 요인의 변화를 확인하고자 하였다. 연구 대상자는 서울특별시교육청 학생교육원 수상해양 활동에 참가한 중학생 및 고등학생 340명이며, 이를 토대로 각 요인 간 관계를 검증하고자 하였다. 표집방법은 자기평가기입법(Self-administrated Method)을 사용하였으며, 비확률표본추출법 중 편의표본추출법을 이용하였다. 본 조사에서는 총 340부의 설문을 배포하였으며, 조사내용 중 일부가 누락되었거나 불성실한 답변으로 판단되는 40부를 제외한 300부의 자료를 최종 유효 표본으로 선정하였다. 통계분석 방법은 SPSS Window Version 29.0을 이용하여 빈도분석(Frequency Analysis)과 상관관계분석(Correlation Analysis)을 실시하였으며, 이후 연구의 가설 검정을 위해 AMOS 26.0을 사용하여 확인적요인분석(Confirmatory Factor Analysis: CFA)을 실시하였다. 마지막으로 구조방정식모델(Structural Equation Model: SEM)을 적용해 분석을 실시하여 다음의 결론을 얻었다. 첫째, 수상해양 활동을 통한 PBL 학습에 참여한 청소년은 문제해결 능력에 유의한 영향을 받았다. 둘째, 수상해양 활동을 통한 PBL 학습에 참여한 청소년의 문제해결능력은 메타인지에 유의한 영향을 주었다. 셋째, 수상해양 활동을 통한 PBL 학습에 참여한 청소년의 메타인지는 자기조절능력에 유의한 영향을 주었다. 넷째, 수상해양 활동을 통한 PBL 학습에 참여한 청소년의 문제해결능력은 자기조절능력에 유의한 영향을 주었다. 종합적으로, 본 연구는 문제중심학습(PBL) 기반 수상해양 활동에 참여한 청소년들의 문제해결능력이 향상되었음을 확인하였으며, 메타인지와 자기 조절능력까지도 향상된 것으로 조사되었다. 스포츠교육에서도 문제중심학습(PBL)을 활용하여 학습자의 학업능력을 향상시킬 수 있는 다양한 프로그램이 기획되어야 할 것이다.