이찬승의 학습과학 특강(17) – 정보처리이론의 새로운 진화 : ‘6단계 학습 모형’ 탄생!
| “이번 칼럼에서는 정보처리이론의 현장 적용 역사를 살펴보고, 이를 기반으로 최근 새롭게 개발된 ‘Goodwin의 6단계 학습 모형’을 자세히 소개하고자 한다. 실제 수업에 활용할 수 있도록 돕기 위해 평가 활동도 함께 준비했다.” [본문 중에서] |
목차
1. 정보처리이론 기반 학습 설계 모형의 진화
2. Goodwin의 6단계 학습 모형의 이해
1) 6단계 학습 모형도(模型圖)
2) 6단계 학습 모형의 단계별 핵심 아이디어
3) 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성
4) 6단계 학습 모형의 12가지 학습 원리와 시사점
3. Goodwin의 6단계 학습 모형의 적용: 수업 지도 전략
4. Goodwin의 6단계 학습 모형: 효과적으로 이해하고 기억하기
5. 마무리하며
교육 분야에서 학습과학의 발전은 정보처리이론의 진화와 맥을 같이한다. 정보처리이론은 1950~60년대 인지심리학의 부흥과 함께 등장한 이론으로, 인간의 학습과 사고 과정을 컴퓨터의 정보처리 과정에 비유하여 인간의 뇌가 정보를 처리하고 학습하는 과정을 체계적이고 단계적으로 설명한다. 이 이론은 감각 등록기, 단기기억(순간기억과 작업기억), 장기기억이라는 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있으며, 각 단계에서 정보가 어떻게 변형되고 저장되는지를 상세히 다룬다. 이를 통해 학습과 기억의 메커니즘을 더 깊이 이해할 수 있게 되었고, 교육 현장에서 효과적인 학습 전략을 개발하는 데 크게 기여해 왔다.
이 이론이 개발되기 전까지 사람의 뇌는 블랙박스처럼 그 기능을 알 수 없는 대상으로 여겨졌었다. 그러나 21세기 들어 영상기술의 발전으로 뇌가 정보를 처리하는 방식을 실시간으로 관찰할 수 있게 되면서, 뇌에서 학습이 어떻게 일어나는지에 대해 더 많이 알게 되었다.
<도표 1> 정보처리모델 (Sousa, 2022)
[도표 설명] 정보처리 모형의 각 요소는 학습과 기억의 과정을 단계적으로 설명한다. 감각 등록기는 외부에서 들어오는 자극(소리, 빛, 냄새 등)을 처음 받아들이는 역할을 하며, 매우 짧은 시간 동안 정보를 저장한다. 이 단계에서 주의를 기울이지 않으면 정보는 빠르게 사라진다. 감각 등록기에서 선택된 중요한 정보는 순간기억으로 이동하여 잠시 저장되며, 이를 작업기억으로 보낼지 결정된다. 순간기억을 거쳐 작업기억에 도달한 정보는 분석, 조작, 문제 해결 등의 과정을 거치며 학습의 중심 역할을 한다. 작업기억은 용량이 제한적이기 때문에 효율적으로 관리하지 않으면 정보가 금세 잊히기 쉽다. 반복과 연습을 통해 작업기억에서 정리된 정보는 장기기억으로 저장되며, 이후 필요할 때 언제든 꺼내 활용할 수 있다. 이것이 뇌에서 학습이 일어나는 방식이자 원리이다.
정보처리이론은 현대 교육과 학습 설계에 깊은 영향을 미쳤다. 주의 집중 전략 개발, 학습 내용을 작은 단계로 나누는 점진적 접근법, 반복과 연습의 중요성 강조, 그리고 작업기억의 한계를 극복하기 위한 구체적 수업 전략 등은 모두 이 이론에서 비롯된 성과이다. 최근에는 디지털 학습 도구, 멀티미디어 자료, 인공지능 기반 맞춤형 학습 설계에 이 이론이 적극 활용되고 있으며, 학습과학이라는 융합 학문의 형태로 지속적으로 발전하고 있다.
이번 칼럼에서는 정보처리이론의 현장 적용 역사를 살펴보고, 이를 기반으로 최근 새롭게 개발된 ‘Goodwin의 6단계 학습 모형’을 자세히 소개하고자 한다. 단순히 가볍게 읽고 끝내는 것을 넘어, 이 내용을 깊이 이해하고 장기기억으로 정착시켜 실제 수업에 활용할 수 있도록 돕기 위해 이해를 확인할 수 있는 평가 활동도 함께 준비했다(→ 4. Goodwin의 6단계 학습 모형: 효과적으로 이해하고 기억하기).
정보처리이론은 발표 이후 현장 적용에 다양한 시사점을 제공하면서 지속적으로 발전해 왔다. 특히 21세기에 들어서 뇌기반 교수학습(Brain-Based Teaching & Learning)과 관련된 뛰어난 논문과 저서들이 쏟아지면서 학습과학은 새로운 전성기를 맞이했다. 그러나 ‘수업 설계 모형’이나 ‘학습 설계 모형’으로 불릴 만큼 체계적이고 완성도 높은 것은 여전히 두세 가지에 불과하다. 수업 설계나 학습 설계 체계가 ‘모형’의 자격을 갖추려면, 뇌의 학습 원리(How the brain learns)에 기반하여 학습 이론과 이에 적합한 수업 설계 및 지도 방법이 유기적으로 연결되고 체계적이어야 한다.
가장 먼저 개발된 학습 설계 모형 중 하나는 케인 & 케인(Caine & Caine) 부부 학자가 21세기 초 공저자와 함께 제안한 것으로, 12가지 뇌기반 학습 원리를 다룬 책 『실천으로 배우는 12가지 뇌/마음 학습 원리(12 Brain/Mind Learning Principles in Action)』에서 소개된 바 있다. 최근 주목받고 있는 모형으로는 Goodwin이 개발한 ‘6단계 학습 모형’이 있다. 이 모형은 『수업에 바로 쓸 수 있는 학습과학 6단계 학습 모형(Learning That Sticks: A Brain-Based Model for K-12 Instructional Design and Delivery)』(Bryan Goodwin 외, 2020)라는 책을 통해 공개되었다. 또한, 필자가 이전 칼럼에서 소개한 호주의 수업 모형(http://21erick.org/column/14100/)도 현장에서 주목할 만한 사례라 할 수 있다.
먼저 케인 & 케인의 모형을 간단히 소개하고자 한다. 이들이 개발한 12가지 학습 원리는 초기 발표 이후 발전을 거듭했으며, 교육 현장에서 활용할 수 있는 실질적인 사례와 방법론이 포함된 책 『뇌와 마음의 학습 원리 12가지: 실제 사례와 적용법(12 Brain/Mind Learning Principles in Action)』이 2004년에 출간되었다. 이후 2016년에는 동일한 제목으로 제3판이 출간되었다.
다음 <도표 2>는 이들이 발표한 12가지 뇌기반 학습 원리를 ‘정서적 분위기, 수업 지도, 기억 공고화’ 및 ‘편안하고 주의가 집중된 상태, 복합 경험 속 몰입, 경험의 능동적 처리’라는 세 가지 범주로 분류한 것이다.
<도표 2> 학습의 3가지 범주와 12가지 학습 원리 (Caine & Caine, 2004, 2016)
| 정서적 분위기
(Emotional Climate) |
수업 지도 (Instruction) |
기억 공고화1
(Consolidation) |
| 편안하고 주의가 집중된 상태(Relaxed Alertness) | 복합 경험 속 몰입(Immersion in Complex Experience) | 경험의 능동적 처리(Active Processing) |
| • 원리1: 고차원적(복잡한) 학습은 도전을 통해 향상되며 위협을 통해 억제된다.
• 원리2: 뇌는 사회적 본성이 강하다. • 원리3: 뇌는 선천적으로 의미를 탐색한다. • 원리4: 감정은 패턴 형성에 중요하다. |
• 원리5: 뇌는 부분과 전체를 동시에 지각하고 처리한다.
• 원리6: 모든 학습에는 신체 기능 전반이 관여한다. • 원리7: 의미의 탐색은 패턴 형성을 통해 이루어진다. • 원리8: 학습은 개인의 발달 단계와 밀접하게 연관되어 있다. |
• 원리9: 각각의 뇌는 독특하게 구성되어 있다.
• 원리10: 기억을 조직하는 데는 적어도 두 가지 접근 방법이 있다. • 원리11: 학습은 초점 주의와 주변부 지각을 모두 포함한다. • 원리12: 학습은 항상 의식적 및 무의식적 과정을 포함한다. |
케인 & 케인의 12가지 학습 원리와 그것이 교수·학습에 주는 시사점에 대한 자세한 내용은 필자의 칼럼 ‘이찬승 학습과학 특강⑧ – 미래 교육의 열쇠: 자연적 학습(natural learning)의 힘’을 참고하기 바란다.
이 12가지 학습 원리와 그 적용은 신경과학을 교실 수업에 활용하는 데 중요한 토대를 제공했으며, 학습과학의 발전에 크게 기여한 모형이라 평가받는다. 다만, 이 모형은 깊이 있는 이론적 기반을 갖추고 있으나 다소 추상적이고 이론적인 성격이 강해, 교실 현장에서 즉각적으로 적용할 수 있는 구체적인 학습 전략과 방법론이 부족하다는 한계가 있다.
이에 반해, 최근 Goodwin이 개발한 6단계 학습 모형은 12가지 학습 원리를 구체적이고 실질적인 학습 전략으로 체계화하여 교수·학습 현장에서 바로 활용할 수 있다는 점에서 강점을 가진다. 두 모형 모두 정보처리이론을 기반으로 한다는 공통점을 공유하지만, Goodwin의 모형은 구체성과 실용성을 강화하여 차별화된 특징을 보여준다.
이제 Goodwin의 6단계 학습 모형에 대해 구체적으로 살펴보겠다.
정보처리이론의 현장 적용 모형 중 가장 실용적이고 체계적인 예라 할 수 있다. 이 모형은 『Learning That Sticks: A Brain-Based Model for K-12 Instructional Design and Delivery)』(Bryan Goodwin 외, ASCD, 2020)라는 책을 통해 세상에 처음 공개되었으며, 최근 『수업에 바로 쓸 수 있는 학습과학 6단계 학습 모형』(이찬승 옮김, 교육을 바꾸는 사람들 펴냄, 2024)이라는 제목으로 번역되어 한국에도 소개되기 시작했다. 처음에는 McREL International(2018)의 백서 형태로 발표되었지만, 이후 더욱 정교하고 실용적인 내용을 담아 책으로 발전했다.
Goodwin의 6단계 학습 모형을 효과적으로 이해하기 위해 다음 네 가지 관점에서 살펴보고자 한다.
① 모형도: 전체적인 구조와 단계 간의 상호 연결성
② 핵심 아이디어: 모형이 기반하고 있는 주요 원리와 목표
③ 정보처리 과정: 학습이 단계적으로 이루어지는 방식과 정보처리의 역학
④ 단계별 뇌의 학습 원리와 시사점: 각 단계에서 작용하는 학습 원리와 교육적 함의
이를 통해 Goodwin의 6단계 학습 모형이 왜 현장 적용에 적합한지, 그리고 케인 & 케인의 모형과 호주의 수업 모형과 비교했을 때 어떤 실용적 차별성을 제공하는지 구체적으로 알아보겠다.
1) 6단계 학습 모형도(模型圖)
Goodwin의 6단계 학습 모형은 ‘감각 입력(감각등록기 → 순간기억) → 정보 조작(작업기억) → 기억 응고화(장기기억)’를 핵심으로 하는 정보처리이론을 바탕으로 설계된 것으로, 인간의 학습 과정을 6단계로 설명한다.
<도표 3> Goodwin의 6단계 학습 모형도
이 모형은 정보처리이론에 익숙하지 않은 독자들에게 처음에는 다소 복잡하게 느껴질 수 있다. 그러나 6단계를 깊이 이해하면, 서로 연결된 일련의 학습 과정으로 다가와 복잡함이 사라진다. 따라서 먼저 모형도를 통해 전체적인 구조(숲)를 소개한 뒤, 이를 구성하는 세부 요소들(나무)을 차례로 살펴보는 방식으로 설명하고자 한다. 이는 학습에서 전체 개요와 핵심 아이디어를 먼저 파악한 후 세부 내용을 이해하는 방식이 보다 효과적이기 때문이다.
다음은 각 단계에서 어떤 학습이 이루어지는지 간단히 설명한 내용이다.
(1) 감각 입력 (30초 이내)
<1단계> 흥미 갖기: 학습 초기에 자신이 배우게 될 내용에 관심을 가지며, 이를 통해 학습에 몰입할 준비를 한다.
<2단계> 학습에 전념 결심하기: 학습 목표를 명확히 인식하고 집중하겠다는 결심을 다짐한다.
(2) 정보 조작 (5-20분)
<3단계> 새로운 학습에 집중하기: 중요한 정보에 주의를 기울이고, 과부하를 방지한다.
<4단계> 학습 내용을 이해하기: 배운 내용을 기존 지식과 연결하여 의미를 형성한다.
(3) 기억 공고화
<5단계> 연습하기와 되돌아보기: 학습 내용을 반복 연습하며, 스스로 성찰하며 기억을 강화한다.
<6단계> 확장하기와 적용하기: 배운 내용을 새로운 상황에 확장하거나 실생활에 적용한다.
Goodwin의 6단계 학습 모형은 인간 뇌의 정보처리 과정을 체계적으로 분석하여 학습의 최적화를 돕는 단계들을 제시했다는 점에서 높이 평가할 만하다. 특히, 이 모형은 교사의 시각보다는 학생의 학습 관점에 초점을 맞추고 있다.
책의 제목이 “기억에 남는 수업 지도(Teaching that Sticks)”가 아니라 “기억에 남는 학습(Learning that Sticks)”으로 되어 있는 것도 이러한 학생 중심 접근 방식을 강조한 것이다. 또한, 책의 서문에서는 “수업 설계 모형” 대신 “학습 모형(Learning Model)”이라는 표현을 사용한 점 역시, 학생들의 사고 과정을 중심으로 수업을 설계하도록 유도하려는 의도를 담고 있다.
이 모형은 교사의 역할을 단순히 ‘무엇을 가르치는지’에서 ‘학생들이 무엇을 배우고 그 학습이 얼마나 효과적인지’로 전환하게 한다. 이를 통해 교사들이 학습 중심의 사고방식을 채택하고, 학생들의 학습 과정을 더욱 깊이 이해하며 지원할 수 있는 새로운 가능성을 제시한다. 결국, Goodwin의 6단계 학습 모형은 교사의 지도(teaching) 중심의 접근에서 학생의 학습(learning) 중심으로의 근본적인 전환을 제안한다.
2) 6단계 학습 모형의 단계별 핵심 아이디어
아래의 <도표 4>는 Goodwin의 6단계 학습 모형의 학습 단계별 핵심 아이디어를 정리한 것이다. 이는 6단계 학습 과정의 실천을 이끄는 가이드라인이라 할 수 있다. 이 핵심 아이디어는 진술문(declarative statement)과 핵심 질문(essential question)이라는 두 가지 형태로 제시되어 있다.
<도표 4> 6단계 학습 모형의 핵심 아이디어
| 순서 | 학습 단계 | 핵심 아이디어 |
| 1 | 흥미 갖기
(Become interested) |
• 진술형: 학생들의 타고난 호기심을 끌어내어 학습을 촉진한다.
• 질문형: 학습에 호기심을 자극할 수 있는 방법은 무엇인가? |
| 2 | 학습에 전념 결심하기
(Commit to learning) |
• 진술형: 학습의 동기부여를 위해 ‘무엇’을 ‘왜’ 배워야 하는지 이해시킨다.
• 질문형: 학생들을 어떻게 학습에 적극 참여하게 하고 몰입하게 할 수 있는가? |
| 3 | 새로운 학습에 집중하기
(Focus on new learning) |
• 진술형: 그림, 말, 생각으로 표현하고 설명할 때 더 효과적으로 학습한다.
• 질문형: 학생들이 어떤 방법으로 새로운 정보를 학습하고 이전 학습과 연결할 수 있는가? |
| 4 | 학습 내용을 이해하기
(Make sense of learning) |
• 진술형: 학습할 내용의 연결과 이해에 필요한 충분한 시간을 제공한다.
• 질문형: 학생들은 새로 학습할 내용을 어떻게 처리해 이해에 이르는가? |
| 5 | 연습하기와 되돌아보기
(Practice and reflect) |
• 진술형: 학습한 내용을 기억에 남게 하려면 반복 학습이 필요하다.
• 질문형: 학생들이 학습한 내용을 효과적으로 연습하고 되새기는 방법은 무엇인가? |
| 6 | 확장하기와 적용하기
(Extend and apply) |
• 진술형: 학생들이 더 풍부한 인지모형(mental model)2을 개발하도록 지원한다.
• 질문형: 학생들이 어떻게 학습을 확장하고 새로운 과제에 적용할 수 있는가? |
위 도표의 핵심 아이디어는 학습의 초점을 명확히 하고 학습자에게 명확한 방향성을 제공하는 중요한 역할을 한다. 특히, 각 단계에서 제시된 핵심 질문은 학습자가 “이 단원에서 무엇을 배우고, 왜 배워야 하는가?”라는 근본적인 질문에 답하도록 이끈다. 이를 통해 학습자는 학습의 전반적인 목표를 명확히 이해하고, 과정 내내 이 목표를 중심으로 학습을 진행할 수 있다.
Goodwin의 6단계 학습 모형은 단순히 학습 과정을 나열하는 데 그치지 않고, 학습자의 인지모형을 발전시키는 데 초점을 맞춘다. 각 단계별 핵심 아이디어는 학습 내용을 체계적으로 구조화하며, 이를 통해 학습자는 단편적인 이해를 넘어 깊고 풍부한 학습 경험을 쌓을 수 있다. 또한, 학습의 나침반으로서 핵심 질문을 활용하는 방식은 백워드 설계의 핵심 전략과도 일맥상통하며, 학습 목표를 효과적으로 달성하는 데 도움이 된다.
3) 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성
다음 <도표 5>는 Goodwin의 6단계 학습 모형의 각 단계에서 이루어지는 정보처리 과정을 나타낸다. 이 과정에 대한 이해는 학습의 원리를 탐구하는 데 중요한 기초가 되며, 교수·학습 전략을 효과적으로 설계하는 데 유용한 통찰(시사점)을 제공한다. 예시는 필자가 추가했다.
<도표 5> 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 및 시사점
| 단계별
정보처리 |
정보처리 | 시사점 |
| <1 단계>
감각 등록기 (흥미 갖기) |
• 감각 등록기에 임시 저장된 정보 중 주의를 받은 정보만 순간기억으로 넘어간다. | 수업 초반에 학습자의 주의를 즉각적으로 끌 수 있는 중요한 자극(시각적 자료, 질문 등)을 제공함으로써 학습에 흥미를 느끼게 해야 한다.
• 예시: 과학 수업에서 선생님이 “우주에서는 소리가 들리지 않는 이유를 아는 사람 있나요?”라는 흥미로운 질문을 던진다. 학생들은 질문에 호기심을 느끼고 수업 주제에 관심을 갖게 된다. |
| <2 단계>
순간기억 (학습에 전념 결정하기) |
• 순간기억의 정보는 매우 짧은 기간(약 30초)만 유지된다.
• 학습에 전념할 것인지 말 것인지를 순간적으로 결정한다. |
학습의 중요성과 목표를 명확히 제시하여 학습자가 학습에 전념하기를 다짐하도록 유도해야 한다. • 예시: 교사가 “오늘 우리는 소리가 전달되는 원리와 우주에서 소리가 전달되지 않는 이유를 배울 거예요. 이 내용을 잘 이해하면 일상에서도 소리와 관련된 현상을 더 잘 설명할 수 있을 겁니다.”라고 말해 학생들이 학습의 목적과 이유를 분명히 이해하게 한다. |
| <3 단계>
작업기억 (새로운 학습에 주의 집중하기) |
• 주의를 받은 중요한 정보만 순간기억에서 작업기억으로 들어온다.
• 작업기억의 새로운 정보에 주의를 집중해 이를 유지시킨다. |
핵심 내용을 간결하고 명확하게 제시하며, 학습 활동은 5~20분 단위로 짧게 설계해야 한다.
• 예시: 교사가 소리가 전달되는 원리를 그림과 애니메이션을 통해 설명하며, “소리는 진동을 통해 전달된다. 이 진동은 공기, 물, 고체를 매개로 이동한다.”와 같이 간단하고 명확한 설명을 제시한다. |
| <4 단계>
작업기억 (학습 내용을 이해하기) |
• 새로운 정보가 작업기억에 유지되는 동안, 우리는 이를 묶어 정리하고 기존 지식과 연결한다(이때 이해가 이루어짐). | 새로운 정보를 기존 지식과 연결하도록 돕고, 구체적인 예시와 비유를 활용해 이해를 촉진해야 한다.
• 예시: 학생들에게 “우리가 배운 소리의 전달 원리를 이용해, 왜 우주에서는 소리가 들리지 않을지 생각해 볼까요?”라고 질문하며, 기존에 알고 있던 우주와 공기의 특성과 새로운 정보를 연결하도록 유도한다. |
| <5 단계>
장기기억 (연습하기와 되돌아보기) |
• 반복, 시연, 인출 및 되돌아보기를 통해 새로운 학습이 장기기억으로 전환된다. | 학습 내용을 정리하고 복습하며, 반복적인 연습과 되돌아보기의 기회를 제공해야 한다.
• 예시: 학생들에게 문제를 제공한다. 예를 들어, “아래 그림에서 소리가 잘 전달될 매개체를 선택하세요: 공기, 진공, 물.” 이후, 학생들이 자신의 답을 교사와 함께 검토하며 학습 내용을 되새긴다. |
| <6 단계>
장기기억 (확장하기와 적용하기) |
• 학습한 내용을 새로운 상황에 적용함으로써 기억과 인출이 강화된다. | 학습 내용을 실생활이나 다양한 맥락에 적용할 수 있는 활동을 설계하여 학습을 강화해야 한다.
• 예시: 학생들에게 “우리가 배운 소리의 전달 원리를 이용해 왜 잠수부가 물속에서 의사소통할 때 특별한 장비가 필요한지 설명해 보세요.”와 같은 실생활 응용 문제를 제시한다. |
위 <도표 5>의 ‘6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성’은 정보처리이론의 핵심이기도 하지만, 이 모형의 12가지 학습 원리를 도출하는 데 중요한 기반이 된다. 이어서 이로부터 어떤 학습 원리가 도출될 수 있는지 살펴보자.
4) 6단계 학습 모형의 12가지 학습 원리와 시사점
Goodwin의 6단계 학습 모형은 정보처리이론에 기반하여 뇌의 학습 원리를 도출하고, 이를 토대로 효과적인 수업 지도 방법을 제시하는 데 초점을 맞추고 있다. 아래 <도표 6>은 이 모형의 12가지 학습 원리와 그 시사점을 정리한 것이다. 이 원리는 Learning that Sticks의 번역서 52-54쪽 설계 원칙(학습과학)의 내용을 필자가 간명히 다시 정리한 것이다. 아래 도표의 시사점과 예시도 필자가 추가한 것임을 밝혀둔다.
<도표 6> 6단계 수업 모형의 12가지 학습 원리와 교수 전략
| 학습 모형
6단계 |
뇌의 학습 원리
(학습과학) |
원리에 따른 교수 전략 |
|
1단계: 학습에 흥미 갖기
|
<원리1> 감정가(Emotional value):
뇌는 강렬한 감정을 수반한 정보를 우선적으로 처리한다. |
<전략1> 감정을 자극하는 요소를 통해 학습자의 관심을 끌고 동기를 강화해야 한다.
• 예시: 감동적인 이야기로 수업을 시작하면 학생들의 주의가 집중된다. |
| <원리2> 호기심(Curiosity):
뇌는 ‘감정적’ 자극 다음으로, ‘새로운’ 자극에 우선적으로 주의를 기울인다. |
<전략2> 예상치 못한 질문이나 신비로운 요소로 학습의 흥미를 유발해야 한다.
• 예시: “왜 펭귄은 추운 곳에서 얼지 않을까요?”와 같은 질문으로 호기심을 자극한다. |
|
|
2단계: 학습에 전념 결정하기
|
<원리3> 의미와 목적 (Meaning and Purpose):
학습 내용이 개인적 경험과 연결될 때 몰입도가 높아진다. |
<전략3> 학습 내용을 학습자의 관심사나 지역적 맥락과 연계해야 한다.
• 예시: 기후 변화의 영향을 설명하며 학생들이 사는 지역의 사례를 활용한다. |
| <원리4> 개인적인 관심과 목표에 연결하기(Connecting to Personal Interest and Goals):
학생들은 자신의 관심이나 목표와 관련된 학습에 더 몰입한다. |
<전략4> 학생의 흥미를 반영한 맞춤형 수업을 설계해야 한다.
• 예시: 스포츠를 좋아하는 학생에게 공의 궤적을 물리 법칙으로 설명한다. |
|
| 3단계:
새로운 학습에 집중하기 |
<원리5> 시각적 학습(Visual Learning):
뇌는 언어와 시각 자료가 함께 제시될 때 정보를 더 잘 이해하고 기억한다. |
<전략5> 언어적 정보와 함께 시각적 자료(이미지, 다이어그램, 영상 등)를 제공해 학습 효과를 극대화해야 한다.
• 예시: 태양계의 구조를 그림이나 애니메이션으로 설명한다. |
| <원리6> 적극적인 참여(Active Engagement):
질문하거나 설명하며 학습에 능동적으로 참여하면 기억이 강화된다. |
<전략6> 토론과 문제 해결 활동으로 학생들의 참여를 유도해야 한다.
• 예시: 학생들끼리 배운 내용을 설명하게 한다. |
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| 4단계:
학습 내용 이해하기
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<원리7> 잠시 멈추고 처리하기(Pause and Process):
작업기억에 저장할 수 있는 정보량(7개 ± 2개 항목)과 유지 가능한 시간(5~20분)이 제한적이다. |
<전략7> 학습 도중 적절한 휴식과 정보를 정리하는 시간을 제공해 작업기억의 과부하를 방지해야 한다.
• 예시: 15분마다 짧은 정리 시간과 활동을 제공해 학습 내용을 소화하도록 한다. |
| <원리8> 분류 및 묶기(Categorize and Chunk):
새 정보를 관련성이 있는 것끼리 묶어 이전 지식과 연결하면 더 잘 이해되고 기억된다.
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<전략8> 새로운 내용을 기존 지식과 연결하거나 유사한 아이디어를 묶어 이해와 기억을 강화해야 한다.
• 예시: ‘동물의 분류’를 기존에 배운 ‘척추동물과 무척추동물’ 개념과 연관시킨다. |
|
| 5단계:
연습하기와 되돌아보기 |
<원리9> 간격을 둔 교차 연습(Spaced and Interleaved Practice):
반복 연습 사이에 간격을 두고, “바람직한 어려움”3을 반영할 때 기억이 강화된다. |
<전략9> 학습 내용을 반복하되 간격을 두고 다양한 맥락에서 연습하여 기억이 오래 유지되도록 해야 한다.
• 예시: 하루 후 다시 복습하고, 그다음에는 4일 뒤에처럼 점차 간격을 늘려 복습하고, 복습할 때마다 난이도를 조금씩 높여 이전 학습 내용을 심화한다. |
| <원리10> 부족한 부분 되돌아보기(Reflect on Gaps):
자신의 약점을 확인하고 보완하며, 목표와의 간극을 해소하면 정보 저장과 인출이 강화된다. |
<전략10> 학습 목표와 실제 결과와의 간극을 분석하고 개선을 위한 피드백과 반복 연습을 제공해야 한다.
• 예시: 시험 결과를 검토하며 틀린 문제를 다시 풀어본다. |
|
| 6단계:
확장하기와 적용하기 |
<원리11> 전이와 적용(Transfer and Apply):
학습한 내용을 새로운 방식으로 적용할 때 더 잘 인출할 수 있으며, 사고 과정을 시각화하거나(make our thinking visible)4 소리 내어 말할 때(think aloud)5 전이가 더 효과적으로 이루어진다. |
<전략11> 학습 내용을 새로운 상황에 적용할 기회를 제공하는 동시에, 사고 과정을 시각적으로 표현하도록 유도해 학습자들이 자신의 생각을 명확히 정리하고 전이를 촉진할 수 있도록 해야 한다.
• 예시: 물리 법칙을 배운 후, 이를 실제 자동차 사고 분석에 적용하여 사고 상황을 시뮬레이션하고, 사고 발생 원리를 설명한다. |
| <원리12> 비판적 사고를 위한 인지모형 구축(Building mental models for critical thinking):
선언적 지식과 절차적 지식을 통합6하는 인지모형은 심층 학습과 비판적 사고 능력을 개발하는 데 필수적이다. 평가에서는 학생들이 인지모형을 활용하고 비판적으로 사고하는 과정을 보여줄 수 있는 기회가 제공되어야 한다. |
<전략12> 학생들이 ‘무엇을 아는지(선언적 지식)’와 ‘그 지식을 어떻게 활용하는지(절차적 지식)’를 통합하여 실제 상황에 응용할 수 있도록 돕고, 이를 위해 문제 해결 활동이나 사례 기반 학습을 제공해야 한다.
• 예시: 과학 수업에서 물질의 성질(선언적 지식)을 배우고 이를 활용해 환경오염 문제 해결 방안을 설계하도록 한다. |
위의 12가지 학습 원리는 유용하지만, 수가 많아 한 번에 기억하고 활용하기 어려울 수 있다. 이럴 때 학습과학에서 사용하는 주요 기억 전략 중 하나가 이를 소수의 범주로 묶는 청킹 활동이다. 이는 ○○○○○○○○○○○라는 11개 숫자로 된 전화번호를 ○○○-○○○○-○○○○처럼 세 덩어리로 묶으면 더 기억하기 쉬운 것과 같은 이치이다. 이러한 정보 묶기는 인지 과부하를 줄이고 기억을 강화하는 데 효과적이다.
Goodwin 학습 모형의 12가지 학습 원리는 다음과 같이 5가지의 수업 설계 범주로 나눠볼 수 있다. 이런 범주화는 새로운 정보를 기존 지식과 연결하는 과정이기 때문에 장기기억에 큰 도움이 된다.
① 감정과 동기의 활용
② 주의 집중과 효과적인 정보처리
③ 인지적 한계를 고려한 학습 설계
④ 반복 학습과 되돌아보기
⑤ 비판적 사고와 창의적 문제 해결 능력 개발
이 범주별 분석을 통해 Goodwin의 6단계 학습 모형이 기존의 수업 설계 방식과 어떤 점에서 차별화되는지 명확히 이해할 수 있을 것이다.
(1) 감정과 동기의 활용
‘1단계: 학습에 흥미 갖기’(<원리1> 감정가, <원리2> 호기심)와 ‘2단계: 학습에 전념 결정하기’(<원리3> 의미와 목적, <원리4> 개인적 관심과 목표에 연결하기)는 학습자의 감정과 호기심을 자극하여 학습 동기를 강화하는 데 중점을 둔다.
• ‘감정가’는 학습자의 감정을 긍정적으로 자극해 주의와 흥미를 유도하며, 이를 통해 학습 내용을 오래 기억하게 한다. 예를 들어, 스토리텔링이나 감정을 환기시키는 자료는 학습자의 몰입도를 높일 수 있다.
• ‘호기심’은 학습자가 자연스러운 탐구 본능을 자극받아 스스로 답을 찾고자 하도록 유도한다. 흥미로운 질문이나 예상 밖의 사례는 학습자의 능동적 참여를 촉진한다.
• ‘의미와 목적’은 학습 내용을 실생활 문제 해결이나 개인 성장과 연결하여 학습자가 학습의 가치를 발견하도록 돕는다. 예를 들어, 특정 개념을 개인 목표와 연결하면 더 높은 동기를 유발할 수 있다.
• ‘개인적인 관심과 목표에 연결하기’는 학습 내용을 학습자의 관심사나 목표와 결합해 동기를 극대화한다. 학생의 취미와 학습 주제를 연계하면 학습자는 이를 더 의미 있게 받아들인다.
기존 수업 설계는 정보 전달에 치중해 학습자의 내적 동기와 감정을 간과하곤 한다. 6단계 학습 모형은 이를 보완해 학습 몰입도와 지속성을 크게 향상시킨다.
(2) 주의 집중과 효과적인 정보처리
‘3단계: 새로운 학습에 집중하기’(<원리 5> 시각적 학습, <원리 6> 적극적 참여)는 학습자가 정보를 효과적으로 처리하고 장기적으로 저장할 수 있도록 설계하는 데 중점을 둔다.
• ‘시각적 학습’은 텍스트와 그림, 다이어그램, 동영상 등의 시각 자료를 결합해 정보를 전달한다. 이는 이중 부호화 이론(Dual Coding Theory)7을 기반으로 하여 학습자의 이해와 기억을 강화한다. 복잡한 개념을 시각적으로 표현하면 학습자가 더 쉽게 정보를 이해할 수 있다.
• ‘적극적 참여’는 학습자가 질문에 답하거나 자신의 생각을 설명하도록 유도해 정보를 능동적으로 재구성하게 한다. 예를 들어, 학습자가 개념을 자기 언어로 설명하거나 문제 해결 과정에 참여하면 심화 학습이 이루어진다.
기존 수업 설계는 단기적 정보 전달에 집중하지만, 6단계 학습 모형은 학습자가 정보를 깊이 처리해 장기기억으로 전환하도록 설계된다.
(3) 인지적 한계를 고려한 학습 설계
‘4단계: 학습 내용 이해하기’(<원리 7> 잠시 멈추고 처리하기와 <원리 8> 분류 및 묶기)는 학습자의 작업기억 용량과 인지적 한계를 고려한 설계를 제시하는 데 중점을 둔다.
• ‘잠시 멈추고 처리하기’는 학습 도중 적절한 휴식 시간을 제공해 학습자가 받은 정보를 충분히 처리할 기회를 준다. 이는 인지 과부하를 줄이고 정보를 심층적으로 이해할 수 있도록 돕는다. 예를 들어, 강의 중간에 짧은 질문이나 토론 시간을 제공하는 방식이 효과적이다.
• ‘분류 및 묶기’는 학습 내용을 작은 단위로 나누고 이를 논리적으로 묶는 과정을 포함한다. 이는 학습자가 정보를 체계적으로 이해하고 기억하기 쉽게 만든다. 복잡한 내용을 단순화해 도표로 제공하거나 비슷한 개념을 그룹화하는 것이 대표적이다.
이 두 원리는 학습자가 정보를 효율적으로 처리하고 장기적으로 기억할 수 있도록 학습 설계를 최적화한다.
(4) 반복 학습과 되돌아보기
‘5단계: 연습하기와 되돌아보기’(<원리 9> 간격을 둔 교차 연습, <원리 10> 부족한 부분 되돌아보기)는 반복적 연습과 성찰을 통해 학습 내용을 장기기억으로 전환하는 데 중점을 둔다.
• ‘간격을 둔 교차 연습’은 학습자가 학습 내용에 적절한 간격을 두거나 새로운 맥락에서 연습하도록 유도한다. 이는 학습 내용이 일시적으로 “잊힐 만큼의 간격”을 제공함으로써 바람직한 어려움을 만들어낸다. 이러한 과정은 단순히 학습 내용을 반복적으로 익히는 것을 넘어, 익숙함에서 오는 착각(fluency illusion)을 방지하고 학습자가 더 깊이 사고하도록 돕는다. 이는 학습 내용이 장기기억으로 전환되는 데 효과적이다.
• ‘부족한 부분 되돌아보기’는 학습 과정에서 자신의 약점을 인식하고 이를 해결할 기회를 제공한다. 목표와 현재 상태의 차이를 이해하면 정보 저장과 자기 주도 학습 능력이 향상된다.
기존 수업 설계는 피드백과 성찰의 기회를 충분히 제공하지 못하는 경우가 많았다. 그러나 6단계 학습 모형은 이를 보완해 학습의 깊이와 지속 가능성을 강화한다.
(5) 비판적 사고와 창의적 문제 해결 능력 개발
‘6단계: 확장하기와 적용하기’(<원리 11> 전이와 적용, <원리 12> 비판적 사고를 위한 인지모형 구축)는 학습자가 학습 내용을 새로운 상황에 적용하며 사고력을 확장하는 데 중점을 둔다.
• ‘전이와 적용’은 학습자가 배운 내용을 새로운 상황이나 문제에 적용할 수 있도록 한다. 예를 들어, 과학 수업에서 배운 물리 법칙을 일상생활의 현상에 적용하는 활동은 학습자의 전이 능력을 높인다.
• ‘비판적 사고를 위한 인지모형 구축’은 선언적 지식(무엇)과 절차적 지식(어떻게)을 통합해 학습자가 문제를 체계적으로 분석하고 창의적으로 해결하도록 돕는다. 한편, 평가에서는 학생들이 인지모형을 활용하고 비판적으로 사고하는 과정을 보여줄 수 있는 기회가 제공되어야 한다.
이상의 12가지 원리의 범주화 활동을 통해 12가지 원리가 이전보다 좀 더 장기기억 가까이 옮겨 갔을 것이다.
3. Goodwin의 6단계 학습 모형의 적용: 수업 지도 전략
이제 앞에서 학습한 ‘3) 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성’과 ‘4) 6단계 학습 모형의 12가지 학습 원리와 시사점’을 바탕으로 실제 수업을 어떻게 설계하고 가르칠 것인가 즉, 수업 지도 전략을 알아볼 차례이다. 이 전략들을 실제로 실행하기 위한 구체적인 방법은 책을 참조하기 바란다.
1) 6단계 학습 모형의 <1-2단계> 수업 지도 전략
다음 <1-2단계> 수업 지도 전략은 Learning that Sticks 책에 나오는 6단계 학습 모형의 <1-2단계> 교실 수업 도구 세트 제목을 정리한 것이다.
<도표 7> 6단계 학습 모형의 <1-2단계> 수업 지도 전략
위 <도표 7>의 수업 지도 전략은 다음 <뇌의 학습 원리 1, 2, 3, 4>에서 도출된 것이다.
• <원리1> 감정가(Emotional value): 뇌는 강렬한 감정을 수반한 정보를 우선적으로 처리한다.
• <원리2> 호기심(Curiosity): 뇌는 감정적 자극 다음으로, 새로운 자극에 우선적으로 주의를 기울인다.
• <원리3> 의미와 목적(Meaning and Purpose): 학습 내용이 개인적 경험과 연결될 때 몰입도가 높아진다.
• <원리4> 개인적인 관심과 목표에 연결하기(Connecting to Personal Interest and Goals): 학생들은 자신의 목표와 관련된 학습에 더 몰입한다.
왜 이런 수업 지도 방법이 필요하고 실제 어떤 활동을 통해 지도하는 것이 효과적인지에 대한 설명은 책의 일부 내용을 인용하는 것으로 대신한다. 다음은 Learning that Sticks 번역서 <1-2단계>의 일부 내용을 인용한 것이다.
“교사가 자신에 대해 개인으로서 관심을 보인 중학생은 수업에 집중하고 동아리 활동에 적극적으로 참여할 가능성이 3배 더 높은 반면, 교사의 정서적 지원이 낮은 중학생은 학교를 그만둘 가능성이 68% 더 높았다(Klem & Connell, 2004).”
(Learning that Sticks 번역서, 69쪽)
“동기 부여에 대한 연구를 종합한 Jere Brophy(2004)는 학생 참여를 기대치(expectancy) x 가치(value)라는 간단한 공식으로 요약했다. 즉, 학생들이 학습을 다짐하고 전념하려면 학습에 성공할 수 있다는 기대(예: 탑스핀을 치는 내 모습을 상상할 수 있다)와 학습의 결과에 대한 가치를 느낄 수 있어야 한다(예: 공을 세게 쳐도 아웃되지 않을 수 있으면 경기에서 이기는 데 도움이 될 것이다). 만약 학생들이 배우는 것의 가치를 느끼지 못한다면, 좌절과 분노로 반응하게 되고, 이는 인지적 스트레스를 유발하여 학습에 대한 반감으로 정신적 에너지가 분산된다 (Brophy, 2004).”
(Learning that Sticks 번역서, 94쪽)
“학생들이 학습에 전념하기 위해서는 스스로 두 가지를 확신해야 한다는 것이다. 첫째, 배울 내용이 흥미롭고 중요하다. 둘째, 나는 그것을 배울 수 있고 잘할 수 있다. 요컨데, 학생에게 가장 중요한 것은 학습 자체가 아니라 학습에 전념하겠다는 결심이다.
학생들과 함께 학습 여정을 시작하기 전에 학생들이 무엇을 배울지 뿐만 아니라 왜 그것을 배워야 하는지, 즉 WIIFM(What’s in it for me?)을 이해하도록 돕는 데 시간을 할애하는 것이 중요하다. 즉, 그들에게 ‘이게 나에게 왜 중요하지?'(WIIFM)를 설명해 주는 것이다.”(Learning that Sticks 번역서, 112쪽)
2) 6단계 학습 모형의 <3-4단계> 수업 지도 전략
다음은 Learning that Sticks 책에 나오는 6단계 학습 모형의 <3-4단계> 교실 수업 도구 세트 제목을 정리한 것이다.
<도표 8> 6단계 학습 모형의 <3-4단계> 수업 지도 전략
위 <도표 8>의 수업 지도 전략은 다음 <뇌의 학습 원리 5, 6, 7, 8>에서 도출된 것이다.
• <원리5> 시각적 학습(Visual Learning): 뇌는 언어와 시각 자료가 함께 제시될 때 정보를 더 잘 이해하고 기억한다.
• <원리6> 적극적인 참여(Active Engagement): 질문하거나 설명하며 학습에 참여하면 기억이 오래간다.
• <원리7> 잠시 멈추고 처리하기(Pause and Process): 작업기억에 저장할 수 있는 정보량(7개 ± 2개 항목)과 시간(5~20분)이 제한적이다.
• <원리8> 분류 및 묶기(Categorize and Chunk): 새 정보를 이전 지식과 연결하면 더 잘 이해되고 기억된다.
다음은 Learning that Sticks 번역서 <3-4단계>의 일부 내용을 인용한 것이다.
“작업 기억에 두 가지 채널이 있다는 점을 고려할 때, 이미지와 언어를 결합하는 것이 학습을 지원하는 가장 효과적인 전략 중 하나라는 연구 결과는 놀랍지 않다(Greenberg et al., 2016; Mayer, 2011). 기본적으로 우리의 시각 시스템과 언어 시스템이 함께 자극을 받을 때 가장 효과적으로 학습할 수 있다. 예를 들어, 정보를 구두로만 전달받을 때는 3일 후 10%만 기억하지만, 강력한 이미지가 함께 제공되면 65%를 기억할 수 있다(Medina, 2008).”
(Learning that Sticks 번역서, 120쪽)
“이 개념은 학생들의 학습에 짧은 ‘마음의 휴식(mental breaks)’을 포함시키고, 학습을 짧은 구간으로 나누어 각 구간 사이에 ‘생각을 정리할’ 시간을 제공하는 것이 중요하다는 것을 시사한다. 간단히 말해, 뇌는 자주 ‘변화’를 필요로 한다. 우리는 배운 것을 더 큰 개념이나 범주로 묶기 위해 잠시 멈추거나, 잠깐 동안 다른 것에 집중하거나, 단순히 감정 상태를 변화시키는 시간이 필요하다. 뇌과학은 이러한 휴식이 꽤 자주 필요하다고 말해준다. 약 10분마다 한 번씩 말이다. 이 규칙은 상당히 엄격하게 적용되는 것 같다. 이러한 휴식을 취하지 않으면, 뇌는 스스로 알아서 멈추고 딴생각을 하게 될 가능성이 높다.”
(Learning that Sticks 번역서, 150-151쪽)
“사실 모든 학습의 핵심은 학습할 내용을 이미 알고 있는 지식과 연결하는 것이다. 따라서 사전지식이 적을수록 학습 내용을 이해하는 데 더 많은 어려움을 겪게 된다.”
(Learning that Sticks 번역서, 153 쪽)
“또한 로우는 교사가 학생들의 답변을 끊지 않고 몇 초간 기다려줄 때 학생들이 증거와 논리적 논거로 자신의 대응을 뒷받침할 가능성이 더 높다는 사실을 발견했다. 흥미롭게도, 기다려주는 시간이 긴 교실에서는 학생들이 스스로 질문을 던지고, 가설을 세우며, 새로운 실험을 제안하고, 서로와 풍부한 대화를 나누는 모습을 보였다. 반면, 기다려주는 시간이 짧은 교실에서는 소수의 학생들만이 교사에게 빠르게 답변하는 경향이 있었고, 이들은 마치 퀴즈 쇼 참가자처럼 교사의 질문에 ‘정답을 말할 준비’를 하고 있었다. 기다려주는 시간이 긴 교실에서는 훨씬 더 많은 학생들이 참여했고, 학생들은 자신의 학습에 더 흥미와 몰입을 느끼게 되었다. 로우는 기다려주는 시간이 길어졌을 때, 평소 눈에 띄지 않던 학생들이 비로소 주목받게 되었다고 말했다.”
(Learning that Sticks 번역서, 162쪽)
3) 6단계 학습 모형의 <5-6단계> 수업 지도 전략
다음은 Learning that Sticks 책에 나오는 6단계 학습 모형의 <5-6단계> 교실 수업 도구 세트 제목을 정리한 것이다.
<도표 9> 6단계 학습 모형의 <5-6단계> 수업 지도 전략
위 <도표 9>의 수업 지도 전략은 다음 <뇌의 학습 원리 9, 10, 11, 12>에서 도출된 것이다.
• <원리9> 간격을 둔 교차 연습(Spaced and Interleaved Practice): 반복 연습 사이에 간격을 두고, “바람직한 어려움”을 반영할 때 기억이 강화된다.
• <원리10> 부족한 부분 되돌아보기(Reflect on Gaps): 자신의 약점을 확인하고 보완하며, 목표와의 간극을 해소하면 정보 저장과 인출이 강화된다.
• <원리11> 전이와 적용(Transfer and Apply): 학습한 내용을 새로운 방식으로 전이하고, 사고 과정을 시각화하거나(make our thinking visible) 소리 내어 말할 때(think aloud) 인출과 전이가 더 효과적으로 이루어진다.
• <원리12> 비판적 사고를 위한 인지모형 구축(Building mental models for critical thinking): 선언적 지식과 절차적 지식을 통합하는 인지모형은 심층 학습과 비판적 사고 능력을 개발하는 데 필수적이다. 평가에서는 학생들이 인지모형을 활용하고 비판적으로 사고하는 과정을 보여줄 수 있는 기회가 제공되어야 한다.
다음은 Learning that Sticks 번역서 <5-6단계>의 일부 내용을 인용한 것이다.
“이 모든 과정을 통해 기억 저장의 첫 번째 핵심 원칙에 도달한다. 즉, 반복, 반복, 반복이다. 기억은 기본적으로 이 규칙을 벗어날 수 없다. 어떤 것을 기억하려면 머릿속으로 여러 번 반복해서 기억해야 한다. 예를 들어, 새로운 기술을 80%의 숙련도에 도달하도록 익히려면 최소 24회 이상 연습해야 한다고 한다(Anderson, 1995).”
(Learning that Sticks 번역서, 180쪽)
“간단히 말해서, 비판적으로 생각하려면 생각할 거리가 필요하다. 그렇다면, 잠시 시간을 내어 교육에서 떠도는 속설(myth) 한 가지에 대해 생각해 보고, 이를 바로잡아 보자. 그것은 오늘날 정보화 시대에는 학생들이 사실적 지식을 배울 필요가 없다는 것이다. 인터넷에서 검색만 하면 사실적 정보는 언제든지 찾을 수 있기 때문이라는 주장이다. 과연 그럴까? 모든 사실적 지식을 다 암기할 필요는 없지만 기본적인 사실과 지식은 습득해야 사고가 가능하므로 이러한 속설은 설득력이 없다.
인지 과학에 따르면, 비판적 사고를 하는 사람들은 많은 양의 지식을 쌓고 이를 효과적으로 활용한다. 이 지식은 인지모형이라는 형태로 축적되며, 새로운 정보를 접하고 문제를 해결하면서 지속적으로 다듬어지고 수정된다. 여기에서 우리는 또 하나의 속설과 마주하게 된다. 이 속설은 학생들이 복잡한 문제에 부딪혀 스스로 해답을 ‘발견’할 때 학습이 가장 잘 이루어진다는 주장이다. 그러나 연구 결과에 따르면, 이는 사실이 아니다.”(Learning that Sticks 번역서, 255-256쪽)
4. Goodwin의 6단계 학습 모형: 효과적으로 이해하고 기억하기
Goodwin의 6단계 학습 모형을 소개하면서 한편으로는 걱정도 된다. 대부분의 독자들은 지금까지 읽은 칼럼 내용에 대해 인지 과부하를 느낄 것이다. 6단계 학습 모형과 그에 기반한 12가지 원리를 칼럼 일독을 통해 모두 이해하는 일은 결코 쉬운 일이 아니다. 혹시 포기의 유혹이라도 느낀다면 잠깐만 참아보길 바란다. 필자가 해법을 제시하겠다.
이 칼럼을 읽는 궁극적인 목표는 단순히 정보를 소화하는 것이 아니라, 깊은 이해를 바탕으로 장기기억으로의 전환을 이루고, 그 지식을 교수·학습에 효과적으로 적용하는 것이다. 그렇다면 어떻게 인지 과부하를 극복하고 이러한 전환을 도울 수 있을까?
해법은 간단하다. 이 칼럼 내용을 깊이 이해하고 장기기억으로 전환하기 위해서는 앞에서 소개한 6단계 학습 모형의 주요 과정을 바로 이 칼럼 학습에 적용하면 된다. 이를 돕기 위해, 다음 두 가지 방안을 제시하고자 한다.
① 6단계 학습 모형의 이해와 기억을 돕는 전략
② 6단계 학습 모형의 효과적 기억을 위한 인출 활동
이제, 각각의 전략을 자세히 살펴보기로 한다.
1) 6단계 학습 모형의 이해와 기억을 돕는 전략
6단계 학습 모형의 주요 내용을 이해하고 장기기억으로 전환하기 위해서는 다음과 같은 전략들이 효과적이다.
(1) 사전지식(배경지식) 구축하기
새로운 지식은 사전지식의 기반 위에 구축된다. 새로운 지식은 관련된 사전지식과의 연결을 통해 이해되고 장기기억에 통합된다. 따라서 6단계 학습 모형의 효과적인 학습을 위해서는 관련 사전지식을 먼저 탄탄히 구축할 필요가 있다. 6단계 학습 모형의 이해를 위한 사전지식 중 가장 중요한 것은 정보처리이론이다. 본 칼럼의 앞부분에서 정보처리이론의 개요를 설명했지만 좀 더 자세한 내용은 필자의 칼럼 ‘이찬승의 학습과학 특강⑥ – 정보처리모델로 수업 혁신하기 : ‘6단계 학습모형’ 적용’을 참고하기 바란다. 기본을 탄탄히 다지고 시작하는 것이 이후 학습을 가속화할 수 있는 길이다
(2) 바람직한 어려움을 수반하는 반복적 연습
기억을 위한 최선의 방법은 바람직한 어려움이 수반된 반복적인 연습이다. 대표적인 예가 ‘간격을 둔 연습(spaced practice)’ 혹은 ‘간격을 둔 교차 연습(spaced and interleaved practice)’이다. 전자는 영어 단어를 암기할 때, 월요일에 1~20번까지의 단어 복습. 수요일에 1~20번까지의 단어 다시 복습, 금요일에 1~20번까지의 단어 최종 복습을 하는 식이다. 한편 후자는 월요일에 방정식 문제 1개, 기하 문제 1개, 확률 문제 1개를, 수요일에 방정식 문제 1개, 기하 문제 1개, 확률 문제 1개를, 금요일에 방정식 문제 1개, 기하 문제 1개, 확률 문제 1개를 푸는 식이다.
이러한 연습 방식은 학습자가 학습 내용에 적절한 간격을 두거나 새로운 맥락에서 연습하도록 유도한다. 이는 학습 내용이 일시적으로 “잊힐 만큼의 간격”을 제공함으로써 바람직한 어려움을 만들어낸다. 이를 통해 익숙함에서 오는 착각(fluency illusion)을 방지하고 학습자가 더 깊이 사고하도록 돕는다. 이는 학습 내용이 장기기억으로 전환되는 데 효과적이다.
이를 6단계 학습 모형에 적용하면, 월요일에 ‘정보처리이론에 나오는 주요 용어 + 6단계 학습 모형도 + 6단계 학습 모형의 단계별 핵심 아이디어’를, 수요일에 ‘정보처리이론에 나오는 주요 용어 + 6단계 학습 모형도 + 6단계 학습 모형의 단계별 핵심 아이디어 + 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성’을, 금요일에 ‘정보처리이론에 나오는 주요 용어 + 6단계 학습 모형도 + 6단계 학습 모형의 단계별 핵심 아이디어 + 6단계 학습 모형의 단계별 정보처리 특성 + 6단계 학습 모형의 12가지 학습 원리와 시사점’을 복습하는 방식이다.
(3) 주요 내용 시각화하기
주요 내용 시각화하기는 앞서 소개한 ‘<원리5> 시각적 학습(Visual Learning): 뇌는 언어와 시각 자료가 함께 제시될 때 정보를 더 잘 이해하고 기억한다.’를 적용하는 것이라 할 수 있다. 이는 언어로 된 정보나 추상적인 사고를 도표, 그림, 그래프, 다이어그램, 마인드맵, 또는 기타 시각적 형태로 나타내어 학습과 이해를 돕는 방식이다.
예로 다음 도표를 완성해 보자.
<도표 10> 6단계 학습 모형 시각화 도표
| 단계 | 핵심 아이디어 | 핵심 질문 | 실천 방법 |
| 1. 흥미 갖기 | 학생들의 타고난 호기심을 끌어내어 학습을 촉진한다. | “학습에 호기심을 자극할 수 있는 방법은 무엇인가?” | • 학습 주제와 관련된 질문 던지기
• 시각 자료(사진, 영상) 활용 |
| 2. | |||
| 3. | |||
| 4. | |||
| 5. | |||
| 6. |
위 도표의 빈칸은 독자께서 채워보기 바란다. 핵심 아이디어와 핵심 질문은 해당 본문을 참고하고, 실천 방법은 ‘5. 마무리하며’ 바로 앞의 ‘♣ 인출 활동의 답’으로 달아두었다.
(4) 칼럼 학습과 책 읽기 병행하기
본 칼럼에서 다룬 내용을 더 깊이 이해하고자 한다면, 보다 풍부한 맥락과 예시를 제공하는 책을 읽어보는 것도 좋은 방법이다. 책은 구체적인 사례와 다양한 전략을 포함하고 있어, 읽은 내용을 장기기억으로 전이하는 데 더 효과적일 수 있다. 또한 책의 세부 내용과 본 칼럼의 핵심 내용을 번갈아 학습하면 시너지 효과를 낼 수 있다.
중요한 점은 반복 학습과 꾸준한 연습 없이는 새로운 기술이나 지식을 완전히 숙달하기 어렵다는 것이다. “새로운 기술을 80%의 숙련도에 도달하기까지 최소 24회 이상 연습해야 한다”는 연구 결과를 떠올리며 인내심을 가지고 학습에 임하는 것이 중요하다.
학습에는 시간이 필요하다. ‘무엇을 아는지(선언적 지식)’와 ‘그 지식을 어떻게 활용하는지(절차적 지식)’를 결합하여 실제 상황에 응용할 수 있기까지는 반복적 연습과 성찰이 필수적이다. 시간을 두고 꾸준히 학습하며, 배운 내용을 자신의 것으로 만드는 과정이 필요하다. 또한, 학습과학이 제시하는 원리와 전략을 학생들에게만 적용하는 것이 아니라, 교사도 먼저 자신의 학습에 적용하고 실천하는 것이 중요하다.
또한, 학습과학의 이론적 근거를 충분히 이해하는 것이 매우 중요하다. 지나치게 단순화된 교수법에 의존하거나, 이론에 대한 깊은 이해 없이 기법만 따르는 태도는 바람직하지 않다. 실제 교육 현장에서 효과적인 수업 전략을 설계하고 적용하려면 학습과학의 핵심 원리를 명확히 파악하고, 이를 바탕으로 상황에 맞게 수업을 설계할 수 있어야 한다. 교사는 ‘어떻게 가르칠 것인가’를 넘어서 ‘왜 그렇게 가르치는 것이 효과적인가’를 분명히 이해해야 한다. 이는 요리사가 다양한 요리를 개발하기 위해 요리의 기본 원리를 알아야 하는 것처럼, 수업을 설계하는 교사도 정보처리이론과 학습과학의 다양한 원리를 알고 있어야만 효과적인 수업을 설계할 수 있다. 원리에 대한 깊은 이해가 없다면, 다양한 맥락에 맞춰 수업을 설계하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 현재 자신이 하고 있는 수업이 적절한지도 판단하기 어렵다. 원리와 이론은 실천과 응용의 기초가 되며, 수업 성찰의 중요한 기준이 된다.
<그림 1> 인지과학 기반 교수·학습의 표층과 심층
학습과학의 적용에 대해 이 분야의 이론과 실천에서 세계적인 권위자인 하워드 존스(Paul Howard-Jones, 2023)는 다음과 같은 점을 강조한다.
“학습과학은 교사의 역할을 대체하거나 교사의 전문성을 약화시키는 도구가 아니다. 오히려 교사가 자신의 판단과 전문성을 발휘할 수 있도록 학문적 근거를 제공하고, 이를 교육 현장에서 실질적으로 활용할 수 있도록 돕는 데 초점을 맞춰야 한다.”
“신경과학 등 학습과학의 결과물이 과대 해석되거나 잘못 적용될 위험이 있으므로, 이를 무비판적으로 받아들이기보다 신중하고 비판적인 시각이 필요하다.”
2) 6단계 학습 모형의 효과적 기억을 위한 인출 활동
새롭게 학습한 내용을 확실히 기억하는 방법으로는 간격을 둔 인출 연습이 있다. 이는 매우 유용하며 이미 검증된 전략으로, 학습 내용을 점검하고 기억을 강화하는 핵심적인 방법이다. 이에 따라, 앞서 학습한 6단계 학습 모형의 주요 내용을 인출 활동을 통해 기억을 강화할 수 있도록 다음과 같이 확인 평가를 준비하였다.
| (1) 다음은 정보처리모델에 대한 설명이다. 빈칸을 적당한 단어로 채우시오.
“정보처리 모형은 (학 )과 (기 )의 과정을 단계적으로 설명한다. (감 )는 외부 자극을 받아들여 짧은 시간 동안 정보를 저장하며, 이때 (주 )를 기울이지 않으면 정보는 사라진다. (감 )를 통과한 중요한 정보는 (순 )을 거쳐 (작 )으로 이동하며, 여기서 분석, 조작, 문제 해결 등의 과정이 이루어진다. (작 )은 용량이 제한적이기 때문에, 반복과 연습을 통해 정리된 정보만 (장 )으로 저장된다. 이처럼 각 단계는 서로 유기적으로 연결되어 학습과 기억 과정을 효과적으로 지원한다.”
(2) 아래의 정보 저장고와 각 저장고의 특징을 연결하시오. ▶ 정보 저장고: ① 감각 등록기와 감각기억, ② 작업기억, ③ 장기기억
(3) 작업기억에서의 정보처리에는 두 가지 한계가 있다. 각각 어떤 것인지를 자신의 언어로 적고 이를 주위 동료에게 설명해 보자. • 한계 1:
(4) 다음 중 작업기억의 용량 제한을 극복하기 위한 효과적인 방법은 무엇인가?
(5) 다음 서술의 빈칸을 채우시오. “정보를 장기기억에 저장하기 위해서는 ( )과 ( )이 필요하다.”
(6) 다음 Goodwin의 학습 모형 6단계를 구성하는 요소를 순서대로 배열하시오.
(7) 다음 Goodwin의 6단계 학습 모형과 해당 설명을 연결하시오.
▶ Goodwin의 학습 모형 6단계
▶ 설명:
(8) 다음 Goodwin의 6단계 학습 모형의 ‘핵심 아이디어’를 완성하시오.
▶ Goodwin의 6단계 학습 모형
(9) 다음은 감각 등록기, 순간기억, 작업기억, 장기기억에서 이루어지는 ‘정보처리’ 내용이다. 각 정보처리 내용이 <보기>의 어떤 단계에 속하는지 괄호 안에 해당 번호를 골라 쓰시오.
<보기>
▶ 정보처리
(10) 다음은 6단계 수업 모형의 12가지 학습 원리이다. 이를 <보기> Goodwin의 학습 모형 6단계로 분류하시오.
<보기> Goodwin의 학습 모형 6단계
<원리1> 감정가: 뇌는 강렬한 감정을 수반한 정보를 우선적으로 처리한다.
예시: ① <1단계> 학습에 흥미 갖기 |
| ♣ 인출 활동의 답
1. <도표 10>의 ‘실천 방법’ (핵심 아이디어와 핵심 질문은 본문에서 확인 바람) <1단계> 흥미 갖기 도표에 예시로 제시함 • 시각 자료와 요약 노트 작성.
2. 6단계 학습 모형의 효과적 기억을 위한 인출 활동 (1) 학습, 기억, 감각 등록기, 주의, 감각 등록기, 순간기억, 작업기억, 작업기억, 장기기억 |
정보처리이론 기반 K-12 학습 설계를 위한 6단계 접근법을 제시한 책 Learning That Sticks는 정보처리이론을 실제 수업 설계 모델로 체계화한 점에서 학습과학의 발전사에 큰 전환점을 마련했다고 볼 수 있다. 그동안 이론적 논의와 제한적 활용에 머물던 정보처리이론이 이제 실질적으로 바로 적용 가능한 수업 설계 모델로 자리 잡은 것이다. 특히, 블랙박스처럼 여겨지던 학습의 메커니즘(How students learn)이 세부적으로 공개되면서, 교사들은 과학적 근거에 기반한 수업 설계를 실현할 수 있는 새로운 지평을 열게 되었다.
이와 더불어, 기존의 “가르치면 배울 것이다”라는 잘못된 가설에서 벗어나, 이제는 “어떻게 학습이 실제로 이루어지도록 만들 것인가”로 초점이 이동해야 한다. 최근 영국과 호주는 “학습은 장기기억의 변화이며, 장기기억에 아무것도 추가되지 않았다면 학습은 일어나지 않은 것이다. 또한 작업기억의 성능을 높이는 유일한 방법은 장기기억을 강화하는 것이다”라는 학습과학의 통찰을 학교 교육 혁신에 반영하기 시작했다.
장기기억의 강화를 중시하는 이러한 접근은 Learning That Sticks의 ‘<원리 12> 비판적 사고를 위한 인지모형 구축’을 통해서도 강조되고 있다. 이 책은 서문에서 “새로운 정보로부터 중요한 아이디어를 도출하고, 그 내용을 머릿속 기존의 인지모형(mental model)에 통합할 때, 학습이 가장 효과적으로 이루어진다”는 통찰을 제시하고 있다. 이를 참고하면 “작업기억의 성능을 높이는 유일한 방법은 인지모형을 정교화하고 풍부하게 만드는 것이다”라는 패러디도 가능하다.
한국에서도 최근 교사들이 학습 동아리를 통해 학습과학을 배우고 이를 수업에 적용하려는 노력이 시작되고 있다는 점은 매우 고무적이다. 이런 흐름 속에서 정보처리이론 기반 K-12 학습 설계를 위한 6단계 접근법은 교사들에게 중요한 길잡이가 될 것이다. 그러나 이 학습 모형을 모든 수업에 일괄적으로 적용할 수 있는 매뉴얼로 여겨서는 안 된다. 이와 관련해 저자는 서문에서 다음과 같이 조언한다.
“마지막으로, 이 책은 교사를 위한 단계별로 반드시 따라야 하는 지침이 아니라는 점을 명심해야 한다. 실제 학습 과정은 종종 복잡하고 반복적이므로, 이러한 학습 단계가 항상 선형적으로 진행되지 않음을 깨닫게 될 것이다. 요컨대, 이 학습 모형은 교사들이 엄격히 준수해야 할 고정된 지침이 아니라, 창의적이고 효과적인 교수법을 개발하고 적용할 수 있도록 돕는 도구로 사용되는 것이 바람직하다.”
Goodwin의 6단계 학습 모형이 한국 교실 수업 혁신의 출발점이 되기를 진심으로 기대한다.
| [이전 칼럼]
• 이찬승의 학습과학 특강⑯ – 호주가 개발한 ‘학습과학 기반 수업 모델’, 주목해야 할 4가지 통찰 (Revised) |
[참고 문헌]
• Bryan Goodwin 외. 『수업에 바로 쓸 수 있는 학습과학 6단계 학습 모형』. 이찬승 옮김. 서울: 교육을바꾸는사람들 (2024).
• Bryan Goodwin 외. 『Learning That Sticks: A Brain-Based Model for K-12 Instructional Design and Delivery』. ASCD (2020).
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://files.ascd.org/pdfs/publications/books/Learning-that-Sticks-Sample-Chapters.pdf
• Caine & Caine. 『12 Brain/Mind Learning Principles in Action』. Corwin Press (2004, 2009, 2016).
• McREL International (2018). White Paper | Student Learning That Works: How brain science informs a student learning model (2018) By McREL.org
https://www.mcrel.org/student-learning-that-works-wp/
각주
- 기억 공고화(memory consolidation) – 새로운 기억이 형성된 후에 그것이 장기기억으로 전환되는 과정을 의미한다. 이 과정은 기억이 단기적으로 저장되는 해마(hippocampus)에서 장기적으로 저장되는 대뇌 피질(cerebral cortex)로 이동하며 안정화되는 것을 포함한다. 학습 응고화라고도 한다.
- 인지모형(mental model) – 개인이 세상과 상호작용하면서 형성한 내면의 인지적 틀이나 사고의 구조를 의미한다. 이는 우리가 외부 세계를 이해하고 해석하며, 문제를 해결하고 결정을 내리는 데 도움을 준다. 정신 모델은 우리의 경험, 지식, 신념 등을 바탕으로 형성되며, 이러한 모델을 통해 우리는 복잡한 정보를 간단히 처리하고 예측할 수 있다. 스키마(schema)라고도 한다.
- 바람직한 어려움(desirable difficulties) – 학습에 적절한 수준의 도전감을 부여하는 조건이나 활동을 의미한다. 이는 학습자가 일정한 인지적 노력을 기울여야 하는 상황을 의도적으로 도입함으로써 장기적인 학습 효과를 높일 수 있다는 이론에 기반한다. 대표적인 예로는 간격 학습, 혼합학습, 자기 설명, 단서 제공을 최소화한 문제 풀이, 연습 테스트를 통한 기억 점검, 복잡한 문제 해결 등이 있다.
- 사고 과정의 시각화(making our thinking visible) – 학습자가 자신의 사고나 문제 해결 과정을 눈에 보이게 표현하는 것을 말한다(예: 다이어그램 그리기, 마인드맵 작성).
- 소리 내어 말하기(thinking aloud) – 문제 해결이나 사고 과정에서 자신의 생각을 소리 내어 표현하는 것을 의미한다. 생각 구술이라고도 한다. 이는 주로 다른 사람에게 자신의 생각 과정을 보여주기 위해 사용하는 방법이다. 교사가 새로운 개념이나 문제 해결 방법을 시연하기 위해, 또 때로는 학생이 자신의 사고를 말로 표현하면서 문제 해결 과정에서 무엇을 이해했는지, 어디에서 어려움을 느끼는지 스스로 점검하고 피드백을 받기 위한 목적으로 활용된다. 생각을 말로 표현한다고 해서 이를 think aloud라고 한다.
- 선언적 지식과 절차적 지식의 통합 – ‘무엇을 아는지(선언적 지식)’와 ‘그 지식을 어떻게 활용하는지(절차적 지식)’를 결합하여, 학습자가 실제 상황에서 지식을 이해하고 응용할 수 있도록 만드는 것을 의미한다.
- 이중 부호화 이론(Dual Coding Theory) – 동일한 정보를 시각적 형태와 언어적 형태로 함께 제공하면 기억과 이해가 향상된다는 이론이다.
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