교육을바꾸는사람들

뇌과학이 밝혀낸 학습 원리에 맞게
교육과정과 수업은 어떻게 바뀌어야 하는가?

마음․뇌․교육은 심리학, 신경과학, 교육학이 만나서 새롭게 탄생한 융합과학이다. 이 신생 학문 분야의 탄생과 발전을 주도해온 이 시대 최고의 전문가들이 모여 뇌는 어떻게 발달하고 학습하는지에 대한 최신 신경과학 정보를 살펴보고, 이러한 정보가 교수법과 교육 관점에 어떤 의미가 있는지를 밝힌 책이다.

전체 12장으로 구성되었으며 각 장에서 다루는 주요 주제는 다음과 같다.
- 교육자들은 언제, 어떤 방식으로 신경과학에 관심을 기울이게 되었을까
- 뇌영상기법을 통해 어떻게 뇌의 학습 방식을 이해할 수 있을까
- 신경과학이 교수와 학습에 영향을 끼치고 있었다면, 이는 어떤 방식으로 이루어져 왔는가
- 감정은 어떤 방식으로 학습에 영향을 미치는가
- 아이들은 어떤 경로로 말을 배울까
- 글 읽기를 배우는 과정에는 어떤 신경망이 관여할까
- 수 감각이 타고나는 것이라면, 교사가 학생에게 산수와 수학을 가르칠 때 이 점을 어떻게 활용할 수 있을까
- 수와 양은 뇌에서 어떻게 표상되는가
- 창의성이란 무엇이며, 교육을 통해 창의성을 발달시킬 수 있을까
- 예술활동은 뇌 발달에 어떻게 도움이 될까
- 교육신경과학의 미래는 어떻게 펼쳐질까

이 책에서 다루는 주제들은 폭이 넓고 깊이가 있다. 교사 입장에서 보면 “학생들을 가르치는 데 왜 뇌의 학습원리까지 공부해야 할까” 하고 의문이 들 수 있는 주제들이다. 하지만 마음․뇌․교육이란 신생 학문이 걸어온 길과 그 과정에서 밝혀진 뇌의 학습원리, 효과적인 교수법, 그리고 앞으로 나아갈 길을 마음 가는 대로 읽어가다 보면 우리 교육이 안고 있는 난제들을 해결할 수 있는 소중한 통찰을 얻을 수 있을 것이다.

저자 | 데이비드 A. 수자 David A. Sousa
교육신경과학 분야에서 최고의 명성을 지닌 교육 컨설턴트이다. 그동안 『뇌는 어떻게 학습하는가How the Brain Learns』를 비롯한 10여 권의 저서를 통해 신경과학 연구를 교육학에 적용하여 학습자의 학습능력을 향상시키기 위한 다양한 교수-학습법을 제시해 왔다. 각종 워크숍과 강연 활동을 통해 10만 명 이상의 교사들에게 교육신경과학을 전파해 왔다.

역자 | 이찬승
비영리공익단체 <교육을 바꾸는 사람들> www.21erick.org의 대표로 새로운 공교육을 위한 청사진을 만들고, 뇌기반교육을 전파하며, 사회 경제적으로 불리한 위치에 놓여 있는 아이들에게 꿈과 희망을 주는 교육 프로그램을 연구․개발․보급하고 있다. ㈜능률교육을 창립하고 초대 CEO를 역임했다.

역자 | 김미선
연세대 화학과를 졸업한 후 대덕연구단지 내 LG연구소에서 근무했으며, 숙명여대 TESOL 과정 수료 후 영어강사로 일하기도 했다. 현재는 ‘뇌’라는 키워드를 중심으로, 영역을 넓히며 과학 분야 전문번역가로 활동하고 있다. 『의식의 탐구』, 『꿈꾸는 기계의 진화』 등을 번역했다.

편집자 소개 · 5
서문 / 데이비드 A. 수자 · 7

1장 과학과 교육학의 만남 / 데이비드 A. 수자 · 16
2장 신경영상기술 그리고 교육신경과학의 발전 / 마이클 I. 포스너 · 39
3장 신경과학이 교수학습에 미치는 영향 / 주디 윌리스 · 60
4장 감정과 숙련된 직관이 학습에서 하는 역할 / 메리 헬렌 이모르디노-양 & 매티어스 파에스 · 90
5장 말하는 뇌 / 다이앤 L. 윌리엄스 · 111
6장 읽는 뇌 / 존 가브리엘리, 조애나 A. 크리스토둘루, 트리샤 오룰린, 마리애나 D. 에디 · 136
7장 읽는 뇌 만들기 / 도나 코흐 · 161
8장 수학하는 뇌 / 케이스 데블린 · 183
9장 간단한 셈을 수행하는 뇌 / 스타니슬라스 드안 · 203
10장 복잡한 계산 과제를 수행하는 뇌 / 대니얼 안사리 · 228
11장 창의적-예술적 뇌 / 매리얼 M. 하디먼 · 255
12장 교육신경과학의 미래 / 커트 W. 피셔, 케이티 하이키넨 · 280

용어 풀이 · 306
참고 도서 · 308
찾아보기 · 340

p.24
“교직은 더 이상 ‘알아듣는 소수에게만 배움을 베푸는 기술’이 아니다.” 이제 가르치는 일은 교수 경험과 과학적인 지식을 바탕으로 교실 전체 아이들의 학업 향상을 돕는 전문직이라는 것이다.

p.32
수백 년 동안 유능한 교사들은 학생들을 가르칠 때 어떤 전략을 사용해야 하며, 그것들을 어떻게 적용해야 하는지를 경험을 통해 터득해 왔다. 하지만 그들은 그런 전략들이 왜 어떤 경우에 효과적이고 어떤 경우에 효과적이지 않은지, 그 이유를 알지 못했다. 인지신경과학 연구들이 보여 주는 것은 바로 그 ‘왜’에 해당하는 내용이다. 어떤 전략이 ‘왜 효과적인지’를 아는 교사들은 좀 더 능수능란하게 수업 전략을 구사할 수 있게 될 것이다.

p.38
2000년 이후 교육신경과학은 제 길을 꿋꿋하게 걸어왔고, 앞으로도 더욱 발전할 것으로 보인다. 이 분야에 관심을 보이는 교사들이 예전보다 훨씬 많아졌다. 결국 교사란 궁극적으로 ‘뇌를 변화시키는 사람들’이다. 그들은 매일 뇌를 변화시키는 일을 하고 있는 것이다

p.81
신경망의 연결이 연장되고 재구성되는 양상은 피아제가 기술한 패턴화 이론을 그대로 따른다. 학생들이 패턴을 인식하고 새로운 정보를 기억과 짝지음으로써 지식을 늘릴 때마다 신경망은 범위가 넓어진다. 앞서 논했듯이, 예측이 정확하면 그에 반응해 도파민이 분비되고 이것이 쾌감을 생성하기 때문에 그 신경망은 변형과 수정과 강화를 계속한다. 학생이 특정한 신경세포의 경로를 활성화시키는 정신 활동이나 신체 활동에 참여할 때마다 연결이 이뤄지고, 이런 연결들의 결합으로 형성되는 패턴이 강화된다. 그 패턴에 새로운 정보가 더해지면 그물망이 연장되면서 문제의 답이나 선택을 포함한 미래 예측도 더 정확해진다.

p.84
이 신경가소성 과정을 통해 뇌가 변할 수 있음을 알게 됨으로써 학생들은 긍정적 마인드를 가질 수 있게 된다. 자신의 행동 변화를 통해 자신의 뇌가 연결이 더 견고하고, 더 효율적이고, 접근하기 쉽고, 오래 가는 신경망을 발달시킬 수 있다는 것을 알게 되면 학생들은 목적 달성에 필요한 기술, 지식, 지능을 발달시키기 위해 최선을 다하겠다는 긍정적 마인드, 역경을 극복하는 힘, 동기 등을 갖게 된다. 교사들은 노력과 연습이 어떻게 뇌를 바꾸는지 학생들에게 인식시킴으로써 결과적으로 기억과 정보를 불러내거나 지식을 전이하는 능력을 향상시켜 하나의 환경에서 학습한 것을 새로운 상황들에 즉시 응용하도록 도울 수 있다. 나는 나의 학생들에게 “모든 유형의 고차원적 사고, 연습, 복습을 할 때뿐만 아니라 즉각적 만족을 미루는 것을 의식적으로 선택하기, 목표 달성을 위해 공부하기, 가장 성공한 전략을 평가하기 등을 할 때도 너희들 자신이 하는 정신적 노력이 너희들의 뇌를 스스로의 의지로 통제할 수 있는 더 효율 적이고 성공적인 도구로 만든다.”고 설명한다.

p.89
과학과 교육 간의 협업을 통해 21세기 교육은 발전의 동력을 얻었다. 지금까지는 교실에서 관찰하면서 시간을 보낸 적도 없는 과학자들이 일방적으로 교사들에게 이래라 저래라 지침을 주던 방식에서 뇌과학의 발전으로 실험실과 교실 간의 연결통로가 생겼다. 앞으로 과학을 가장 광 범위하고 유용하게 교실에 적용하는 방안은 십중팔구 교육자가 과학자에게 제공하는 정보에서 개발될 것이다. 창의적이고 전략적인 교사들이 교실에 심은 씨앗들이 이러한 협력을 통해 분석되고, 복제되고, 확장되고, 보급되어 전 세계의 학생들에게 이득을 가져다줄 것이다.

p.110
학습에서 감정은 결정적인 역할을 한다. 학생들이 미세한 감정적 신호들을 읽는 능력을 축적하게 되면 새로운 지식을 언제, 어떻게, 왜 사용해야 하는지에 관한 일련의 학습 직관이 형성되도록 돕게 된다.
교사들은 학습 맥락에서 감정을 배제하려 애쓰기보다는, 이 신경과학적 관점을 활용해 수업에 감성적 환경을 조성하여 학생들이 이들 미세한 감정 신호를 느낄 수 있도록 유도하는 것이 좋다. 학생들이 이 신호를 알아차리고 그 감정에 몰입하는 법을 배우게 되면, 학습은 학생들의 삶에 더 많은 연관성과 의미를 갖게 되고, 궁극적으로 일상생활 차원으로까지 지행합일이 이루어지게 된다.

p.127
모든 아이들의 말과 언어가 제대로 발달된 상태로 취학하는 것이 아니며 이 기술을 써서 읽기, 쓰기, 구두 발표를 할 준비가 된 것은 아니다. 마찬가지로 고학년이라고 해서 그들의 뇌가 모두 다 고등 사고력이나 구어 언어를 추상적인 수준으로 이해하고 생성할 준비가 되어 있는 것은 아니다. 뇌의 발달과 경험적 학습은 상호작용하는 두 과정이다. 언어 사용능력을 지원하는 뇌의 구조와 기능은 아이가 학교를 다니며 성장하고 발달하는 동안 계속해서 성장한다. 뿐만 아니라, 학습과정에서 아이들이 하는 경험도 결과적으로 뇌의 구조와 기능을 변화시키는 것으로 보인다. 뇌는 고정된 것이 아니다. 현대 신경 과학은 뇌가 발달과정의 전개에 따라 변할 뿐 아니라 환경에서 입력되는 정보와 학습자의 경험에 의해서도 변한다는 더 중요한 사실을 밝힘으로써, 이 과정에서 교사의 역할이 지극히 중요함을 일깨워 주었다.

p.160
뇌 영상은 향후 읽기를 잘 할지 못 할지를 예측하는 데 소중한 역할을 할 것이다. 따라서 유전자 정보와 가족력 정보를 함께 활용하면 뇌 영상은 난독증 예방과 치료에 도움이 되고 더 많은 아이들이 읽기를 배우는 데 성공하게 해줄 것이다.

p.180
읽는 뇌를 제대로 이해하고 그 지식을 바탕으로 읽는 뇌를 가르쳐 만들려면 다양한 관점과 여러 분야의 전문 지식이 필요하다. 증거를 기반으로 가르치려면 증거에 대한 이해와 더불어 그에 대해 비판적 사고가 필요하다. 무엇보다도 평가하고 개입프로그램을 준비하려면 교육자들은 교육적 기회만 고려할 것이 아니라, 수많은 읽기의 하부 기술과 시스템들의 강점과 약점을 이해하고 고려해야 한다. 그런 의미에서, 읽기를 가르치는 일은 정말 로켓 과학이다.

p.191
적용 가능한 지식과 유용한 기술을 만들려면, 기계적 학습은 이해를 수반해야 한다. 이해로 대체되는 것이 아니라, 이해를 ‘수반’해야 한다는 점에 주목하라. 수학은 머리로 하는 하나의 활동이다. 운전이나 스키처럼 수학이라는 활동도 기본기의 숙달에 달려 있다. 필요한 이해가 기계적 학습에 단순히 추가되는 것을 넘어, 실로 짝을 이룰 필요가 있다. 이해와 암기 중 하나라도 빠지면 성공하지 못한다.

p.195
수백만 년의 진화를 통해 인간은 특정한 생존 기술을 가진 뇌를 장착시켜 왔다. 그 타고난 재능의 일부가 바로 패턴을 인식하고, 연관성을 보고, 신속하게 판단하고 유추하는 우리 마음의 탁월한 능력이다. 이러한 생각을 해내는 방식은 모두 다 본질적으로 ‘흐릿하다’. 우리의 뇌는 산술을 하기 위해 진화하지 않았으므로, 산술에서 등장하는 종류의 정밀한 정보 조작에는 전혀 적합하지 않다. 우리는 산술을 하려면 완전히 다른 이유로 개발되었거나 진화 과정에서 선택된 정신 회로들을 집합시켜야 한다. 그것은 작은 동전으로 나사를 돌리는 것과 같다. 물론 할 수는 있지만, 더디고 결과가 항상 완벽한 것은 아니다.

p.226
나는 아동의 산술능력이 어림수에 대한 기초적인 표상을 토대로 하며, 그 표상은 우리가 진화론적 과거로부터 물려받았고 뇌의 두정엽내피질 부위에 의존함을 강조했다. 그러나 산술의 발달은 이 양의 표상을 수의 언어 기호나 아라비아 숫자 기호의 표상과 연결하는 능력을 비롯해, 공간 표상과 관련된 가까운 피질 부위를 재활용하는 것에도 크게 의존한다는 점 역시 강조했다. 이 표상들이 매우 유창하게 자동적으로 상호작용하도록 하는 것이 수학 교육의 본질적인 목표이다. 유창성과 자동성은 특히 우리의 개념들을 다듬어서 정확한 선형적 수의 표상으로 이끌기 때문에 둘 다 그 자체로도 본질적이고, 전전두피질의 다목적 작업기억 자원을 다른 목적을 위해 풀어주기 때문에도 필수적이다.

p.279
아이들에게 미래에 맞는 교육을 하려면 현재의 교육 방식과 결별하고 패러다임을 전환시키고 다양한 분야의 전문가들 사이에서 협력이 활발하게 일어나야 할 것이다. 창의력과 혁신 역량이 아이들의 미래를 약속할 수 있다. 교육자들은 앞선 생각을 하는 사람들이다. 바로 그 창의적인 사고력을 발휘하여 교육을 새롭게 상상하고 바꾸어야 할 책무가 있다.

p.303
신경과학, 인지과학, 발달과학은 일찍부터 교육 분야에 귀중한 통찰을 제공해 왔고, 연구자와 실행자의 협력에 더 기여할 만반의 준비가 되어 있다. 하지만 이러한 서로 다른 학문들 사이의 협력으로 가는 길에는 일정한 변화가 필요하다. 교육신경과학에는 새로운 사고방식뿐만 아니라, 새로운 종류의 연구를 지원하기 위한 현실적인 하부구조도 필요하다. 연구에 실제적 기반을 둔 교육이라는 꿈을 실현하려면, 과학자와 교육자들 사이에 연구에 관한 정보를 교환할 소통 체계를 확립하고, 연구학교들을 설립하고, 학습과 발달에 관한 데이터베이스를 공유하고, 교육공학자educational engineer라는 새로운 직업을 자리 잡게 하는 등 기반 여건을 개선해야 한다.

마음․뇌․교육, 교육에 새로운 관점을 제시한다

마음․뇌․교육은 심리학, 신경과학, 교육학이 만나 교육의 새로운 비전을 탐색하는 융합학문이다. 뇌기반교육(Brain-based Education)이라 부르기도 하고, 뇌 친화적 교육(Brain-friendly Education), 교육신경과학(Educational Neuroscience)이라고 부르지만 그 명칭을 뭐라고 하든지 간에 본질적으로 모두 뇌영상기술의 발달로 뇌의 활동을 관찰하게 됨으로써 뇌의 학습 메커니즘을 어떻게 해석하고 교육에 활용할 것인지를 두고 뇌과학자, 신경과학자, 교육자들이 머리를 맞대고 새로운 가능성을 탐색하는 분야라고 볼 수 있다. 그간 ‘한국 뇌기반교육 연구소’에서 뇌기반교육의 원리와 전략을 다룬 ‘뇌기반교육 교수과학 시리즈’를 꾸준히 출간해 교수 효율 향상에 기여해 왔는데 이번에는 뇌기반교육 전반에 대한 인식을 제고하기 위해 이 분야가 어떻게 탄생했으며, 뇌과학과 인지과학이 밝힌 학습원리가 무엇이며, 이들 연구결과가 교육에 어떤 의미가 있는지를 고찰한 <마음․뇌․교육>을 출간하게 되었다. 오늘날 한국 교육이 당면하고 있는 문제점들을 어떻게 해결할 것인지를 고민하는 교육자, 교육정책자들에게 뇌에서 그 해법을 모색해볼 것을 진지하게 권하는 책이 될 것이다.

교육자들은 왜 마음․뇌․교육을 알아야 하는가?

산만하고 집중력이 약한 학생들을 앉혀 두고 교과서에 나온 내용을 알기 쉽게 전달하는 것으로 교사의 책무를 다한 것이라고 생각을 한다면 이 책을 굳이 펼쳐 봐야 할 이유는 없을 수도 있다. 이 아이들이 살아갈 세상에서 도움이 될 교육을 하려면 무엇을, 어떻게 가르쳐야 하는지, 좀 더 근본적으로 왜 가르쳐야 하는지를 성찰하는 교육자라면 이 책을 탐독할 필요가 있다. 뇌영상기술의 발달로 뇌의 활동을 관찰할 수 있게 됨으로써 우리가 알게 된 가장 중요한 사실은 뇌는 고정된 실체가 아니라 경험을 통해 재구성되고 성장한다는 사실이다. 이것이 교육자들에게 주는 의미는 크고 깊다. 지금까지 교사는 지식의 전달자였다면 이제는 학생들의 뇌를 변화시키는 사람이다. 그렇다면 이제 교사는 뇌가 어떻게 학습하는지를 깊이 이해하고 뇌의 학습원리에 맞게 가르치려면 어떤 전략을 사용하는 게 맞는지 깊이 연구할 필요가 있는 것이다.

마음․뇌․교육을 알면 무엇이 좋은가?

교직을 천직으로 알고 가르치는 사람이라면 왜 비슷한 방식으로 가르쳐도 어떤 해는 보람을 느끼는데 어떤 해는 힘만 드는지, 어떤 아이들은 잘 따라오는데 다른 아이들은 못 따라오는지 궁금할 것이다. 기존의 교수 전략들은 어떻게 가르치면 효과가 있다고 주장할 뿐이지 그 근거를 대지 못했다. 마음․뇌․교육은 그 ‘왜’에 대한 해답을 제시한다. 배움은 ‘뇌’ 안에서 일어난다. 21세기 뇌과학, 인지과학이 그간 신비의 영역으로 남아 있던 블랙박스를 열어 제친 것이다. 뇌에서 학습이 일어날 때 뇌가 어떻게 변하는지 뇌영상기술로 관찰한 내용을 기반으로 인지과학자들이 뇌의 학습 메커니즘을 밝혀냈다. 뇌과학자, 인지과학자들이 밝힌 학습의 원리와 학습자에 대한 새로운 인식을 깊이 이해하게 되면 어떤 전략이 ‘왜 효과적인지’ 그 근거를 확보하게 된다. 이제 교직은 알아듣는 소수의 사람에게만 배움을 베푸는 기술이 아니라, 교사의 경험과 과학적 근거를 바탕으로 교실 전체 아이들의 성장을 돕는 전문직이 되었다.

이 책의 미덕은 무엇인가?

이 책은 마음․뇌․교육 분야의 발전을 주도해온 이 시대 최고의 전문가들이 모여서 이 분야가 어떻게 발전해 왔으며, 주요 발견 내용이 무엇이며, 앞으로 이 분야가 어떻게 발전할 것인지에 대해 정론을 펼친 책이다. 그간 뇌기반교육에 대한 일방적인 주장이 난무했지만 그 주장의 과학적 근거가 약해서 신뢰할 수 없는 주장도 많았다. 그러나 이 책에 참여한 필진들은 이 분야 최고의 이론가와 실천가들로 과학적 근거가 분명한 정론을 펼친다. 따라서 이 책에서 밝히는 내용들은 신뢰성이 높다. 뇌과학, 인지과학에서 말하는 마음․뇌․교육 분야의 발전 과정과 뇌가 읽기와 셈을 배우는 인지과정이 이해하기 쉬운 내용은 아니지만 교육자의 관점에서 이해할 수 있는 수준으로 아주 명료하게 설명했다는 미덕을 더했다. 이 시대 최고의 마음․뇌․교육 전문가들이 안내하는 뇌 속으로 떠나는 학습 인지 과정으로의 여행은 지적 도전이지만 앞으로 교육이 나아가야 할 방향은 무엇이며 교사가 해야 할 역할이 무엇인지에 대한 소중한 통찰을 줄 것이다.