학습과학 새 연재(20) : 기초학력 향상, 집행기능(EF) 향상이 먼저다!
| “이번 칼럼에서는 집행기능이 무엇이고, 얼마나 중요한지 또 이를 어떻게 향상시킬 수 있는지에 대해 자세히 알아볼 것이다.” / “집행기능은 아동의 학습 성취나 미래 직업세계에서의 성공에 대한 예측도가 더 높다.” (본문 발췌) |
목차
1) 정보처리모델과 집행기능
2) 집행기능의 2가지 모델
3) 집행기능과 상위인지
1) 자기 통제력 향상
2) 작업기억 향상
3) 인지 유연성 향상
4) 스트레스와 자존감 고려
5) 집행기능 향상을 위한 게임
6) 집행기능 결핍에 대한 개입: 주의력
| ♣ 학습 목표 ① 집행기능이 무엇이고 왜 중요한지를 이해한다. ② 집행기능 향상 전략을 이해하고 이를 수업에 적용할 수 있다. |
교사가 “교과서를 책상 위에 올려놓고, 연필은 서랍에 다시 넣은 다음, 가위와 종이를 가지고 교실 문 옆에 두 줄로 서세요.”라는 지시를 내리면 많은 아이들은 교사의 지시를 기억하고 이를 행동으로 옮기는데 어려움을 느낀다. 아이들 중에는 지시 내용을 제대로 기억하지 못해 우왕좌왕하는 경우도 있고 심지어 어떤 아이는 마지막 말만 기억하고 맨손으로 달려와 줄부터 서기도 한다.
또 초등학교 수학 수업 시간에 교사가 “21과 13을 더하고 이 둘의 합에서 6을 빼면 얼마가 될까요?”라는 암산 문제를 냈을 때 이에 어려움을 느끼는 아이들이 적지 않다. 어떤 아이들은 21과 13을 더하는 것조차 암산하지 못한다. 또 어떤 아이들은 암산을 통해 이 둘의 합 34에서 6을 빼는 것을 어려워한다. 이런 일은 왜 일어날까? 이는 작업기억(working memory)의 결핍과 관련이 깊다.
또한 학생들 중에는 문제를 해결할 때 한 가지 방법 외에 다른 방법은 전혀 생각하지 못하는 경우가 있다. 즉, 사물을 다른 각도에서 보지 못하거나 문제를 해결할 때 다양한 방법을 동원하지 못하는 것이다. 뿐만 아니라 다른 사람의 다른 생각을 받아들이지 못하고 자기 생각만 반복적으로 주장하는 경우, 동일한 실수를 반복하는 경우, 새로운 일정표를 따르지 못하는 경우, 계획이 변경될 때 불안해하는 경우, 한 활동에서 다른 활동으로의 전환을 어려워하는 경우 등의 문제점을 가진 아이들도 적지 않다. 이런 일은 왜 일어날까? 이는 유연한 사고(flexible thinking)의 부족에서 비롯되는 일이다.
그리고 아이들 중에는 자기 자리에 가만히 앉아 있기, 줄을 서기, 자기 차례를 지키기 등과 같은 간단한 것은 물론 행동 조절, 충동 조절, 감정 조절에 어려움이 있는 경우도 적지 않다. 또 때를 쓰거나 감정의 폭발을 일으키는 경우, 친구들 얘기에 허락도 없이 함부로 끼어들거나 수업 시간에 대답을 툭 내뱉는 경우, 상대방에 대한 고려 없이 끝없이 혼자 말하는 경우, 과도하게 활동적이거나 안절부절못하는 경우, 쉽게 좌절하고 빨리 포기하는 경우, 비판이나 훈계 듣기를 거부하는 경우 등 아이들은 다양한 어려움을 겪는다. 이런 일은 왜 일어날까? 이는 자기통제력(self-control, inhibitory control)의 부족에서 비롯되는 일이다.
이상에서 소개한 3가지 종류의 어려움은 모두 뇌의 집행기능(executive function)의 결핍에서 기인하는 것이다. 따라서 이번 칼럼에서는 집행기능이 무엇이고, 얼마나 중요한지 또 이를 어떻게 향상시킬 수 있는지에 대해 자세히 알아볼 것이다.
사람이 학습하고, 일하고, 행동하며 살아가기 위해서는 계획 수립, 조직화 및 정리, 시간 관리, 자기 조절, 주의, 유연한 사고, 끈기의 발휘, 상위인지와 작업기억 등 다양한 정신적 기능이(능력이) 필요하다. 이런 기능을 집행기능(executive function)이라고 부른다. 다시 말해 집행기능은 과제를 처음부터 끝까지 완수해내기 위해 우리의 뇌가 발휘해야 하는 기능이자 거치게 되는 과정이다. 어떤 조직의 ‘집행부’는 의결 기관의 결정사항을 집행하는 부서를 말한다. 하지만 ‘executive’란 표현은 기업에서는 상위 경영진이나 임원, 간부, 중역을 가리킨다. 따라서 ‘executive function’이란 주요 의사결정을 하고 하부 기관에 실행을 명령하는 기능이라는 뜻도 갖는다. 이번 칼럼에서 다루는 뇌의 집행기능은 ‘집행(통제)기능’의 의미에 가깝다. 그래서 집행기능을 비유적으로 말하면 이는 다음의 <도표 1>에서 보듯이 정보 처리를 총 지휘하는 ‘오케스트라 지휘자’나 ‘공항의 관제탑’과 같은 역할이다. 집행기능은 <인지 유연성(cognitive flexibility), 작업기억(working memory), 자기통제력(inhibitory control)>을 포함하며 ‘성공을 위한 마음의 도구 세트’(mental toolkit for success) 혹은 ‘뇌의 관리 시스템’(the management system of the brain)이라고 불리기도 한다. 우리는 이 기능을 통해 매일 학습하고, 일하며, 삶을 관리할 수 있다. 학습자의 집행기능에 문제가 있으면 무엇보다도 주의를 집중하거나 지시를 따르고 감정을 통제하기 어렵다. 관련 연구(Hendry & Charman, 2016; Alloway & Alloway, 2010)에 따르면 집행기능은 아동의 사회경제적 지위나 IQ보다도 학습 성취나 미래 직업세계에서의 성공에 대한 예측도가 더 높다고 한다.
1) 정보처리모델과 집행기능
<도표 1> 정보처리모델과 집행기능
위의 <도표 1>에서 보듯이 집행기능은 인지적 작업을 할 때 어디에 주의를 기울일 것인가를 결정하고, 작업기억에서의 문제 해결, 주의 기울이기, 정보의 조직화 등의 인지적 작업이 일어나게 하는 일, 그리고 감정의 조절 등을 담당한다. 이는 학업 성취와 학습 능력에 직결되는 중요한 기술로서 학생들의 학력 향상을 위해 가장 우선적으로 다루어야 할 요소이기도 하다.
특히 학습에 어려움을 겪는 학생들 중에는 집행기능에 결핍이 있는 경우가 많다. 이들은 주의력 결핍으로 인해 수업 시간에 쉽게 산만해지거나 중요한 내용을 놓치기도 한다. 또 작업기억이 약한 경우, 순서를 기억하거나 지시 사항을 따르는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 이로 인해 학업 성취가 떨어질 수 있다. 또한, 문제 해결에 어려움을 겪고, 학업적으로 도전적인 상황에서 효과적으로 대응하는 것이 어려울 수 있다. 학업 외적으로도 예기치 못한 상황에 대처해야 하고, 계획을 세우고 실행해야 하는데 집행기능이 결핍되면 이런 것들이 다 어려워진다. 정보처리모델에 대해 자세히 알고 싶으면 ‘학습과학 새 연재(3) : 학습이 어떻게 일어나는가?(정보처리모델의 이해와 수업 적용)(http://21erick.org/column/9146/)’을 참조하기 바란다.
21세기 들어 학습과학의 발달과 함께 학교교육에서 집행기능에 주목하고 이에 대한 연구 결과를 수업에 적용하려는 노력이 활발한 것은 매우 고무적이다(한국은 아직 그렇지 못하지만). 한국의 학교교육에서도 특히 학습을 힘들어 하는 아동들을 가르칠 때 이들이 자기주도적인 학습자가 되기를 기대한다면 먼저 집행기능, 상위인지, 자기조절 능력을 키워줄 필요가 있다. 학습에 어려움을 겪는 아동일수록 집행기능, 상위인지, 자기조절 능력을 키워주게 되면 그 효과는 더 크게 나타나며 상위인지와 자기조절 전략의 지도만으로 학업 성취에서 평균 8개월만큼의 추가적 진전이 있었다는 연구 보고도 있다(The Sutton Trust). 자신의 생각과 행동의 조절을 바탕으로 이루어지는 자기조절학습(self-regulated learning)은 교육의 목표 달성을 위해 학습자가 갖추어야 할 제1순위 자질로서, 이에는 뇌의 관리시스템인 ‘집행기능’과 자신의 사고과정에 대한 인지와 조절을 뜻하는 ‘상위인지’가 깊숙이 관여한다. 위키피디아(2023-7-20)는 자기조절학습(SRL) 항목에서 자기조절학습이 상위인지, 전략적 행동(strategic action)1, 학습 동기(motivation to learn)라는 3요소에 의해 작동된다고 서술하고 있고, 또 다른 연구(Gerard Effeney et al., 2013)에서도 자기조절학습과 뇌의 집행기능 간에 강력한 상관관계가 있다는 것을 밝히고 있다.
2) 집행기능의 2가지 모델
집행기능을 설명하는 데는 다양한 모델이 있지만, 여기서는 대표적인 것 2가지를 소개한다. 하나는 집행기능이 다음 3가지 요소로 구성되었다고 설명하는 모델이다.
<도표 2> 집행기능을 구성하는 3요소 (Adele Diamond, 2021)
실제 집행기능을 <인지 유연성, 작업기억, 자기통제력>이라는 3가지 요소로 구성된다고 정의할 때 이는 간명하다는 장점이 있다. 각 요소를 간단히 설명하면, ‘인지 유연성’은 사물을 다양한 관점에서 보면서 변화에 잘 적응하기 위해 필요한 인지 기능이고, ‘작업기억’은 과제를 수행하는 동안 주의를 기울이고 정보를 유지하며, 문제를 해결하고, 기억하기 쉽도록 정보를 조직화하는 인지 기능이다. 한편 ‘자기통제력’은 ‘자제심(self-control)’이 핵심인데 행하기 전에 잠깐 멈추고 생각해 봄으로써 유혹을 물리치고 충동적 행동을 하지 않으며 그 순간 가장 적절한 것을 선택할 수 있게 하는 인지 기능이다.
집행기능의 또 다른 모델은 집행기능이 아래와 같이 다양한 요소들로 구성되어 있다고 설명한다.
<도표 3> 집행기능을 구성하는 다양한 요소들 (thepathway2success.com)
각 요소를 간단히 설명하면 다음과 같다.
(1) 계획 세우기(planning)
이는 어떤 과제를 시작하기 전에 숙고해서 실행 전략을 짜는 것을 말한다. 계획 세우기 스킬이 좋으면 효과적으로 시간을 사용하고 과제를 수정 없이 잘 완수할 수 있게 된다. 이런 능력을 향상시키기 위해서는 비디오 게임 만들기, 뮤직 앨범 만들기, 사업 기획 등의 모의 활동을 구상한 다음 이를 짝에게 공유하고 피드백을 받는 활동 등이 도움이 될 수 있다.
(2) 조직화/정리하기(organization)
이는 정돈과 청결을 유지하기 위한 전략의 사용을 일컫는다. 잘 조직된 것에는 모든 것을 제자리에 두는 것, 물건을 정돈하기, 그리고 사용한 뒤 정리하는 것, 나아가 지식을 장기기억에 저장하기 쉽도록 의미 있게 재구성하는 것이 포함된다. 강력한 조직 능력을 갖춘 학습자들은 필요할 때 필요한 것(물건, 지식)을 더 잘 찾을 수 있다. 이런 스킬을 갖추기 위해서는 체크리스트와 일정표(planner) 등과 같은 수단을 잘 활용할 필요가 있다.
(3) 자기 통제력(self-control)
자기 통제력 혹은 자제력은 특정 순간에 더 긍정적인 선택을 하기 위해 잠깐 멈추고 생각할 수 있는 능력이다. 이는 “일시 정지 버튼을 누르는” 방법을 배우고, 감정이 고조될 때 진정하고, 상황을 숙고하며, 현재와 미래를 위한 좋은 선택을 내리는 것, 순간적인 유혹이나 충동에 굴하지 않고, 장기적인 목표를 위해 노력하는 것을 포함한다. 학습자들이 수업에서 질문을 하기 전에 손을 들거나, 친구들과 놀러 가기 전에 숙제를 끝내는 것 등도 자기 통제력을 발휘하는 예들이다.
(4) 과제 착수하기(task initiation)
이는 주어진 과제나 작업을 즉시 시작하는 능력을 말한다. 이것은 숙제나 설거지처럼 하고 싶지 않은 일이라도 미루지 않는 것을 포함한다. 이 능력이 부족한 경우, 과제를 미루거나 시작을 어려워하게 되며, 작업을 완료하는 데 어려움을 겪을 수 있다.
과제 착수하기 능력은 다음과 같은 방법을 통해 강화할 수 있다.
• 시간 관리 기술을 배우고 계획을 세워 즉시 시작하도록 노력한다.
• 작업을 단계적으로 세분화하여 시작하기 쉽게 만든다.
• 내적 외적 동기 부여를 통해 시작을 유도한다.
• 우선순위를 정하여 중요한 작업을 먼저 시작한다.
(5) 시간 관리(time management)
이는 과제를 완료하는 데 있어 시간을 잘 활용하는 것을 말한다. 이는 우리가 과제에 소요되는 시간을 예상하고, 우선순위를 정하며, 시간을 현명하게 사용하는 것을 포함한다. 강력한 시간 관리 기술을 갖춘 학습자들은 일을 할 때 최선을 다하고 집중력을 발휘할 수 있으며, 동시에 과제를 제때에 완료하는 능력을 높일 수 있다.
(6) 상위인지(metacognition)
상위인지는 뒤의 ‘3) 집행기능과 상위인지’에서 별도로 자세히 다룬다.
(7) 작업기억(working memory)
작업기억의 가장 기본적인 기능은 과제를 해결할 때까지 정보에 주의를 기울여 마음속에 유지하는 일이다. 문제 해결의 역할뿐만 아니라 정보를 장기기억에 저장하기 쉽도록 의미 있게 재구조화하는 작업도 작업기억에서 일어난다. 또 주의를 기울일 때만 정보가 유지되고 정보처리가 가능하기 때문에 작업기억은 주의 기울이기라는 집행기능과 깊이 관련되어 있다. 작업기억이 약한 아동은 정보의 일시적 유지가 어려워 문제해결을 못하고 지시를 해도 이를 기억하지 못해(마음속에 유지하지 못해) 제대로 따르지 못한다. 새로운 지능지수(New IQ)라는 별칭을 가지고 있을 정도로 작업기억은 미래 학업 성취도를 예측하는 능력이 뛰어나다.
(8) 주의(attention)
주의는 인지적인 자원을 특정 자극이나 작업에 집중시키는 능력을 말한다. 우리의 뇌는 한정된 주의 자원을 가지고 있기 때문에 여러 가지 일들을 동시에 수행하기가 어렵다. 그래서 과제를 수행할 때는 외부 자극들 중에서 중요한 것에만 초점을 맞추고 나머지 자극은 무시하는 전략이 필요하다. 이를 선택적 주의(selective attention)라고 한다. 한편 주의 조절은 주의를 집중하고 제어하는 능력을 의미한다. 이것은 주어진 상황에 따라 주의를 집중시키거나 분산시키고, 주의를 유지하거나 전환하는 능력을 포함한다.
(9) 유연한 사고(flexible thinking)
유연한 사고는 문제 해결이 잘 안될 때 신속히 방법을 바꾸어 새로운 해결책을 찾아내는 능력을 말한다. 유연한 사고에 어려움이 있는 아동은 변화에 적응하거나 대응하는 것을 매우 어려워한다. 또 유연한 사고는 학습과 일상의 생활에도 큰 영향을 준다.
(10) 끈기(perseverance)
끈기 혹은 인내는 어려움을 극복하고 목표를 달성하기 위해 노력하는 능력을 말한다. 이것은 어려운 상황에서도 계속해서 노력하고 자신의 목표를 위해 일관성 있게 노력하는 능력을 포함한다. 끈기와 인내를 가진 사람들은 어려운 도전이나 실패를 마주하더라도 포기하지 않고, 긍정적인 마인드를 유지하며 목표를 향해 끊임없이 노력한다. 이들은 장기적인 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 일관성 있게 노력하며, 실패를 경험하더라도 반복적인 시도를 통해 성공을 이뤄낸다. 끈기와 인내를 향상시키는 방법에는 목표를 명확히 설정하기, 실패를 배움의 기회로 삼기, 스트레스 관리와 자기 동기 부여 기술을 연습하기 등이 있다.
이상의 집행기능에 문제가 있다면 그 원인은 무엇일까? 그 원인은 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다. 하나는 뇌 발달의 차이로 인한 것이다. 예로 작업기억이나 감정 통제 등을 담당하는 뇌의 부위가 평균보다 더 늦게 발달하는 경우가 이에 해당한다. 다른 하나는 유전적 요인으로 인해 집행기능에 결핍이 존재하고 이것이 학습에 어려움을 야기하는 경우이다. 집행기능의 문제는 학습의 어려움을 수반하는 경우가 많다. 예로, 학습장애(learning disabilities)가 항상 집행기능의 결핍을 수반하지는 않지만 난독증, 난산증 등의 장애를 가진 아동이 집행기능의 결핍을 수반하는 경우는 자주 발견된다(Gail Belsky).
3) 집행기능과 상위인지
상위인지와 집행기능은 인지적 기능을 최적화하는 데 상호보완적인 역할을 하며 밀접하게 연결되어 있다. 예를 들어, 상위인지를 통해 우리는 자기 인식을 강화하고 자신의 강점과 약점을 파악하여 효과적인 집행기능을 발달시킬 수 있다. 또한, 집행기능은 상위인지가 원하는 목표를 달성하는 데 필수적이다. 목표를 설정하고, 계획을 세우고, 실행하는 등의 과정에서 상위인지 능력은 집행기능과 긴밀하게 상호작용한다. 따라서, 상위인지와 집행기능을 함께 발달시키면 더 효과적인 학습과 문제 해결은 물론 인지적 기능을 전반적으로 향상시킬 수 있다.
상위인지(metacognition)는 아래 <도표 4>처럼 학습과 자신의 생각에 대한 지식(awareness, knowledge)과 자신의 생각에 대한 조절(regulation)이라는 2가지 요소로 구성된다.
<도표 4> 상위인지를 구성하는 2가지 요소(Hacker, et al., 2009)
다시 말해 상위인지는 자신이 무엇을 알고 무엇을 모르는지, 자신의 강점과 약점이 무엇인지 등의 자기 이해를 바탕으로 자신의 사고에 대해 비판적 사고를 할 수 있고, 자신의 인지적 행동을 의식적·능동적으로 모니터링하며 도움이 될 전략을 선택해 마주한 도전적 과제를 해결할 때 필요한 개인의 능력이다.
한 연구기관의 연구(the Sutton Trust Education Endowment Foundation)에 따르면 상위인지 훈련이야말로 학업 성취도 향상에 가장 가성비가 높은(cost-effective) 전략의 하나임을 밝히고 있다. 또한 존 해티의 학습전략의 효과크기(effect size)1 연구에 따르면 상위인지의 효과크기는 0.69로서 상당히 큰 편이다. 이는 상위인지 전략의 지도가 성취도 향상에 효과가 매우 크다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라 상위인지의 사용이 활발한 학습자는 깊은 학습(deeper learning)을 하게 되지만 상위인지를 사용하지 못하는 학습자는 얕은 학습(surface learning)에 머물게 된다. 또한 상위인지는 가르칠 수 있는 스킬(teachable skill)이며 문제 해결, 의사결정, 비판적 사고 등에 결정적으로 중요하다고 알려져 있다. 상위인지 능력은 나이와 함께 서서히 향상되지만 가장 크게 향상되는 시기는 12-15세 사이이며 성인기로 접어들면서 정체되는 것으로 알려져 있다(Stel, M. van der, 2011).
상위인지를 구성하는 요소를 좀 더 구체적으로 살펴보면 아래와 같다. 상위인지 능력은 자신의 생각에 대한 지식과 자신의 생각에 대한 조절, 2가지로 구성되어 있다.
(1) 자신의 생각에 대한 지식
① 자신의 학습에 영향을 주는 요소(factor)에 대한 지식
“나는 수학문제를 풀 때 4칙 연산을 실수하는 경우가 많아.”
② 학습에 활용할 수 있는 전략(strategies)에 대한 지식
“나는 배운 것을 1시간 후, 1일 후, 3일 후 시차를 두고 복습하면 효과적으로 기억할 수 있다는 것을 알고 있어.”
③ 특정 학습 상황에 적합한 전략의 선택(choosing)에 관한 지식
“머지않아 있을 객관식 시험을 준비하는 데는 암기가 효과적이고, 에세이 시험을 준비하는 데는 매일 배운 내용을 나 자신만의 생각과 용어로 다시 정리하는 것이 효과적이었어.”
(2) 자신의 생각에 대한 조절
<도표 5> 상위인지 3단계
① [Before] 계획을 수립하고 목표를 설정하기(planning)
계획을 수립하고 목표를 설정하는 단계에서는 다음과 같은 질문을 스스로에게 던지는 것이 도움이 된다.
“해결할 문제가 무엇이지?”, “전에 내가 이런 것을 해봤던가?”, “어떤 전략을 사용할까?”, “이 과제를 하기 위한 나의 강점과 전략은 무엇인가?”
② [During] 학습을 모니터링하고 통제하기(monitoring)
학습을 모니터링하고 통제하는 과정에서는 다음과 같은 질문을 스스로에게 던지는 것이 도움이 된다.
“나는 제대로 하고 있는가?”, “내가 사용하고 있는 전략은 효과가 있는가?”, “전략을 어떻게 수정해야 하지?”
③ [After] 성찰 관점에서 수행을 평가하기(evaluating)
수행을 평가하는 단계에서는 다음과 같은 질문을 스스로에게 던지는 것이 도움이 된다.
“나는 얼마나 제대로 했는가?”, “어떤 전략이 유효했지?”, “전략을 어떻게 수정해야 다음에는 더 잘할 수 있을까?”
집행기능이 결핍되면 학습에 어려움을 겪게 된다. 프로젝트를 기획하고 착수하기, 주의를 기울이기, 다른 관점을 이해하기, 지시를 따르기, 감정을 조절하기, 말이나 문자로 이야기하기, 세부사항을 순서대로 기억하고 소통하기, 과제를 완수할 수 있을 때까지 필요한 정보를 기억하기 등이 모두 집행기능의 도움으로 이루어지기 때문이다. 따라서 기초학력 책임교육이 실제로 효과가 있으려면 먼저 아동의 이런 내적 인지기능의 향상이 필요하다.
집행기능 향상에서는 연습이 매우 중요하다. 집행기능의 향상은 단순한 활용보다는 지속적으로 도전적인 과제에 도전케 함으로써 가능해진다. 또 집행기능의 훈련과 연습만으로 최선의 결과를 기대할 수 없다. 스트레스나 슬픔처럼 집행기능에 부정적 영향을 주는 요소를 줄이고 기분 좋음이나 소속감 같이 집행기능을 지원하는 요소를 강화할 필요가 있다.
집행기능이 담당하는 대표적인 기능과 이의 향상을 위한 전략과 활동을 소개하면 아래와 같다(Adele Diamond, 2023; understood.org, 2016).
1) 자기 통제력 향상
자기 통제력은 행동과 주의라는 2가지 측면에서 살펴볼 것이다.
(1) 행동 관련 자기 통제력
자기 통제력은 우리가 행동하거나 말하기 전에 한 번 더 생각하며 유혹에 저항하고 충동적인 반응을 억제하는 능력이다. 우리는 규율을 지키고 인내심을 발휘하는 데에도 자기 통제력이 필요하며, 목표를 달성하기 위해 어려움을 극복하고 만족을 미루는 것에도 자기 통제력이 관여한다. 이러한 자기 통제력은 자발적으로 욕구를 억제하고 지연시키는 능력으로서 만족지연(delay of gratification)2이라고도 불린다. 불행하게도 많은 아동들은 자기 통제력이 부족하여 잘못된 행동을 억제하는데 어려움을 겪는다. 때로는 교사와 부모님들은 종종 이러한 어려움을 ‘나쁜’ 행동이나 ‘규율’ 문제로 오해하기도 하지만, 실제로는 자기 통제력의 미성숙함에서 비롯된 것일 수 있다. 행동 관련 자기 통제력은 다음과 같은 활동들을 통해 향상시킬 수 있다.
• 시몬 가라사대(Simon Says) 게임(모든 연령에 적합)
• 연극 놀이(어떤 역할이나 상황에서 자신의 성격, 행동, 또는 습관은 자제하면서 다른 방식으로 행동하거나 표현하는 연습)
• 다른 사람들과 함께 음악 연주하기(자신의 차례가 될 때까지 기다리는 연습)
• 코미디를 연기하며 웃음 찾기(코미디를 연기하는 과정에서 자신이 만든 재치 있는 이야기나 농담에 웃지 않고 연기를 연습하기)
• 친구 간의 책 읽기와 듣기(buddy reading)(어린이들이 두 명씩 짝을 이루어 번갈아가며 독서자나 청취자가 되는 활동)
• 수업 내용에 대해 질문하기 전에 ‘5초’ 먼저 생각해 보기,
• 짝 활동, 모둠 활동 등을 할 때 ‘3초’ 더 생각해 보고 말하기
(2) 주의 관련 자기 통제력
주의 관련 자기통제는 초점 주의(focused attention) 또는 선택적 주의(selective attention)를 포함한다. 이는 주의를 방해하는 것들을 무시하고 과제 해결에 집중하게 해주는 능력이다. 또 이는 재미없는 자료일지라도 그것에 지속적으로 집중하는 능력을 포함한다. 주의 관련 자기 통제력은 다음과 같은 활동들을 통해 향상시킬 수 있다.
• 돌림노래 부르기(singing in a round)3
• 이야기 듣기(listening to story-telling/story-reading)
• 통나무 위 걷기, 숟가락에 달걀을 올려놓고 떨어뜨리지 않으면서 선을 따라 걷기, 가득 찬 유리잔을 받침대에 올려서 옮기기, 소리를 내지 않고 종을 갖고 선 따라 걷기 등
• 가정 및 주방의 일로 액체 따르기, 콩류를 숟가락으로 뜨기, 야채 껍질 벗기기, 바늘에 실 끼우기, 바느질하기 등
2) 작업기억 향상
작업기억은 정보를 일시적으로 머릿속에 유지하면서 작업하거나 놀이하는 능력이다. 작업기억을 통해 우리는 다음과 같은 일들을 할 수 있다:
• 읽기를 하는 동안 바로 앞에서 읽은 내용을 기억하고 이를 지금 읽는 내용과 연결시켜 전체 내용을 이해하기
• 다단계 지시사항을 기억하면서 이를 올바른 순서대로 실행하기
• 21과 13을 더하는 셈을 암산으로 하기
• 아이디어를 머릿속에서 생각해 보고 서로 관련짓기
• 과거를 돌아보거나 미래에 대해 생각해 보기
• 상대방의 대화를 듣는 동안 묻고 싶은 질문을 떠올리고 이를 일시적으로 기억하기
• 일정한 기간 동안 펼쳐지는 일들을 이해하기(이는 이전에 일어난 일을 기억하고 현재 일어나고 있는 일과 연결하는 것을 필요로 함)
작업기억은 다음과 같은 활동들을 통해 향상시킬 수 있다.
• 쇼핑에서 할인할 때 암산하기, 볼링 경기에서 점수를 더하기 등
• 이야기 이어가기 그룹 활동하기(한 명이 이야기를 시작하고, 다음 사람은 이전에 말한 내용을 반복하면서 이야기를 덧붙여나감)
• 이야기 듣기(hearing stories)(작업기억을 동원하여 이야기의 세부사항을 기억하고 새로운 정보를 이에 연결시키기)
• 글쓰기와 구두 표현을 조합하여 시 또는 글을 창작하고 이를 급우들 앞에서 발표하기
3) 인지 유연성 향상
인지적인 능력의 하나로, 주어진 상황에 대해 다양한 관점에서 생각하고 이해하는 능력을 의미한다. 또한 여러 가지 규칙, 시각, 개념 또는 사고방식을 유연하게 전환하여 문제를 해결하거나 새로운 상황에 대응하는 능력을 포함한다. 인지 유연성은 일상생활뿐만 아니라 학습, 문제 해결, 커뮤니케이션, 사회적 상호작용 등 다양한 상황에서 필요한 능력이다. 특히 현대 사회에서는 빠르게 변화하는 환경에서 새로운 도전과 문제들이 발생하므로, 인지 유연성의 중요성은 그 어느 때보다도 크다. 인지 유연성은 다음과 같은 능력을 포함한다.
• 문제나 상황을 다양한 관점에서 보기
• 사물을 완전히 새로운 관점에서 보기
• 갑작스럽게 나타난 기회를 놓치지 않고 이용하기
• 예기치 않은 문제나 장애에도 불구하고 성공의 길을 찾아내기
• 새로운 정보를 받은 후 자신의 잘못을 인정하기
• 변화나 예기치 않은 것에 유연히 적응하기
인지 유연성을 다음과 같은 활동을 통해 향상시킬 수 있다.
• 연극, 재즈, 댄스와 같은 창작적인 활동에 참여하며 그 자리에서 곧바로 조정하고 창의성을 함양하기
• 상상력을 발휘하는 게임하기(예: 테이블의 용도 상상하기 – 식사하는 곳, 그 밑에 숨을 수 있는 곳, 타악기처럼 사용하기, 잘라서 땔감으로 사용하기)
• 일상적인 물건들 사이의 공통점을 찾는 게임하기(예: 당근은 오이와 어떻게 비슷한가요? – 모양이 비슷함; 당근은 오렌지와 어떻게 비슷한가요? – 색상이 비슷함; 당근은 감자와 어떻게 비슷한가요? – 둘 다 땅속에서 자람)
• 교사나 부모의 실제 문제 해결에 초대하기(이들은 도전을 즐기고 어른을 도우며 큰 자부심을 느낄 수 있음)
이상에서는 집행기능을 구성하는 3요소인 <자기 통제력, 작업기억, 인지 유연성> 측면에서 어떻게 이들을 향상시킬 수 있는지를 살펴보았다. 다음은 이런 구분 없이 집행기능 향상에 도움이 되는 것들이다.
• 예술 활동(음악, 댄스, 연극 등)
• 스포츠, 특히 축구나 농구와 같은 개방형 스킬 스포츠
• 전통 무술, 자제력, 규율, 인격 발달을 강조하는 무술(관련 연구에 따르면 태권도를 연습하는 어린이들은 표준 체육 수업을 듣는 어린이들보다 모든 집행기능 측면에서 더 큰 향상을 보임)
• 숲, 산악, 사막, 정글 등의 도전적인 환경 속에서 살아남는 경험하기
• 목공예
• 요리
• 동물 돌보기
• 어린 아이들을 위한 상상놀이
4) 스트레스와 자존감 고려
집행기능은 내부 목표에 따라 생각과 행동을 조율하는 뇌의 일부인 전전두피질(prefrontal cortex: PFC)에 의존한다. 우리가 스트레스를 받으면 명확하게 생각하거나 자제력을 행사하기 어려워진다. 또 스트레스는 전전두피질과 다른 뇌 신경 영역, 예를 들면 편도체와의 기능적인 소통을 방해한다. 편도체는 위험을 감지하면 경보 신호를 보내는 역할을 한다. 그리고 실제로 위험이 없거나 위험이 지나갔을 때 전전두피질은 편도체를 진정시키는 역할을 한다. 하지만 전전두피질과 편도체 간의 소통이 방해를 받게 되면 전전두피질의 편도체에 대한 ‘진정’ 신호가 전달되지 않는다. 따라서 편도체는 계속해서 활성화되며, 사람은 스트레스와 과도하게 경계하는 상태가 유지된다. 많은 사람들은 도전적인 인지적 과제를 수행할 때 약간 긴장되거나 약간의 스트레스를 받을 때 성과가 더 좋다고 배웠다. 하지만 사실은 스트레스, 심지어 극도로 미약한 스트레스조차도 대부분의 사람들의 집행기능을 저하시킨다(Zareyan et al., 2021).
생각보다 마음 상태는 집행기능 기술에 큰 영향을 미친다. 따라서 집행기능을 향상시키는 가장 좋은 방법은 참가자들이 다음과 같이 장려하는 일이다:
• 집행기능은 향상시킬 수 있다는 믿음 갖기
• 느긋하게 생활하기(생활 속에서의 스트레스 줄이기)
• 삶에 더 많은 기쁨을 느끼기
우리는 다음과 같은 전략을 통해 스트레스를 줄일 수 있다.
• 안정적 일상, 예측 가능성, 일관성 및 허용되는 것과 그렇지 않은 것에 대한 명확성확보하기
• 실수는 학습의 자연스런 과정이며 능력을 발전시키는 계기로 활용하기. 성장형 사고방식을 통해 자신감을 심어주고 실패를 배움의 기회로 삼도록 가르침.
• 자신을 이해하고 인정하는 태도와 함께 항상 완벽해야만 한다는 것은 아니라는 점을 깨닫기.
• 도움을 요청하기. 서양 사회에서 강조하는 자립은 정신적, 신체적 건강에 해로우며 모든 사람은 때때로 도움을 필요로 하다는 점을 깨닫기.
• 운동하기. 운동은 자연 속에 있을 때처럼 거의 모든 형태에서 스트레스 해소에 도움이 됨.
• 신체 움직임 중심의 마음챙김. 태극권, 태권도 등은 종합적인 검토에 따르면 다른 방법들보다 집행기능을 향상시키는 데에 가장 좋은 결과를 보여줌.
• 애완동물을 통해 기분을 좋게 하고 스트레스를 감소시키기. 연구에 따르면 강아지의 존재는 교실(유치원, 초등학교, 대학교)이나 직장에서 스트레스를 줄이고 주의력과 성과를 향상시킴.
5) 집행기능 향상을 위한 게임
집행기능 향상은 꾸준한 연습과 훈련이 중요하다. 집행기능 향상에 도움이 되는 게임은 매우 많다. 대표적인 것이 보드게임이다. 수업에서 게임하는 시간을 보상으로 활용하는 것도 좋은 아이디어이다. 집행기능 향상에 도움이 되는 대표적인 게임 몇 가지를 소개하겠다.
(1) 단어의 정의를 알아맞히기 게임
• 관련 집행기능: 자기 통제력, 상위인지
선생님은 단어의 정의를 읽고, 아이들은 해당 단어를 알아내야 한다. 예를 들어, 질문이 “말린 포도는 무엇인가요?”일 때 학생이 “건포도”라고 대답하면, 바르게 대답한 학생이 그 차례에 승리한다. 게임을 하고 있는 학생만 대답할 수 있다. 이 게임은 시험 전 복습을 위해 활용할 수도 있다. 영어 수업 시간이라면 영어로 질문하고 영어로 답하게 할 수도 있을 것이다.
(2) 임의의 철자를 활용해서 단어 만들기
• 관련 집행기능: 계획하기, 조직하기, 정리하기
소위 스크래블 게임이다. 학습자는 철자들을 조합해서 의미 있는 단어를 만든다. 짝활동이나 그룹활동으로 할 수 있다. 나아가 단어의 정의 찾기, 단어를 활용해 문장 만들기 등으로 확장할 수도 있다.
(3) 픽셔너리 게임
• 관련 집행기능: 유연성, 시간 관리
한 사람이 칠판 혹은 백지에 그린 그림이 어떤 단어를 나타내는지 알아맞히는 게임이다. 그림이 극적일수록 게임은 더 흥미 있어진다. 시간제한을 두는 것이 좋다.
(4) 단어 기억하기 게임
• 관련 집행기능: 작업기억, 주의
단어 리스트를 주고(학습자 수준에 맞게 4, 5, 6, 7개 등으로 증가시킬 수 있음) 이를 일차 기억하게 한 다음, 리스트를 치운 다음 기억을 방해하기 위해 15-6, 12+7 등의 암산을 하게 한 다음, 기억했던 리스트의 단어들을 회상하게 한다. 더 정확히 많이 회상한 사람이나 팀이 승리한다.
(5) 일련의 이미지를 순서대로 기억하기 게임
• 관련 집행기능: 주의, 작업기억
4-5개 정도의 이미지가 그려진 카드를 준비한 다음 1초 동안 이를 보고 기억하게 한 다음 카드를 뒤집어 더 이상 보이지 않게 하고 조금 전 기억한 이미지를 순서대로 기억하게 한다. 이때도 카드 이미지를 계속 되뇌기 하지 않도록 기억을 방해하기 위해 15-6, 12+7 등의 암산을 하게 한 다음 기억했던 리스트의 이미지들을 회상하게 한다.
(6) 주어진 주제 관해 5초 내에 3가지를 말하기 게임
• 관련 집행기능: 시간관리, 주의, 과제 착수
예를 들어 프로 ‘야구팀’이라는 주제를 주면 프로 야구팀 이름을 3개 말할 수 있어야 한다. 또 ‘광물’이라면 광물 3가지를 말하고, ‘자연 재해’라는 주제를 주면 자연 재해의 예를 3가지 들어야 한다.
(7) 동작 멈추기(Freeze!) 게임
• 관련 집행기능: 주의, 자기 통제력
교사가 음악을 틀고 학생들은 이 음악에 맞춰 우스꽝스럽게 몸을 움직이는 춤을 추게 한다. 교사가 Freeze!라고 외치면 학생들은 꼼짝 않고 제자리에 서야 한다. 흥에 겨워 춤을 추다가 갑자기 멈추는 일이 쉽지 않을 수 있다. 자기 통제력이 필요한 게임이다.
(8) 젠가(Jenga) 게임
• 관련 집행기능: 자기 통제력, 유연한 사고, 계획하기
직육면체 나무토막을 쌓은 기둥이 있고, 한 사람씩 돌아가면서 나무토막을 빼낸 다음, 다시 맨 위에 얹는다. 나무토막을 빼낼 때 실수로 기둥을 무너뜨린 사람이 패배한다. 누구나 가지고 놀기 좋은 게임이다.
(9) (서양) 장기
• 관련 집행기능: 계획 세우기, 유연성, 작업기억
(서양) 장기는 아이들이 각 말에 대한 특정 규칙을 배우고, 말을 전략적으로 움직여 상대방을 제압해야 하는 게임이다. 이 게임은 움직임을 미리 생각해야 하는 데에 엄청난 계획, 유연성, 작업기억의 사용이 필요하다. 이 게임은 진행되는 동안 말할 필요가 없어 매우 조용하다는 특징이 있다.
(10) 단어를 연기하고 이를 알아맞히기
• 관련 집행기능: 주의, 유연성, 작업기억, 인내
한 학생이 어떤 특정 단어를 몸으로 연기하고 나머지 사람들은 이를 알아맞히는 게임이다. 연기하는 사람은 단어를 신체적인 동작이나 표현으로 변환해야 하므로, 새로운 관점에서 사고하고 자유로운 상상력을 발휘하게 된다. 또한 몸으로 표현하는 동안 단어를 기억하고 있어야 한다. 또 몸으로 연기하는 학생은 단어를 소리 내거나 설명하지 않으며, 다른 학생들이 알아맞힐 때까지 인내심을 발휘해야 한다.
6) 집행기능 결핍에 대한 개입: 주의력
주의 집중의 어려움은 학습에 가장 큰 장애물의 하나이다. 학생들이 수업에 집중하지 못하면 배우는 내용을 이해할 수 없고, 지시사항을 집중해서 듣지 못하면 무엇을 해야 할지 알 수 없게 된다. 또 주의를 자유롭게 전환하지 못하면 새로운 과제를 시작할 수 없게 된다. 집중이 안 될 때 뇌의 정보처리 능력은 현저히 떨어지고 학생은 좌절한다. 따라서 교사와 학생 모두 주의 집중력을 높이는 스킬에 능숙해질 필요가 있다.
다음은 교실에서 주의력에 어려움이 있는 학습자를 돕는 전략, 활동 및 아이디어들이다(thepathway2success.com, 2016).
• 주의력과 기타 인지 기술에 대해 명확하게 가르치기
• 명확하게 한 단계씩 지시하기
• 어떻게 체계적으로 정리하는지 가르치기
• 숙제의 중요한 지시사항을 강조하기
• 대체 가능한 좌석 옵션 사용하기(흔들의자, 서서 학습하는 책상의 사용)
• 교사가 요청(질문)하고 학생이 응답하는 상호작용(call-and-response) 하기
• 학습 활동 전에 운동하기(예: 체육관에서 농구하기)
• 중요한 정보 전달 전에 종소리 울리기
• 수업과 활동 중에 신체 움직임 도입하기
• 시각 자극을 알림이나 상기시키는 용도 및 지원으로 활용하기
• 교실 주변의 주의를 산만하게 하는 것 줄이기(예: 너무 많은 포스터)
• 우선적인 좌석 배치하기(각 아이마다 최적의 집중 지점 찾기)
• 체험 중심의 학습 활동 도입하기
• 개인 학습용 부스(study carrel) 사용하기(구입하거나 판지로 만들어 사용!)
• 학습 중에 더 많은 움직임을 허용하는 작은 그룹 활동 추가하기
• 다루기 쉽도록 긴 과제를 작은 단위로 나누어 제공하기
• 학생들이 손으로 조작하거나 움직이며 정신적인 긴장을 풀거나 집중력을 개선하는 데에 도움이 되는 간단한 도구(fidgets) 제공하기(사용법도 명확히 가르치기)
• 마음을 가다듬기 위한 마음챙김(mindfulness) 및 이완 전략 실천하기
• 수업과 활동 사이에 짧은 휴식 시간 주기
• 학생들에게 자기 자신을 점검하거나 자기 상태를 파악하는 방법 가르치기
• 학습활동의 시간을 관리하기 위해 타이머 설정하기
• 작업 시간 동안 백색 소음을 내는 기계의 사용이나 클래식 음악 틀기
• 학습활동 중에 헤드폰 끼고 가사 없는 배경 음악 듣기
• 집중력 증진 앱 사용하기
• 수업 활동 중 공부 친구 배정하기
• 주의력 강화 게임과 활동하기(예: 시몬 가라사대)
• 학생들의 관심사를 수업에 활용하기
• 번갈아가며 학습활동하기(한 학생이 한 문제를 독립적으로 해결하고, 다른 학생이 다음 문제를 해결)
• 과제의 완료를 위해 추가 시간 제공하기
집행기능은 어떤 과제를 끝까지 완수하기 위해서 반드시 필요한 필수적인 인지 기능이다. 하지만 집행기능은 한국의 교육계에는 아직 비교적 생소한 용어이다. 그러나 세계의 많은 나라들은 21세기 들어 뇌의 집행기능에 주목하기 시작했다. 뇌기반 교수학습에 관련된 원서들은 수년 전부터 개정을 통해 다투어 집행기능을 책 내용에 추가하기 시작했다. 아직 한국 교육계에는 “가르치면 배울 것이다”라는 가설이 지배한다. 지난 칼럼에서는 기초학력 향상을 위해서는 동기유발이 우선이란 점을 강조했다. 이번 칼럼에서는 학습이 이루어지기 위해서는 집행기능의 향상이 필수적임을 살펴보았다. 이제 한국의 교육계도 교사가 가르칠 때 학습자의 뇌에 어떤 일이 일어나고 학습이 일어나기 위한 선행 조건이 무엇인지에 대해 깊은 관심을 가질 필요가 있다. 오케스타라 지휘자가 없는 악단, 관제탑이 없는 공항을 상상해 보라. 연주와 비행기의 이착륙이 제대로 이뤄질 리가 없다. 집행기능을 ‘성공을 위한 마음의 도구 세트’(mental toolkit for success) 혹은 ‘뇌의 관리 시스템’(the management system of the brain)이라고 부르는 데는 그만한 이유가 있다. 우리는 집행기능을 통해 매일 학습하고, 일하며, 삶을 관리할 수 있다. 학습자의 집행기능에 문제가 있으면 주의를 집중하거나 지시를 따르고 감정을 통제하기 어렵다. 집행기능이 아동의 사회경제적 지위나 IQ보다도 학습 성취나 미래 직업세계에서의 성공을 더 잘 예측한다는 점에도 주목할 필요가 있다. “가르치면 배울 것이다.”, “맞춤 학습을 제공하면 배울 것이다.” 등은 모두 불완전하거나 틀린 가설이다. 학생이 배울 수 있기 위해서는 배움이 일어나기 위한 조건을 잘 이해하고 이를 함께 갖추어가면서 가르쳐야 한다. 기초학력 향상을 위한 교육계의 노력이 좀 더 학습과학적이길 바란다.
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[참고 문헌]
• 이찬승 (2021). 내 자녀·학생 자기주도(조절)학습 능력 키우기 A to Z (하).
http://21erick.org/column/6374/
• Adele Diamond, (2021). The Science of Attention and Executive Function: Joyful Ways to Improve Thinking, Reasoning, and Self-Control. The Science of Teaching During Pandemic. PPT. February 20, 2021 Virtual Conference.
• Adele Diamond, (2023). How to Sharpen Executive Functions: Activities to Hone Brain Skills.
https://www.additudemag.com/how-to-improve-executive-function-adhd/
• Alloway & Alloway (2010). Investigating the predictive roles of working memory and IQ in academic attainment. Journal of Experimental Child Psychology, 106(1), 20-29.
• Gail Belsky. What is executive function?
https://www.understood.org/en/articles/what-is-executive-function#Signs_of_executive_function_challenges
• Gerard Effeney et al., (2013). Self-regulated learning and executive function: exploring the relationships in a sample of adolescent males. Educational Psychology. Volume 33, 2013 – Issue 7. Pages 773-796.
• Hacker, et al. (2009). A Handbook of Metacognition in Education. Routledge.
• Hendry & Charman (2016). Executive function in the first three years of life: Precursors, predictors and patterns. Developmental Review, 42, 1-33.
• thepathway2success.com (2016). Interventions for Executive Functioning Challenges: Attention.
https://www.thepathway2success.com/interventions-for-executive-functioning-challenges-attention/
• thepathway2success.com. Executive Functioning Skills.
https://www.thepathway2success.com/executive-functioning-skills/
• Zareyan et al., (2021). First Demonstration of Double Dissociation between COMT-Met158 and COMT-Val158 Cognitive Performance When Stressed and When Calmer. Cerebral Cortex, 31(3), 1411-1426.
각주
- 전략적 행동 (strategic action) – 여기서의 전략적 행동은 계획의 수립, 모니터링, 목표 대비 진전 정도 평가하기 등을 말한다.
- 만족지연(delay of gratification) – 자기통제의 하위영역 중 하나이며, 더 큰 결과를 위하여 즉각적인 즐거움, 보상, 욕구를 자발적으로 억제하고 통제하면서 욕구충족의 지연에 따른 좌절감을 인내하는 능력.
- 돌림노래 부르기(singing in a round) – 여러 성부가 한 선율을 한 성부씩 순차적으로 부르는 노래로 윤창(輪唱)이라고도 한다. 하나의 선율을 시간 차이를 두고 같은 음높이로 여러 사람이 노래한다. 첫 번째 연주자 혹은 그룹이 어느 선율을 먼저 노래를 시작하여 특정 지점에 이르면, 두 번째 연주자 혹은 그룹이 그 선율을 노래하기 시작한다. 두 번째 연주자의 노래가 특정 지점에 이르면, 세 번째 연주자 혹은 그룹이 그 선율을 노래하기 시작하는 방식이다. 선율이 끝나면 다시 처음으로 돌아가 되풀이하기 때문에 선율은 여러 번 반복될 수 있다.
서울대학교 사범대학 수학교육과를 졸업하고, 짧은 직장 생활을 경험한 후 지금의 능률교육(NE능률)을 창립하여 30년을 경영하면서 영어교과서와 참고서 등 다양한 저술활동을 했다. 2009년 회사를 매각하고, '교육을 바꾸는 사람들' 이란 비영리 공익단체를 설립하여, 현재 이 단체 대표직을 맡고 있다. 국가 교육시스템 재 디자인과 사회경제적으로 열악한 환경에서 자라는 아동, 청소년들도 자신의 잠재력을 최대치로 실현할 수 있도록 하는 교육개혁에 특히 관심이 많다. 수업혁신과 교육격차 완화를 위해 학습과학의 연구와 전파, 그리고 교원 연수에도 힘쓰고 있다.
- 이메일 : eduinnovator@21erick.org