‘뇌친화적 교과서 필수 점검사항 24’를 제안한다!
목차
◉ 시작말
1. 학습자의 작업기억 용량을 고려해서 활동이 설계되었는가?
2. 정보가 작업기억 부담을 최소화할 수 있도록 배치되었는가?
3. 배경지식의 평가, 활성화, 배경지식의 직접적인 지도 등이 잘 반영되어 있는가?
4. 인지부하를 고려해서 활동을 설계했는가?
5. 어렵거나 복잡한 과제는 작은 단위로 잘게 쪼개서 설계했는가?
6. 그래픽 오거나이저(graphic organizer)를 적극 활용하는가?
7. 정보를 범주화시키는 활동을 적절히 배치하고 있는가?
8. 주의력의 지속 시간을 고려하고 있는가?
9. 입력활동(input)과 인출활동(output)이 균형을 이루는가?
10. 언어정보와 시각정보를 조화롭게 제공하고 있는가?
11. ‘전체 정보’를 먼저 제시한 다음 ‘부분 정보’를 제시하는가?
12. 목표를 수립하거나 제시하는 활동이 있는가?
13. 학습자 주도의 능동적 학습(active learning)을 지향하는가?
14. 다양한 활동을 통해 풍부한 학습경험이 제공되고 있는가?
15. 곳곳에 적절한 질문을 활용하는가?
16 상위인지능력을 적극 활용하게 하는가?
17. 배운 내용의 되돌아보기(self-reflection) 활동을 적절히 활용하는가?
18. 학습자에게 선택의 여지를 주고 있는가?
19. 감정이 실린 활동을 적극 도입하고 있는가?
20. 사회성·감성 역량을 높이기 위한 활동을 포함하는가?
21. 학습활동을 학습자의 삶과 연결시키고 있는가?
22. 신체 움직임을 수반하는 활동도 도입하고 있는가?
23. 특정 문화 편향적인 활동은 없는가?
24. 보편적 학습설계(Universal Design for Learning: UDL) 관점을 도입하고 있는가?
◉ 맺음말
◉ 시작말
21세기 들어 학습과학은 눈부신 발전을 하고 있다. 그중에 대표적인 것이 뇌친화적 교수학습원리다. “뇌 속에서 학습이 어떻게 일어나는지를 모르고 가르치는 것은 사람의 손가락이 어떤 모양으로 생겼고, 어떻게 움직이는지를 모르면서 장갑을 디자인하는 것과 같다(Leslie Hart, 1983).”라는 말이 있다. 이제 교사는 물론 교과서 집필자는 학습이 어떻게 일어나는지 그 원리를 알고 이에 맞게 교과서 단원 설계와 내용 구성을 할 필요가 있다.
이번 2015개정 교육과정은 기존의 개별화된 지식의 습득 방식에서 빅 아이디어 즉 핵심원리의 이해(enduring understanding) 중심으로 교수학습방법의 대 전환을 시도하고 있다. 그런데 이런 새로운 단원 설계 원리는 교육뇌과학(educational neuroscience)의 연구 결과에 기반하고 있다. 지금의 수업원리나 교과서에는 뇌친화적이지 않은 요소들이 매우 많다. 이번 2015개정 교육과정이 인간의 뇌가 학습하는 원리인 How People Learn(2001)을 강조했던 만큼 교과서 구성도 뇌친화적으로 변할 때가 되었다. 뇌친화적 학습 및 교과서 설계가 무엇을 의미하는지 자세히 살펴보도록 한다.
1. 학습자의 작업기억 용량을 고려해서 활동이 설계되었는가?
최근 연구에 의하면 5~14세 사이의 아동이 순간적으로 기억할 수 있는 정보의 수는 3~4개, 14세 이상의 성인들은 3~5개 정도다(Sousa, 2011). ADHD나 다른 심리장애 등을 가진 아동들의 작업기억(working memory) 용량은 2~3개 정도로 더 작다. 작업기억이란 정보들을 일시적으로 유지하고, 각종 인지적 작업을 수행하는 단기적 작업장이다. 작업기억은 처리 용량이 제한되어 있기 때문에 한 번에 활성화될 수 있는 정보의 양이나 한 번에 처리될 수 있는 인지 과정의 수가 제한되어 있다.
작업기억의 이런 특성을 고려하지 않은 수업설계나 지도는 학습자들의 뇌에 과부하(overload)를 일으켜 학습자가 수업에 집중하더라도 학습에 실패할 가능성이 높다. 이런 제약은 특히 영어와 같은 외국어나 수학처럼 몇 개의 일련의 순서를 기억해야 하는 과목의 교과서 집필을 할 때 특히 유의해야 할 요소다. 외국어 교과서의 집필 유의사항에서 문장의 길이를 통제하는 것도 바로 이런 정보처리의 과부하를 막기 위한 조치이다. 각종 활동의 지시문도 너무 길지 않아야 한다. 지시문 한 문장에 3~4개 이상의 어려운 개념이 포함되면 아동들은 지시문 자체를 이해하지 못해 활동을 포기하게 된다.
[그림 1] 뇌의 정보처리 개념도와 작업기억
2. 정보가 작업기억 부담을 최소화할 수 있도록 배치되었는가?
교과서에 학습 정보(=내용)를 어떻게 배치했느냐에 따라 학습자의 순간적 인지부하가 달라질 수 있다. 제대로 설계된 학습활동에 수반되는 인지부하는 어쩔 수 없지만 교과서의 자료 배치나 설계가 불필요하게 인지부하를 일으키는 일은 피하도록 해야 한다. 예를 통해서 보자.
시각자료와 문자정보를 ‘인접시켜 통합적으로’ 제시할 때 인지부하를 줄일 수 있다. 아래 [그림 2]를 보자. 좌측 그림은 시각정보와 문자정보가 분리되어 제시되었고, 우측 그림은 시각정보와 문자정보가 가까이 통합적으로 배치되었다. 당연히 우측의 배치가 인지부하를 줄이는 방법이다.
[그림 2] 문자정보와 시각정보의 제시방법과 인지부하
출처: http://dwb4.unl.edu/Diss/Cooper/UNSW.htm
양식이 다른 자료를 분리하여 제시하지 않고 통합적으로 제시하는 것은 교과서 자료 배치를 할 때 반드시 고려해야 할 요소다.
인지부하를 낮출 수 있는 교과서 설계 원리에는 아래와 같이 여러 가지가 있다.
<표 1> 인지부하를 낮추기 위한 원리
• 특정 목표를 지정하지 않는 방식으로 문제를 제시(The goal free effect)
• 문제의 풀이과정을 단계별로 보여주는 예제 제시(The worked example effect)
• 비주얼 정보와 텍스트 정보를 통합적으로 제시하기(The split attention effect)
• 유사한 내용을 동시에 제시 않기(The redundancy effect)
• 지도 내용을 동일 미디어로 제시 않고 다른 유형의 미디어로 제시하기(The modality effect)
3. 배경지식의 평가, 활성화, 배경지식의 직접적인 지도 등이 잘 반영되어 있는가?
새로운 학습은 대부분 관련 내용에 관한 사전지식(prior knowledge)이나 배경지식을 바탕으로 일어난다. 학습은 백지 상태에서 일어나지 않는다. 사전지식은 학습자가 학습할 내용을 얼마나 정확히 그리고 깊이 학습할 수 있는지에 결정적인 영향을 끼친다. 또, 사전지식은 개인마다 다르고 매우 복잡한 형태며 변화에 저항감이 높다. 최선의 교수법은 학습자의 사전지식을 파악하고 이를 감안해 수업을 하는 것이다. 사람이 보는 것, 기억하는 것은 이미 알고 있는 사전지식에 의해 결정된다. ‘기초가 튼튼해야 공부를 잘 할 수 있다’란 만고불변의 진리도 바로 사전지식과 배경지식의 중요성을 두고 하는 말이다. 다음 <표 2>는 배경지식이 학업성취도와 상관관계가 매우 높다는 점을 나타내주고 있다.
<표 2> 배경지식과 학업성취도와의 상관관계
배경지식이 없으면 정보의 패턴 분석이 거의 불가능하여 결국 이해에 실패할 가능성이 높다. 그래서 효과적인 교수학습을 위해서 학습자의 사전지식의 파악, 그리고 신정보(새롭게 배울 내용)와 구정보(=사전지식)의 연결이 매우 중요하다. 이런 요소들을 고려하지 않은 수업은 ‘밑 빠진 독에 물 붓기’일 뿐이다. 학습은 이렇게 신정보와 구정보의 연결과 통합을 통해 일어난다. 배경지식의 중요성을 정리하면 다음과 같다.
<표 3> 배경[사전]지식의 역할과 중요성
• 학습자가 새로운 정보를 어떻게 인식하는가에 영향을 준다.
• 학습자가 새로운 정보를 어떻게 조직하는가에 영향을 준다.
• 학습자가 새로운 정보와 구정보(=사전지식, 배경지식)를 얼마나 쉽게 연결하는가에 영향을 준다. 즉, 새로운 정보를 기억하는데 결정적으로 중요하다!
• 학업성취에 영향이 가장 큰 요소다!
따라서 새로운 내용을 배울 때는 학습자가 관련 배경지식을 어느 정도 가지고 있는지 확인이 필요하다. 예를 들어 수학에서 확률 수업을 들어가기 전에 확률에 대해 학습자들이 얼마나 알고 있는지 확인하는 과정을 말한다. 예를 하나 들겠다.
※ 다음 서술을 읽고 동의하면 A(agree), 동의하지 않으면 D(disagree)로 표시하시오.
① 확률이 0(zero)이란 어떤 사건이 일어날 가능성이 없다는 의미다.
② 확률을 공부할 때 주사위를 던지는 활동을 하기도 한다.
③ 모든 가능한 결과에 대한 확률의 합은 1이다.
④ 상호 배타적인 두 가지 사건도 동시에 일어날 수 있다.
⑤ 확률을 배우기 전에 분수를 이해할 수 있어야 한다.
이상과 같은 간단한 사전지식의 점검(일종의 진단평가)으로 학습자 친화적인 수업을 진행할 수 있게 된다. 배경지식의 진단이 끝나면 배경지식을 활성화하고 가지고 있지 못한 배경지식은 새로운 내용을 지도하기 전에 직접 지도하는 것이 필요하다. 배경지식 없이는 어떤 학습도 효과적으로 일어날 수 없기 때문이다. 배경지식의 활성화 활동으로는 아래와 같은 것들이 있다.
<표 4> 배경지식 활성화 활동
새로운 지식으로 수업을 시작하면 학습자는 수업을 따라갈 수 없게 된다.
학습전략의 지도보다 배경지식 활성화와 구축이 먼저다.
• 이미지 브레인스토밍
• 그림책 활용하기
• ㄱㄴㄷ 브레인스토밍
(기후변화-고온, 농수산물, 돌고래, 라니뇨, 무더위…)
• 주제에 관해 아는 것 쓰기(Quickwrites)
• KWL 차트 활용하기
• 체크리스트 활용하기(지식, 기능 등)
• 문자/단원 틀 제공하기
이상의 것 외에도 배경지식 활성화 활동은 매우 다양하게 많다. 다음의 것들도 교과서 집필을 할 때 참고하면 좋을 것이다.
▶ 방사형 브레인 스토밍
[그림 3] 방사형 브레인스토밍의 예
▶ 회전목마 브레인스토밍
√ 신체 움직임과 대화를 통해 새로운 학습을 위한 배경지식 활성화에 매우 유익한 활동이다.
√ 학습자들이 소모둠 형태로 교실을 돌면서 각 질문(흑은 개념)이 게시된 장소에 가서 지정된 시간 동안 브레인스토밍을 한다.
√ 도출된 아이디어들은 다른 모둠도 공유할 수 있도록 각 게시 장소에 기록한다.
▷게시 질문의 예:
• 잘 된 웹페이지는 어떤 모습이 되어야 하나?
• 잘 된 웹페이지에는 어떤 유형의 정보가 있어야 하나?
• 웹페이지에 올라가서 안 되는 정보는 어떤 것들이 있나?
• 가장 이상적인 웹페이지를 디자인한다면 어떤 특징을 보여주고 싶은가?
• 한국을 소개하는 웹페이지에는 어떤 정보가 소개되기를 기대하나?
• 한국의 역사에 대해서는 어떤 내용을 어떻게 소개하는 것이 좋은가?
▶ 돌아다니며 조사하기(Walk Around Survey)
√ 배경지식을 활성화하거나 정리하기 위해 실시한다.
√ 연구 주제를 제시하고 교실 안을 자유롭게 돌아다니며 급우를 대상으로 대화를 통해 조사한다.
√ 이런 조사활동 중에 자신이 이미 알고 있는 지식을 상대방과 공유하고 상대방의 사전지식을 새롭게 배운다.
▷ 주제 예:
“어떤 것이 책임있는 인터넷 사용자인가?”
▶ 뜨거운 의자(hot seats)에 앉은 사람이 대답하기
“뜨거운 의자”에 앉은 4-5명의 학습자가 사전에 교사가 준비한 질문에 답한다.
√ 수업을 시작하기 전에 교사는 오늘의 학습 주제와 관련된 질문을 포스트잇에 써서 학습자 4-5명을 선정해 책상이나 의자 아래 보이지 않게 붙여 둔다.
√ 수업이 시작되면 교사는 이런 사실을 공표하고 각자 자신의 의자 아래 포스트잇 유무를 확인하게 한다.
√ 해당 학생은 각 질문을 읽고 자신의 사전지식을 말한다.
▷ 질문 예:
• 자신이 가장 선호하는 검색엔진은 무엇이고 왜 그런가?
• 친구에게 웹사이트 하나를 추천한다면 어떤 것이고 그 이유는 무엇인가?
• 학생들이 인터넷을 수업 중에 접속하는 것을 아무런 조건 없이 허용해야 하는가 하지 말아야 하는가, 그 이유는 무엇인가?
4. 인지부하를 고려해서 활동을 설계했는가?
인지과부하는 학습에 실패하게 만드는 가장 대표적인 원인이다. 이는 또 학습 과정에 스트레스 호르몬을 분비시키는 그 부정적 영향이 매우 크다. 인지부하를 고려하지 않는 교수설계와 수업은 공정하지 못하며 폭력적이기까지 하다. 인지과부하는 정보의 순간 처리 역량은 5밖에 안되는 데 6~10의 양을 쏟아져 들어올 때 발생한다. 즉 정보의 입력속도를 처리속도가 따라가지 못할 때 발생한다. 정보처리 속도란 쉽게 설명하면 외부로 부터 들어오는 정보와 연관된 정보를 기존의 사전지식에서 찾아 연결시키는 속도를 말한다. 사실 학포자, 수포자의 원인은 다양하게 분석할 수 있지만 일차적인 원인은 배경지식 부족으로 인해 정보처리 속도가 늦어 발생하는 인지과부하다. 인지과부하의 문제는 학습자가 가진 배경지식과 학습 속도를 고려하지 않은 교수설계와 수업의 책임이 크다.
인지과부하는 맥락 정보가 부족할 때도 일어난다. 맥락 정보가 부족하다는 말은 정보에 대한 배경지식이 부족하다는 뜻과 유사하다. 이해와 기억은 맥락의 영향을 받는다. 예컨대 어떤 사건을 회상하거나 재인할 때, 그 사건이 발생했던 원래 맥락이 많이 제시될수록 성공확률이 높다. 따라서 교과서에 담기는 모든 정보나 활동에는 적절한 수준의 맥락 정보가 제공될 필요가 있다. 교과서의 단원 설계나 수업계획을 할 때 아래 커민스 사분면을 고려하면 인지부하 조절에 큰 도움이 된다.
가령 어떤 활동이 아래 4분면의 D에 위치한다면 이는 맥락정보도 낮은 수준이고 인비부하도 높다는 뜻이다. 반대로 어떤 활동이 A에 속한다면 이는 맥락 정보가 높은 수준이고 인지부하는 낮다는 뜻이다. 상급반 학생들은 D에 속하는 활동들이 할만할 것이고 하급반 학생들은 A에 속하는 활동이 부담이 적어 할 만 할 것이다.
[그림 4] 개정된 커민스 사분면
인지과부하를 줄이기 위한 교수설계나 수업방법에는 아래와 같이 여러 가지가 있다.
<표 5> 인지부하를 줄이는 다양한 수단
• 예를 제공한다(예가 배경지식이 됨).
• 맥락을 제공한다.
• 단서로 관련 규칙을 말해준다.
“완전한 문장은 주어를 가지고 있어야 하죠.”
• 문제해결의 첫 단계를 말해준다.
“분수의 덧셈을 할 때 분모가 다르면 가장 먼저 무엇을 하지?”
• 학생의 오답을 교사가 반복 확인해준다.
“준규, 서울을 기준으로 볼 때 부산은 ‘동쪽’이라 말했는데 그럴까?”
• 정답의 범위를 좁히거나 오답을 제거한다.
5. 어렵거나 복잡한 과제는 작은 단위로 잘게 쪼개서 설계했는가?
과제가 복잡하면 이를 학습하는 데는 많은 인지부하가 걸린다. 공부를 잘 하는 학생들이라면 이런 과제도 해낼 수 있지만 중하위권 학생들은 인지과부하로 인해 대부분 학습에 실패한다. 인간의 뇌는 어떤 과제가 주어졌을 때 “나는 저것을 해낼 수 있을까?”란 질문을 무의식적으로 던진다. 이 질문의 답이 No이면 뇌는 이런 과제에 주의를 기울이려 하지 않는다. 이런 불행한 사태를 막고 좀 더 많은 학생들이 수업에 참여할 수 있게 하기 위해서는 과제를 ‘단계로 나누거나 잘게 쪼개서(Break It Down)’ 제시하는 것이 필요하다. 이는 소수의 목표에 집중할 수 있게 해주고 인지과부하를 예방한다. 수학 문제를 풀 때도 단계별로 하고, 영어 직독직해를 할 때도 끊어 읽기를 하는 것도 바로 이런 이유에서다.
학습자가 과제 수행에 실패했을 때는 과제를 여러 단계로 나누어 재도전하게 하면 성공하는 경우가 많다. 교과서의 수업활동을 설계할 때는 이를 반드시 고려해야 한다. 교과서 집필자들을 위한 사전 교육에 포함되면 매우 도움이 될 내용이다.
6. 그래픽 오거나이저(graphic organizer)를 적극 활용하는가?
학습이란 신정보와 구정보의 연결을 통해 기존의 정보가 재구조화되고 확장되는 것을 말한다. 따라서 새로운 정보를 제공할 때는 학습자들로 하여금 기존에 이미 알고 있는 정보/지식과의 관련성 파악을 돕는 것이 핵심이다. 학습도 정보의 ‘연결’이고 이해도 학습의 ‘연결’이다. 이렇게 학습의 핵심은 연결에 있다. 새로운 정보를 이해한다는 것은 이와 관련된 정보를 사전지식에서 찾아 연결시킬 수 있다는 것을 의미한다. 그래픽 오거나이저가 바로 이런 역할을 해준다.
그래픽 오거나이저가 신정보와 구정보를 연결짓는 방법은 뇌가 지식을 새롭게 구성하는 방법과 정확히 일치한다. 그래픽 오거나이저는 산만한 지식을 몇 개의 작은 지식 덩어이로 묶어준다. 이렇게 복잡한 지식을 작은 지식 덩어리로 나누는 것을 천킹(chunking)이라 한다. 이렇게 지식을 작은 덩어리로 재분류해서 기억하면 작업기억의 용량을 덜 소비하게 되어 기억이나 회상의 효율을 높일 수 있다. 사람이 동시에 기억할 수 있는 정보의 수는 3~5개의 정보 덩어리(chunk)다.
정보 간의 관계완 연관성을 표현해주는 수단으로 그래픽 오거나이저만큼 탁월한 방법이 없다. 학습은 신경세포의 새로운 성장이란 측면에서 보면 그래픽 오거나이저는 새로운 신경세포를 자라게 하는 가장 훌륭한 음식(food)이다. 그래픽 오거나이저는 수가 많은 정보를 묶어서 기억하는 탁월한 기억술이기도 하다. 기억을 하는 방법은 크게 두 가지다. 하나는 구구단 암기처럼 무한 반복을 통해 기억하는 방식이고, 다른 하나는 새로운 정보를 기존의 관련 정보와 연결시켜 장기기억에 저장하는 방식이다. 당연히 후자의 기억방법이 효과적이다. 따라서 학교에서는 다양한 그래픽 오거나이징 기술을 가르칠 필요가 있으며 교과서에는 이를 많이 활용할 수록 좋다. 이세상의 대부분의 정보는 크게 3~4개로 나눌 수 있다는 것은 신기하다. 긴 글도 ‘기승전결’, ‘서론-본론-결론’처럼 몇 개의 덩어리로 나눌 수 있는데 이는 인간의 순간 기억 용량과 일치한다.
[그림 5] 그래픽 오거나이저 – 마인드 맵
7. 정보를 범주화시키는 활동을 적절히 배치하고 있는가?
뇌는 똑같은 정보라도 어떤 형태로 제공되고 기억하느냐에 따라 기억과 회상의 효율에 큰 차이가 난다. 우선 뇌는 정보를 저장할 때 저장하는 원칙이 있다. 대표적인 원칙이 아래 [그림 6]처럼 위계에 따른 저장이다. 상위 개념 아래 하위 개념이 질서 정연하게 저장된다.
[그림 6] 뇌의 정보망
정보를 범주화(=자료들 중 속성이 같거나 비슷한 것들을 상위 부류로 묶는 과정)하여 저장한다는 것은 당장 쓰지 않을 소지품을 종류별로 나누어 서랍에 넣어 두어 나중에 찾기 쉽게 하는 목적이 있다.
[그림 7] 초보자와 전문가의 정보 저장 상태 비교
실제 수업에 적용할 수 있는 범주화의 예를 하나 들겠다. 만약 <소, 테이블, 사과, 소파, 체리, 사자, 말, 컴퓨터, 복숭아>라는 정보를 제공할 때 이렇게 제공하면 뇌는 난감해한다. 정보의 총 개수가 9개나 되어 뇌가 순간적으로 기억할 수 있는 숫자인 3~5개를 훌쩍 넘는다. 이런 정보는 <동물, 물건, 과일>로 범주를 나누어 제공하면 학습자의 뇌는 이런 정보를 훨씬 더 쉽게 받아들이고 기억도 효과적으로 할 수 있다.
• 동물 – 소, 사자, 말
• 물건 – 테이블, 소파, 컴퓨터
• 과일 – 사과, 체리, 복숭아
8. 주의력의 지속 시간을 고려하고 있는가?
학습이 일어나기 위한 일차 필요조건은 학습 정보에 학습자가 주의를 기울이는 일이다. 주어지는 외부 정보에 주의를 기울일 때만 그 정보는 작업기억 시스템 속으로 들어와 유지될 수 있다. 잠시라도 주의를 기울이지 않으면 그 정보는 사라진다. 그런데 인간이 주의력을 지속시킬 수 있는 시간이 초등학생이라면 10분, 중고교생은 15~20분 정도다.
[그림 8] 50분 중 주의력의 변화
뇌의 이런 특성을 고려하면 10~20분마다 수업의 모드를 바꾸어 주어야 한다. 가장 좋은 방법이 ‘익힘’을 위한 활동을 포함시키는 것이다. 가령 10~20분마다 배운 내용 중 핵심 두 가지를 짝과 함께 공유하게 하는 등의 활동을 배치하면 기억에 효과적이다. 주의력이 떨어지는 시간(down time)에는 아래와 같은 활동이 효과적이다.
• 좋아하는 활동하기: 사람은 자신이 좋아하는 일을 할 때는 집중시간이 길어진다.
• 신체 움직임 갖기 : 일어서서 혹은 돌아다니며 하는 활동하기
• 언어의 사용: 짝과 함께 배운 내용 공유하거나 소 모둠 토론하기, 배운 내용을 글로 정리하기(내가 보고/들을 것은?; 내가 배운 것은?; 내가 놀랐던 점은?; 내가 더 알고 싶은 것은?; 이것이 떠올리는 내용은?)
• 주제 바꾸기: 학습자가 흥미를 가질 만한 관련 이야기 해주기
9. 입력활동(input)과 인출활동(output)이 균형을 이루는가?
교사가 설명하는 것, 책을 읽고 새로운 내용을 파악하는 과정은 모두 입력활동(input)에 해당된다. 반대로 입력한 내용을 다시 꺼내서 활용하는 과정이 인출활동(output)이다. 한국의 학교교육은 입력활동이 인출활동에 비해 지나치게 많다. 진도를 나가기 위해 교사가 주로 설명한다. 이는 가장 전형적인 입력 중심 수업이다. 이는 기억효율과 학습효율이 가장 떨어지는 방식이다. 수업은 입력과 인출의 균형이 필요하다. 뇌친화적 교수법에서 학습 내용을 가르치는 시간 즉 입력은 전체 수업시간의 50%를 넘지 않도록 권장하고 있다.
[그림 9] 입력활동과 인출활동의 이상적인 비율
나머지 50’%의 시간에는 인출과 관련된 활동을 하는 것이 좋다. 쪽지 시험을 봐서 학습목표에 도달했는지 그 여부를 확인하고, 간단한 질문을 던져 회상(recall)하게 하며, 적절한 피드백(feedback)을 주거나 활용하는 데 써야 한다. 이런 모든 활동은 기억을 강화하는 일종의 정교화(elaboration)(=기억해야 할 둘 이상의 자료 간의 공유하는 의미나 공통된 참조물을 찾아 이들 자료들을 어떤 의미를 가지도록 연결시켜 기억에 저장하는 방법) 작업이다. 2015개정 교육과정은 학습경험의 질을 높이기 위해 이런 수업을 강하게 요구하고 있다.
이번 2015개정 교육과정에서 빅 아이디어를 도입한 것은 지식의 습득을 넘어 수행할 수 있는 능력이 다른 영역으로 전이(transfer)까지 될 수 있기를 목표하고 있다. 이를 위해서는 아는 것을 넘어 ‘적용하다, 분석하다, 평가하다, 종합하다, 문제를 해결하다’ 수준의 심화된 학습활동이 필요하다. 공을 많이 들이는 수업이 그 만큼 기억의 효율도 높다. 문제는 이런 인출의 비중이 높은 질 높은 수업을 위해서는 충분한 시간의 확보가 어렵다는 점이다. 2015개정 교육과정에 수행을 중시하는 역량기반교육과 빅 아이디어를 전 과목에 전면 도입하는 것을 무모하다고 비판했던 것도 실현의 어려움을 염두에 두었던 것이다. 최소한 교과서의 30%(뇌친화적 교수법에서는 50% 정도를 권장) 정도는 인출과 관련된 수업활동을 할 수 있다면 바람직할 것이다.
10. 언어정보와 시각정보를 조화롭게 제공하고 있는가?
뇌에서 언어정보와 시각정보를 처리하고 저장하는 장소가 다르다. 교과서 내용이 언어정보 중심으로 제공된다면 언어정보 처리를 담당하는 뇌만 매우 바쁘고 시각정보를 처리하는 뇌는 펀펀 놀게 된다. 이는 뇌의 기능을 제대로 활용하지 못하는 것이다. 기본적으로 동일 내용에 대해 시각, 청각 정보를 동시에 제공하는 것이 기억과 학습의 효율을 높인다. 언어정보 처리의 과부하를 막고 기억의 효율을 높이기 위해 적재적소에 적정 수준의 비주얼을 사용하는 것이 필요하다. 이는 기억을 회상할 때도 매우 유리하다. 문자부호와 영상부호는 서로 다른 곳에 저장되더라도 서로 연결되어 있기 때문에 하나의 정보를 떠올리면 다른 정보까지 활성화 된다. 예를 들면, ‘고양이’를 부호화(=선별되어 마음속으로 들어오는 자극(외부정보)을 개별 신경세포 혹은 신경망 차원에서 전기적 활동으로 변환하는 과정)할 때 ‘고양이’라는 단어뿐만 아니라 영상(image)까지 기억하면, 단어나 영상 중 하나만 인출해도 그 항목을 재생할 수 있다. 다음에 소개하는 멀티미디어 정보제시 원칙은 교과서 정보설계에 매우 유용하다.
<표 6> 멀티미디어 정보 제시의 원칙
1. 멀티미디어의 원칙(multimedia principle)
학습자는 글자로만 배우는 것보다 글자와 그림으로 배울 때 더 잘 익힌다.
2. 시간 근접성의 원칙(temporal contiguity principle)
학습자는 상응하는 글자와 그림이 연속적으로 제시될 때보다 동시에 제시될 때 더 잘 익힌다.
3. 공간 근접성의 원칙(spatial contiguity principle)
학습자는 상응하는 글자와 그림이 각각 페이지와 스크린에 멀리 떨어져 제시될 때보다 서로 가까이 제시될 때 더 잘 익힌다.
4. 통일성의 원칙(coherence principle)
학습자는 관계없는 자료가 포함될 때보다 제외될 때 더 잘 익힌다.
5. 자료양식의 원칙(modality principle)
학습자들은 애니메이션과 자막의 결합 방식보다는 애니메이션과 내레이션의 결합방식을 통해 더 잘 익힌다.
(출처: Brain Rules, 2009)
그리고 요즘의 뉴 미디어 세대들은 청각·교재 중심 학습자가 아니라 시각 및 시각-운동 학습자다(Jensen, 2008). 디지털 세대 학생들은 시각적으로 생각하는 데 익숙하다. 디지털 기기들을 통해 수많은 시각 정보를 접했과 이들의 뇌가 이런 환경에 적응했기 때문으로 추정된다. 그림 우월성 효과(Pictorial Superiority Effect: PSE)에 대해서도 주목할 필요가 있다. 정보가 시각적일수록 인식하고 기억할 가능성이 커진다. 실제 실험결과 2,500개 이상의 그림을 10초 정도 보여주고 며칠 후 테스트했더니, 적어도 90%이상 정확하게 기억했다. 그리고 72시간 후 기억률을 조사해 봤더니 ‘문자 정보: 비주얼 정보 = 10% : 65%’의 비율로 나타났으며, 정보의 처리 속도 면에서는 ‘문자정보: 시각정보= 1: 60,000’로 나타나(Understanding the Digital Generation, 2010) 문자정보와 시각정보를 동시에 제공하는 방식으로 교과서를 비롯해 기타 학습 자료를 개발할 필요가 있다.
11. ‘전체 정보’를 먼저 제시한 다음 ‘부분 정보’를 제시하는가?
뇌는 외부로부터 들어오는 수많은 정보에서 의미를 추출하기 위해서 전체적인 것(whole)과 부분적인 것(part)에 동시에 주의를 기울인다. 즉 뇌는 나무(detail)와 숲(framework)을 동시에 보는 능력을 가지고 있다. ‘부분’은 대뇌 피질의 좌뇌가, ‘전체’는 우뇌가 처리한다. 매 순간마다 쏟아져 들어오는 수많은 정보를 처리할 수 있기 위해서 뇌가 가져야 할 필수적인 생존능력이다. 그러나! 좌뇌형 인간 혹은 우뇌형 인간은 없다. 모든 사람은 좌뇌와 우뇌를 같이 사용한다. 전체와 부분, 큰 그림과 세부 내용이 통합될 때 학습이 효과적으로 일어난다.
이렇게 뇌는 부분과 전체를 동시에 지각하고 처리하는 능력을 가지고 있지만, 학습자는 ‘전체에 관한 감을 잡을 수 있는 정보를 먼저 제공할 때’ 더 효과적으로 학습한다. 이는 신문기사의 헤드라인의 역할을 상상하면 이해하기 쉽다. 헤드라인을 먼저 읽을 때 뒤따르는 세부 내용을 훨씬 더 쉽게 이해할 수 있다. 전체에 대한 감과 전체와 부분 간의 연결에 대한 이해 없이는 의미의 이해도 일어나지 않는다. 교사는 부분을 연결해서 숲에 해당되는 부분까지 이해할 수 있도록 학습자를 도와야 한다. 큰 그림 없이 단편적 지식만 제시하는 지도와 구체적인 내용 없이 큰 그림만 제시하는 지도는 지양되어야 한다.
2015개정 교육과정이 도입하고 있는 빅 아이디어를 중심으로 한 학습설계의 이론적 배경도 뇌의 이런 특성을 반영한 것이다. 대개념 혹은 핵심원리를 먼저 제시하고 수업을 시작할 때 인간의 뇌는 정보를 더 잘 이해하고 인출하며 기억할 수 있다. 인간의 뇌는 정보를 많은 경우 위계에 따라 저장하기 때문이다. 과일이란 상위개념을 먼저 제시하고 사과와 딸기, 배를 제시하는 것이 그렇지 않은 경우보다 뇌가 더 잘 이해하고 기억할 수 있다.
이번 개정교육과정을 통해 시도하고 있는 핵심원리(big idea)에 의한 교과서 단원 설계를 상상해보자. 단원 맨 앞에 그 단원이 목표로 하고 있는 핵심원리를 반영한 소위 ‘장기간 남을 이해를 위한 문장(enduring understanding)’이 하나 제시될 것이다. 예를 들어 ‘사진찍는 기술’에 관한 단원이라면 단원을 관통하는 이해 문장은 “사진찍기의 핵심 기술은 빛을 어떻게 잡느냐에 달려 있다”와 같은 원리다. 이런 핵심 원리를 습득하기 위해서는 아래와 같은 복수의 핵심질문(essential question: EQ)이 제공되어야 한다. 이번 2015개정 교육과정에 따른 수업설계를 제대로 한 교과서는 아마 이런 절차를 따르게 될 것이다.
• EQ1-사진을 잘 찍기 위해서는 어떤 셔터 스피드를 선정해야 하는가?
• EQ2-대상 물체에 대한 초점을 어디에 맞출 것인가?
• EQ3-조명을 어떻게 조절해 사진의 질을 높일 것인가?
이상과 같은 ‘장기간 남을 이해를 위한 문장(enduring understanding)’이나 핵심질문이 바로 전체에 관한 정보다. 이렇게 전체 정보가 먼저 제시될 때 부분 정보를 이해하고 연결시키기가 매우 용이해진다. 낱개 정보는 기억에 부담이 크다. 하지만 낱개 정보도 전체를 아우를 수 있는 큰 개념과 연결시킬 때는 인지부하도 줄이고 기억도 더 잘 할 수 있다.
12. 목표를 수립하거나 제시하는 활동이 있는가?
모든 학습에는 목표의 제시와 학습자의 공감이 중요하다. 학습자가 목표에 대해 공감하지 않으면 학습자는 그 목표에 주의를 기울이지 않는다. 이번에 고시된 2015개정 교육과정에서 처음으로 도입한 빅 아이디어에 의한 단원 설계 원리도 단원 설계를 목표에서 시작해서 역순으로 설계하는 것이 특징이다. 앞의 11.에서 소개한 “사진찍기의 핵심 기술은 빛을 어떻게 잡느냐에 달려 있다”와 같은 문장이 이해를 위한 핵심문장이자 핵심원리고 단원의 가장 중요한 학습 목표다.
학습자로 하여금 집중하게 하는 데는 여러 가지 기술이 있지만 그중에 대표적인 것 하나가 목표를 수립하거나 제시하고 그 목표를 학습자의 삶과 연결시키는 방식이다. 학습자는 배우는 내용이 자신에게 의미가 있다고 느끼지 않으면 주의를 기울이지 않는다. 학습목표를 분명히 하기 위해서는 아래의 <표 7>의 내용을 참고하면 도움이 된다.
<표 7> 학습목표를 분명히 하기
• 아동이 이해할 수 있는 언어를 사용한다.
• 하나의 단원에서 한두 가지의 목표에만 집중하게 한다.
• 학습목표는 구체적이며 측정이 가능해야 한다.
• 목표의 서술은 복문이 아닌 단문이 되게 한다.
• 목표는 종이에 써서 붙이도록 한다.
• 목표와 관련된 수업 내용의 시작과 끝이 분명해야 한다.
• 짝과 함께 수행한 과제에 대해 되돌아보는 시간을 갖는다.
• 목표 달성의 중간 점검 시간을 갖는다.
목표 수립과 함께 계획 세우기 기술도 갖추게 하는 것이 매우 중요하다. 계획을 세울 때 목표를 달성할 수 있는 가능성이 더 높아지기 때문이다. 구체적인 목표가 없으면 계획을 세울 이유도 없어진다. 목표가 있을 때 뇌의 집행기능은 목표 달성이나 문제해결을 위해 필요한 에너지와 자원(예: 주의력)을 투입한다. 과제를 혼자서 수행하지 못하는 대부분의 아동은 계획을 세우고 목표를 수립하는 기술을 알지 못한다.
13. 학습자 주도의 능동적 학습(active learning)을 지향하는가?
“수업안이 아무리 흥미있고, 자극적이고, 화려하며, 학습자의 삶과 관련이 있게 짜여진다 하더라도 학습할 내용과의 상호작용을 교사가 주도한다면 학습은 학습자의 뇌 속이 아니라 교사의 뇌에서 일어난다.”
“교사가 말을 많이 하면 할수록 학습자는 학습에서 점점 더 멀어진다.”
이상의 두 인용문은 매우 의미심장하다. 이래서 21세기 많은 국가들이 “적게 지도해야 많이 배울 수 있다(Teach Less, Learn More).”를 강조하는 것이다.
교사-학습자 간의 수업시간 사용 비율을 통제하는 것도 필요하다. 50분 수업이라면 교사의 설명 시간이 15-20분이 넘지 않게 하고, 수업시간의 55-80%를 학생들 스스로 깊이 있는 학습에 쓰도록 하는 것이 효과적이다. 물론 이런 수업의 운영은 한국처럼 학습이 잠시 단편적 정보를 암기했다가 시험을 보고나면 잊어도 좋은 그런 학습에는 효과적이지 않다.
2015개정 교육과정이 빅 아이디어 도입을 통해 시도하고자 하는 것은 ‘깊은 이해’를 위한 학습이다. 이것이 가능하기 위해서는 교사는 도입, 질서유지, 핵심 개념, 지시, 강의, 이야기, 마무리 등에 최대한 주의를 아껴 쓰고 나머지 시간은 학습자들로 하여금 정보처리, 프로젝트, 토론, 모둠활동, 자기평가, 학습일지, 피드백, 계획세우기, 연구, 인터뷰, 복습과 암기 등 학생이 수업을 주도하게 해야 한다. 이번 2015개정 교육과정에 따른 교과서 집필은 특히 이런 점에 유념해야 할 것이다.
아래 [그림 10]처럼 신체적 감각과 긍정적 정서를 많이 사용하는 활동일수록 집중도가 높아지고 기억 효율도 향상된다.
[그림 10] 활동 유형에 따른 <회상, 전이, 적용> 효율
14. 다양한 활동을 통해 풍부한 학습경험이 제공되고 있는가?
우수한 학습 설계는 풍부한 학습경험을 제공함으로써 학습자의 뇌 속에서 활발한 정보처리가 일어나게 하는 것이다. 교육뇌과학적 관점에서 학습이 일어난다는 것은 기존의 지식을 품고 있는 신경세포망이 더 무성해지거나 기존의 신경세포들이 더 자라는 것을 의미한다. 이를 좀 더 전문적인 용어를 빌어서 설명하면 학습이란 기억의 물리적 기반은 신경세포의 축색종말(axon terminal)과 다른 신경세포의 수상돌기(dendrite) 사이로 전기적 자극(impulse)이 신경접합부(synaps)의 간극을 뛰어넘는 현상을 말한다. 즉, 하나의 신경세포에서 다른 신경세포로 전기화학적 신호가 효과적으로 전달될 수 있도록 시냅스 기능의 효율성을 높이는 것을 말하기도 한다. 교수설계자는 아래와 같은 수상돌기의 4가지 원칙을 알고 적용할 필요가 있다.
<표 8> 수상돌기 성장의 4가지 법칙
① 수상돌기는 기존의 것[사전지식]으로부터 자란다(Dendrites grow only from what is already there).
② 수상돌기는 학습(듣기, 읽기, 쓰기 말하기, 연습하기)을 통해 자란다(Dendrites grow for what is practiced).
③ 수상돌기는 자극이 풍부한 경험을 할 때 잘 자란다(Dendrites grow from stimulating experiences).
④ 사용하지 않으면 잊는다(Use it or lose it)!
다양한 활동을 하게 되면 다양한 감각 정보를 다양한 경로로 받아들이게 된다. 이는 기억이 다양한 경로에 저장된다는 것을 의미한다(The more ways something Is learned, the more memory pathways are built.). 이렇게 저장된 정보는 서로 연결되기 때문에 나중에 회상하기도 쉽다. 여러 경로로 저장된 것 중 하나만 떠올려도 다른 경로에 저장된 것까지 인출되기 때문이다. 그래서 시청각을 활용한 학습이 효과적이다. 그리고 다양한 학습활동과 더불어 매우 새롭고 깜짝 놀랄 만한 방법으로 자료를 제시할 때 학습자는 더 잘 집중하고 더 잘 기억하게 된다.
또 다양한 활동이란 현장체험, 모의체험 등을 포함하여 학습자 스스로 발견하고, 해석하며, 분석하고, 연습하며 토론하는 것 등도 포함한다.
[그림 11] 경험과 자극이 깊은 활동의 종류
따라서 교과서 집필자는 교과서 내용을 수업하는 장면을 상상하면서 집필할 필요가 있다. 흥미로운 소재로 다양한 학습경험을 제공할 때만 학습자 뇌의 신경세포는 자란다. 즉 학습이 일어난다. 그래서 교사는 학습자의 신경세포를 흥분시키는 사람이라고도 부른다.
15. 곳곳에 적절한 질문을 활용하는가?
뇌는 주입식 강의보다 안내성 질문(guided question)과 계단식 적시 피드백이 주어지는 수업에 더 잘 몰입한다. 좋은 질문은 신정보와 구정보(=사전지식, prior knowledge)를 연결시키는데 도움을 준다. 좋은 질문은 수동적 청취대신 학습자의 참여를 이끌어 낸다. 이번 2015개정 교육과정에서 가장 새로운 시도가 빅 아이디어의 도입인데 이는 핵심원리와 핵심질문이란 동전의 양면 같은 두 축을 활용해서 단원의 수업을 설계하라는 것이다. 단원의 맨 앞에는 핵심원리와 핵심질문을 제시하게 될 것이다. 이런 변화는 수업이 무엇에 집중해야 하는지를 강조하는 것이다. 목표가 있고 초점이 있는 단원 설계 방식의 도입이 한국의 학교수업을 혁신하는 계기가 될 수 있을 것이다.
질문을 수업에 활용하는 기술에는 여러 가지가 있다. 단계적 지식의 확장을 돕는(scaffolding) 질문을 활용해 보는 것도 좋다. 예를 들어 어떤 글을 읽기 전에 그 글의 내용에서 주목해야 할 내용을 아래와 같은 질문으로 구성하고 이를 중심으로 수업을 진행한다면 뇌의 집중도는 매우 강화될 수 있을 것이다.
<표 9> 단계적 지식의 확장을 돕는(scaffolding) 질문
• 이 이야기가 일어난 장소는 어디인가?
• 이 이야기에서는 위치와 시간이 중요한 이유는 무엇인가?
• 이야기 속의 가족 구조와 세대들이 어떻게 존재하는지 설명하시오.
• 할머니는 글을 어떻게 깨우치게 되었는가? 할머니가 글을 읽을 수 있게 된 것은 왜 중요한가? 이민자로서의 할머니가 글을 읽지 못하는 것이 어떤 영향을 끼쳤는가?
• 왜 이 이야기는 역할전환(role reversal)에 관한 것인가?
• 여러분들의 부모나 조부모에게 무엇이든 가르쳐드린 적이 있는가? 그런 경험은 여러분들에게 어떻게 다가왔나요?
• 이 이야기는 앤나와 그녀의 할머니와의 관계에 대해 어떤 점을 얘기해 주나요? 여러분들의 조부모와 같은 입장에 있는 다른 어른들에게 기여할 수 있는 방법으로는 어떤 것이 있을까요?
• 앤나가 실제 성취한 것은 무엇인가요?
• 여러분들은 글을 해독할 수 있게 되었고 그것은 여러분들에게 얼마나 중요했나요?
출처: Effective Question Strategies, 2012 p34
한편 질문을 활용하기 위해서는 일반적 질문, 추론적 질문, 상위인지 질문을 적소에 적절히 활용하는 것이 필요하다.
<표 10> 질문의 종류
1. 일반적 질문
“한 시간은 몇 분으로 구성되나?”
“가을 다음에는 어떤 계절이 오나?”
2. 추론적 질문
“너는 현 대통령의 성과를 어떻게 평가하나?”
“지금 우리 고장에서 여름이 없다면 초목들에게는 어떤 일이 일어날까?”
3. 상위인지 질문
“이 개념은 너의 사고에 어떤 영향을 주고 있니?”
“당신은 당신이 수업 중 사용하는 질문 기술이 얼마나 성공적이라고 평가합니까?”
16. 상위인지능력(metacognition)을 적극 활용하게 하는가?
상위인지능력이란 ‘자신의 인지·사고에 관한 지식’과 ‘자신의 인지·사고에 관한 조절, 조정 능력’이란 두 가지 측면을 포함하는 인지능력을 말한다. 전자는 자신의 사고 상태와 내용, 능력에 대해 알고 있는 지식(초인지적 지식)을 말하며, 후자는 문제 해결 과정에 있어 계획하고, 적절한 전략을 선택·사용하고, 과정을 점검·통제하고, 결과를 반성·평가하는 사고 능력(초인지적 스킬)을 말한다(실험심리학용어사전, 2008, 시그마프레스). 예를 들면 영어지문을 읽을 때 ‘단락의 구조에 대한 지식(예: 주제문과 주제문을 뒷받침하는 내용으로 구성)’ 및 실제 독해를 할 때 ‘아, 주제문은 대부분 단락의 첫 머리에 나오기 때문에 이 부분을 정독해서 뒤에 이어질 내용이 무엇인지 예측해야지.’하는 생각을 하는 능력을 말한다. 상위인지능력은 자신의 생각을 모니터하면서 조절하는 능력이다. 다르게 표현하면 자신의 대뇌를 운전하는 능력이라 할 수 있다. 학습부진을 겪는 학습자들은 상위인지능력을 활용하는 능력이 매우 부족하여, 이를 직접 가르쳐주는 것이 매우 중요하다. 이런 상위인지능력과 함께 주목해야 할 부분이 뇌의 집행기능(Executive Functions: EF)이다. 21세기 들어 교육신경과학이 눈부신 발전을 하면서 이 기능에 대한 관심과 연구가 매우 활발하다.
뇌의 집행기능은 모든 인지적 기능과 주의의 할당(어떤 것에 주의를 기울일까의 결정) 등을 담당하는 중앙통제시스템과 같은 것인데, 정부로 말하면 중앙정부의 내각기능에 해당된다. 중앙 행정부가 모든 사회 기능을 조정하고 관리하듯이 뇌의 집행기능도 인간의 모든 인지적 기능을 통제하고 조절한다.
인간의 뇌 속에는 약 1000억 개의 신경세포 뉴런(neuron)이 있고, 이들은 이론상 100조개의 연결을 만들 수 있다. 그리고 뇌의 겉층인 피질(cortex)을 펼친 면적을 합치면 신문지 한쪽만한 넓이이지만 이 속에는 정보를 무제한으로 저장할 수 있다. 그리고 뇌는 신체 에너지의 약 20%를 소비한다. 그리고 인간의 뇌는 모든 인지작용을 매우 정교하게 효율적으로 집행한다. 이를 담당하는 것이 뇌의 집행기능이다. 집행기능은 과제해결에 필요한 정보를 유지하거나 새롭게 하고, 특정 반응을 억제하거나 주의를 전환하는 기능 등을 일컫는데, 이 기능은 인간의 모든 인지적 활동에 결정적으로 중요하다. 공부를 못하는 학생들일수록 대부분 이 기능이 발달되어 있지 않다. 이는 뇌의 다양한 자원을 쓸 줄도, 통제나 조절할 줄도 모른다는 뜻이다. 품행 역시 마찬가지다. 좋은 품행, 나쁜 품행 모두 뇌의 집행기능과 관련이 깊다. 집행기능은 자기조절의 기반이다. 집행기능을 구성하는 주요 요소는 다음과 같다.
① 목표/계획 세우기, 우선순위 정하기
② 정보의 체계화/구조화/정리정돈
③ 학습 및 문제해결 방법의 유연한 전환
④ 충동의 억제
⑤ 작업기억에서의 정보의 유지와 조작
⑥ 자기 관찰과 점검
이상의 6가지 주요 집행기능에 대해서는 수업을 통해 의식적으로 그 스킬을 키워줄 필요가 있다.
17. 배운 내용의 되돌아보기(self-reflection) 활동을 적절히 활용하는가?
교과서의 설계가 적절한 시점과 위치에서 배운 내용을 되돌아볼 수 있도록 교과서가 설계되는 것은 매우 중요하다. 이는 배운 내용을 반복·복습하는 것을 포함해서 배운 지식의 활용과 새로운 지식과의 연결을 통해 지식을 확장하고 재구조화하는 것을 말한다. 뇌과학적으로 볼 때 반복이나 복습도 매우 중요한 가치를 지닌다.
반복은 기억회로에 반복해서 자극을 주는 과정이다. 이런 과정을 통해 저장된 정보는 더 자주 활성화되고 인출되게 되면 회로가 강화되어 지식이 자동화된다. 필요할 때 즉각 인출해서 활용하고 다른 곳에 응용까지 할 수 있게 된다. 반복이나 인출은 쪽지시험을 통해 이루어질 수도 있다.
반복은 과거에 배운 내용과 연결을 통한 것이 가장 효과적이다. 교과서 내용을 나선형 구조로 배치하는 것도 바로 이런 이유에서다. 이런 과정을 통해 지식이 재구조화 될 때 뇌의 신경세포가 자란다. 이는 새로운 학습이 일어난다는 생물학적 증거다.
배운 내용 되돌아보기 활동은 뇌가 기존에 학습한 것을 다시 불러와 활용하는 활동이다. 이를 통해 신경세포 간의 연결이 더 단단해지고 기억이 강화된다. 아래와 같은 활동이 대표적이다.
• 배운 개념을 개인적 삶과 연결시킨다.
• 배운 내용이 왜 중요하고 자신과 어떤 관련성이 있는지를 생각한다.
• 배운 내용을 어디에 어떻게 활용할지를 생각해본다.
18. 학습자에게 선택의 여지를 주고 있는가?
학습자 스스로 학습내용, 학습방식, 학습속도, 평가방식을 선택(choice)하고 통제(control)할 수 있을 때 동기가 향상되고 학습이 강화된다. 학습자마다 준비상태가 다 다르기 때문이다. 개개인의 특성에 따라 자신에게 맞는 방식을 ‘선택’한다는 것은 엄청난 힘을 지닌다. 우리는 스스로 선택한 것에 대해 책임을 지려하기 때문이다.
학습자의 뇌는 의미 있는 정보에만 주의를 기울이려 한다. 자신의 의지와 상관없이 강제로 부여하는 정보에는 집중하지 않는다. 학교의 교과서의 내용은 학습자의 의지와 상관없이 강제적으로 부여하는 것의 대표적인 예다. 학생들이 수업 중에 집중하지 않는 것을 아이들 탓으로만 돌리지 말고 배울 내용, 배우는 방법, 배우는 속도 등에 아이들의 선택권, 통제권을 넓히는 것을 검토해야 할 것이다. 배울 내용을 강제화한다는 것은 다르게 표현하면 가르치고 싶은 내용과 학생이 배우고 싶은 내용이 불일치한다는 것을 의미한다. 이런 문제를 어떻게 해결할 수 있을까?
학습자도 참여해서 교과서를 만들면 좋지만 이게 현실적으로 어려우면 교과서 내용을 재구조화하는 방법이 있다. 교과서 매 단원 내용을 잘게 쪼갠다. 내용별, 수준별로 쪼갠 다음 학생들로 하여금 자기가 학습하고 싶은 활동을 ‘선택’하게 한다. 이렇게 선택권을 주면 학습자는 더 잘 집중한다. 학포자가 많을수록 이를 해결하기 위해서는 학습자가 선택하고 스스로 통제할 수 있는 요소를 늘려야 한다.
19. 감정이 실린 활동을 적극 도입하고 있는가?
‘뇌가 어떻게 학습하는가(How People Learn)’에 관한 연구에 의하면 어떤 정보에 주의를 줄까 말까를 결정하는 것은 이성이 아니라 감정과 정서다. 아무리 수업내용이 의미 있는 것이라 하더라도 그 순간 공부할 기분이 들지 않으면 사람은 주의를 기울이지 않게 된다. 감정이 실린 수업은 음식으로 말하면 맛과 향이 좋은 음식에 해당된다. 당연히 이런 수업 내용에는 더 높은 흥미와 적극적인 참여를 하게 된다. 감정이 실린 수업활동은 가장 먼저 교사가 열정을 가지고 수업하는 것이 필요하지만 모둠 활동을 하는 것도 학습자의 수업 기분을 up시키는 손쉬운 방법이다. 잊지 말아야 할 것은 교사가 수업을 주도하면서 학습자의 감정을 up시키는 데는 한계가 있다. 감정이 실린 활동은 어떤 것들인가? 야외 학습, 협동학습, 토론학습 등 학습자가 주도하는 수업은 대부분이 이에 해당된다.
수업을 설계할 때는 활동이나 과제가 얼마나 긍정적 감정을 수반할 것인가를 고민하면서 해야 한다. 학습에 있어서 감정의 역할은 아래와 같이 매우 중요하다.
<표 11> 학습에 있어서 감정과 정서의 중요성
• 감정과 인지는 분리할 수 없는 영역이다. 감정은 주의를 어디에 기울일지를 결정하고, 주의는 인지기능을 작동시키며, 인지작용은 기억의 회로를 만든다. 이렇게 긍정적 감정과 정서는 학습과 기억작용에 필수적이다.
• 외부 정보의 의미를 탐색할 때 감정의 역할이 매우 중요하다. 감정은 모든 생각, 행동, 학습 과정의 일부이자 배경이다(Caine et al. 2009).
• 감정의 뇌와 이성의 뇌는 늘 협력해야 하지만 어떤 자극에 주의(attention)를 줄지, 무엇을 학습하고 기억할지는 감정에 의해 결정된다(Kovalik, 2009; Jensen, 2008). 결국 감정은 학습능력을 향상시키기도 하고 떨어뜨리기도 한다. 그래서 감정과 정서는 학습으로 가는 온오프 스위치라고도 부른다.
• 적절한 감정을 수반하는 학습과 감정이 실린 경험은 더 높은 흥미와 적극적인 참여, 활발한 기억 유지가 일어나도록 한다.
• 긍정적 감정은 도파민 분비를 촉진해 장기기억을 돕는다.
20. 사회성·감성 역량을 높이기 위한 활동을 포함하는가?
한국은 세월호 사건을 통해 인성교육진흥법을 도입했지만 세계 주요국들이 다 중요하게 생각하는 사회성감성 역량을 높이는 일(social and emotional learning: SEL)에는 비교적 무관심하다. 무관심하다기보다는 이 개념에 대해 생소한 편이다. 정작 더 중요한 것은 제쳐두고 인성교육이 그 자리를 차지하고 있다.
사회성감성 교육이 21세기 들어 세계적으로 관심을 끄는 것은 사회변화와 관련이 깊다. 디지털 기기를 가지고 보내는 시간이 늘어나고 다양한 자극에 노출된 디지털 세대는 공감능력이 떨어진다. 사회적 활동에서 사회적 신호를 잘 읽지 못한다. 혼자 보내는 시간이 많았기 때문이다. 집중력의 지속시간도 매우 짧아졌다. 그리고 충동적이다. 이런 것도 디지털 기기의 영향이라고 분석한다. 이런 뇌를 가지게 된 오늘날의 아동청소년이 가장 절실히 필요한 것은 사회성을 높이고 정서적으로 스스로를 조절할 수 있는 능력을 갖추게 하는 것이다. 이는 바로 사회적 뇌와 정서를 담당하는 뇌의 변화를 요구한다. 우선 사회적 뇌의 운영시스템을 보자. 아래 [그림 12]의 사회적 속성 6가지가 수업분위기, 학교분위기, 학생의 성공을 결정한다. 따라서 학교교육은 인성교육을 부르짖기 전에 사회성감성 교육에 더 집중해야 한다. 이를 위해 모든 교과가 사회성을 높일 수 있도록 해당 활동을 교과에 통합시키는 노력을 하는 것이 필요하다.
[그림 12] 사회적 뇌의 운영시스템 이해
사회성을 담당하는 뇌의 시스템이 ‘사회적 뇌(social brain)’이다. 학교폭력 문제, 충동성 문제, 이기적인 인성 문제 등은 결국 사회적 뇌가 제대로 작동하지 않는 것과 관련이 깊다. 우리사회는 이런 위기를 맞아 인성교육진흥법까지 마련했지만 인성교육을 한다는 것은 교육뇌과학적으로 보면 결국 아동·청소년 사회적 뇌의 사회적 사고, 사회적 행동 체계를 담당하는 뇌의 회로를 변화시키는 일이다. 이런 관점에서 사회적 뇌를 자세히 살펴볼 필요가 있다. 사회적 뇌가 바람직하게 작동한다는 것은 위의 [그림 12]에서 보듯이 ‘사회적 신호인지 → 사회적 신호 평가 후 적절한 보상적 반응’까지의 과정이 긍정적이고 친사회적인 것을 말한다.
1) 사회적 신호인지(Sensory Awareness)
상대방의 사회적 신호를 정확히 지각하고 정확히 처리하는 과정이다. 이 과정이 정상적이지 못하면 정상적인 관계 맺기가 불가능해진다. 상대방의 표정, 목소리, 몸동작, 상대방의 말 등을 보거나 듣고 상대방의 의도, 기분 등을 정확히 파악하는 것이 사회적 뇌가 담당해야 할 가장 기본적인 역할이다.
▷ 강화방안
역할극, 강의 후 관련 내용에 대해 토론하기, DVD를 시청한 후 어떤 일이 벌어졌으며 다르게 행동할 수는 없었는지 등의 논의를 통해 특정 상황에서 적절한 대응 방식이 무엇인지를 다양한 시각으로 바라볼 수 있는 스킬을 연마한다.
2) 타인의 입장을 고려한 의사결정능력(Social Reasoning)
이는 타인의 입장을 고려하면서 의사결정을 내릴 수 있는 역량을 말한다. 이는 또 소속된 집단 안에서 인정받고 또래 압력을 관리하는 역량과 관련된다.
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– 협동학습의 한 과정으로 경청 기술을 가르친다.
– 잘 설계된 협력학습 활동을 통해 사회적 행동의 영향과 결과를 경험할 수 있게 한다.
– 타인의 입장을 고려한 의사결정능력 향상 기술을 익힌다.
3) 마음상태와 행동 간의 관계 이해 체계(Theory of Mind)
마음이란 ‘안다, 생각한다, 느낀다, 바란다’ 등의 언어로 표현되는 마음의 상태들로 정의 된다. 한편 마음이론(theory of mind)은 경험적, 내재적 마음상태와 행동과의 관계를 이해하는 아동의 사고체계를 말한다. 즉, 남의 입장에 서서 타인의 생각, 기분 등을 읽고, 예측하고, 공감하는 능력 체계를 말한다.
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마음이론에 따르는 하위 기술들은 다음과 같이 익힐 수 있다.
– 언어수업 시간에 예측활동을 한다.
– 가설?가정(assumption)을 요구하는 모둠활동을 한다.
– 구체적인 사례를 통해 학생들의 행동 시나리오를 연구한다.
4) 유대감과 공감능력(Affiliation and Empathy)
사회성 뇌가 제대로 작동하기 위해서는 신뢰를 바탕으로 타인(가족, 교사, 친구 등)과의 유대감과 공감능력이 필수적이다. 이 영역과 관련해 장애가 있는 학생은 자랄 때 불안하고 적대적인 애착관계를 경험한 경우가 많다.
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협동학습과 팀워크, 긴밀한 그룹 활동을 통해 적절한 피드백을 주고받으면서 이 능력을 향상시킬 수 있다. 또한 팀의 규범을 지키고 피드백을 받고 교사와 또래의 평가에 귀를 기울이는 과정에서 이러한 역량이 향상된다. 교사는 친구를 사귀는 방법을 가르치는 것뿐만 아니라 친구와의 관계를 원만하게 유지하는 방법까지 가르쳐야 한다.
5) 감정상태 통제 및 영향을 미치는 능력(Emotional States)
사회성의 핵심은 타인과 관계를 맺을 때 자신의 감정을 조절하고 타인의 감정 상태에 영향을 미칠 수 있는 역량이다. 마음의 상태가 그 사람의 행동을 결정하게 되므로 자신과 상대방의 마음상태를 긍정적으로 바꾸는 능력은 가장 높은 수준의 사회성 자질이라고 할 수 있다.
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– 학생의 흥미를 끌고 다양한 대응방식을 보여줄 기회를 주는 활동에 참여할 기회를 늘리면 이러한 역량을 향상시킬 수 있다.
– 드라마, 연극부 활동, 역할극, 사람들의 삶에 관한 글쓰기 등을 통해 감정을 조절하고 상대방의 감정에 영향을 끼치는 훈련을 할 수 있다.
– 나아가 스포츠 활동을 통해 승리와 패배에 따른 감정을 다스리고, 스포츠 정신까지 배울 수 있다.
6) 사회적 신호 평가 후 적절한 화답(Reward Evaluation)
사회적 사고나 행동은 최종적으로 상대방의 감정에 적절히 화답하는 형태로 드러나는 것이 보통이다. 학생들이 평소에 악수, 포옹 같은 사회적 행동뿐만 아니라 “부탁해”, “고마워” 등과 같은 긍정적인 화답 기술을 배우도록 해야 한다.
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평소 학생들에게 다양한 사회적 신호에 대해 건강하고 적절한 화답과 반응을 보이는 훈련을 시키고 교사 스스로 바람직한 모델이 되어 준다. 어떻게 하라고 가르치지 말고 실제 행동으로 보여준다. 이런 역량은 가정에서 충실히 갖추도록 해야 한다. 하지만 가정에서 이런 것을 배울 수 없었던 아동들에게는 수업활동을 통해 학교에서 가르치는 수밖에 없다. 감사편지, 사과편지 등을 쓰는 활동도 도움이 된다.
사회적 뇌의 운영시스템의 이해를 바탕으로 아래와 같은 활동을 수업에 통합해서 SEL 역량을 키워주는 것이 필요하다.
① 마음을 다해 현재에 집중하기(mindfulness)
② 자신 생각의 문제점 깨닫기(challenge thinking)
③ 성취를 위해서는 노력, 참을성, 불굴의 정신(perseverance)이 필요함을 깨닫기
④ 긍정적 관계 형성을 위한 공감(empathy)과 경청
“준호, 이게 왜 이해가 안 돼?” -> “ 준호, 나랑 같이 해 볼까?”
⑤ 감사의 생활화를 통해 건강하고 행복한 삶(wellbeing) 실현하기
출처:
http://www.teachthought.com/learning/5-strategies-for-incorporating-social-emotional-learning-into-your-classroom/
21. 학습활동을 학습자의 삶과 연결시키고 있는가?
뇌는 기본적으로 배울 내용(정보와 기술)을 맥락과 함께 제시하고, 경험을 통해 배울 때 더 잘 이해하고, 기억하고, 회상할 수 있다. 이런 점을 감안해 가르칠 내용을 학습자의 삶의 경험과 통합시키려는 노력이 필요하다. 이때 뇌는 몰입하고 더 잘 배운다. 인간은 자기체계(self-system)란 것을 가지고 있다. 이는 세상을 이해하고 어떤 목적을 추구할까를 결정하는데 도움을 주는 상호 연결된 개인의 신념 체계(an interconnected network of beliefs)다. 즉, 한 개인의 자신에 대한 지각의 총화(individual’s collection of self-perceptions)를 말한다. 어떤 특정 현안 과제를 마주하면 자기체계가 작동하게 된다. 어떤 과제가 자신에게 중요한 의미가 있고, 달성 가능한 것이라면 그 과제를 수행하려는 동기가 유발된다. 반대로 그 과제가 자신에게 의미가 없고 달성이 가능하지도 않다고 느끼면 그 과제를 수행할 동기는 유발되지 않는다. 선생님이 “지금부터 제3과의 내용을 공부하자.”와 같은 말을 할 경우, 학습자는 ‘선생님의 설명에 주의를 집중할 것인가 아니면 자신에게 더 중요하고 흥미 있는 일에 주의를 기울일 것인가’를 무의식적으로 판단하게 된다. 이런 판단은 자기체계에 의해 이루어진다. 따라서 교과서에는 가능하면 학습자의 삶과 연결시켜 학습자가 의미있는 활동, 유용한 활동이라고 느낄 수 있는 내용이나 활동을 수록하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 (범교과)프로젝트 수업, 시연, 스토리텔링, 비유, 역할극, 현장실습, 견학 등의 경험학습(experiential learning)을 강화할 필요가 있다.
이번 2015개정 교육과정은 역량의 함양과 수행과 전이까지를 목표로 하는 빅 아이디어 중심의 수업설계를 요구하고 있다. 둘 다 수행을 중시하고 수행을 통해 이해하고 배우게 하는 방향이며 이는 교육 패러다임의 큰 변화다.
22. 신체 움직임을 수반하는 활동도 도입하고 있는가?
신체 움직임은 정신을 맑게 하고 스트레스 줄여주며 전반적인 몸 상태를 좋게 한다. 신체(body)와 뇌는 분리할 수 없으며, 학습은 신체와 뇌가 함께 만든다. 따라서 신체의 발달, 신체의 움직임을 수반하는 활동, 개인의 편안한 분위기, 긍정적 태도 등을 통해 학습능력이 향상된다. 몸과 마음은 분리될 수 없으며 서로 영향을 끼치는 하나의 유기체다. 따라서 학습에는 인지적, 정서적, 신체적 영역이 동시에 관련된다.
[그림 13] 학습에서의 신체와 뇌의 협력(Kid’s Eye View of Science, 2010)
23. 특정 문화 편향적인 활동은 없는가?
어떤 활동이 특정 문화 편향적인가 아닌가는 매우 중요한 문제다. 이때 문화적 편향이란 인종이 다르고 출신국이 다른 데서 오는 것도 말하지만 동일 민족이라도 어떤 계층 출신이냐에 따라 아동이 가지고 있는 문화자본이 다를 수 있다는 점에 기반하고 있다. 교육과정이 중산층 이상의 계층에 맞춰져 있다는 비판은 바로 이런 관점에서 나오는 말이다. 학교교육이 어떤 문화집단에는 성공적이지만 어떤 문화집단에게는 성공적이지 못한 것이 사실이다. 특히 빈곤 문화, 하층 문화 출신의 아동들에게 불리하다. 사회적으로 공정한 교육이 되려면 교육과정이 어떤 문화를 기반으로 하는가에 주목할 필요가 있다. 예를 들어보자. 빈곤층 가정의 자녀들은 어릴 때 부모로부터 다양한 책읽기의 혜택을 받은 경험이 부족하다. 그래서 어휘력이 부족하다. 특히 추상적인 내용들에 대해서는 배경지식이 많이 부족하다. 이런 것이 학교교육을 제대로 따라가기 어렵게 만든다. 그리고 요즘은 한국으로 이민 온 가정의 자녀들도 점점 늘어나고 있다. 그들은 이민 오기 전 모국의 문화 중심으로 지식, 문화, 가치, 삶의 방식 등이 형성되어 있을 가능성이 높다. 이런 학생들이 한국으로 이민 와 한국의 학교에 다닐 경우 느낄 문화적 충격이 클 것이다. 그리고 배경지식의 차이로 인한 어려움도 적지 않을 것이다. 교과서는 이런 점을 잘 고려해서 설계될 필요가 있다. 집필자와 교사는 학습자의 언어, 인종, 문화, 신념, 사회경제적 수준, 교수법이 학습에 영향을 크게 끼친다는 점을 염두에 두고 교과서를 집필할 필요가 있다.
24. 보편적 학습설계(Universal Design for Learning: UDL) 관점을 도입하고 있는가?
보편적 학습 설계(UDL)는 보편적 설계라는 건축학적 개념을 학습에 적용한 것으로 아래와 같이 정의된다.
<표 12> UDL의 정의
• 정의1: 모든 개별 학습자에게 동등한 학습기회를 제공하기 위한 교육과정 개발 원칙(cast.org)
• 정의2: 학습과학을 근거로 한 3가지 원칙을 중심으로 이루어진 수업지도를 위한 틀(Karen R. Harris 외, 2012)
UDL은 “동일한 학습목표를 제공하고 개인별로 다른 방식으로 학습한다.”란 철학을 기반으로 모든 개별 학습자에게 가장 적합한 학습 목표(goals), 학습방법(methods), 학습자료(materials), 평가(assessments)를 개발하기 위한 청사진이다. 이는 융통성이 있고(flexible), 평등하며(equitable), 누구에게나 접근 가능한(accessible) 수업지도 환경을 제공하기 위한 것이다. 이는 한 가지 획일적인 방법 대신 개인의 욕구에 대해 유연하고 맞춤식 접근을 하는 것이 특징이다. 이는 모든 학습자는 자신만의 고유한 뇌의 발달패턴을 지니며, 모든 학습자는 배우는 방식이 다 다르다는 데서 출발한다.
UDL은 아래 [그림 14]의 3가지 신경망에 근거해서 ‘3가지 원리와 9가지 가이드라인’으로 구성된다.
[그림 14] UDL이 기반한 3가지 신경망(http://www.cast.org/index.html)
<표 13> UDL의 3가지 원리와 9가지 가이드라인
▶ 원리1 – 참여를 위한 수단을 복수로 제공한다(engagement).
• 가이드라인1 – 자기조절 수단을 복수로 제공한다.
• 가이드라인2 – 노력·끈기를 지속시킬 수단을 복수로 제공한다.
• 가이드라인3 – 흥미를 끌 수단을 복수로 제공한다.
예:
-개별 과제 수행
-협동학습; 소집단 및 대집단 학습 경험
-테크놀로지 사용
▶ 원리2 – 학습할 수단을 복수로 제공한다(representation).
• 가이드라인4 – 이해를 위한 수단을 복수로 제공한다.
• 가이드라인5 – 언어, 수학적 기호, 상징을 복수로 제공한다.
• 가이드라인6 – 정보제공의 수단을 복수로 제공한다.
예:
-시각적, 청각적 제시
-테크놀로지 활용
-다양한 지원·수정·조정
▶ 원리3 – 활동과 표현의 수단을 복수로 제공한다(action & __EXPRESSION__).
• 가이드라인7 – 집행기능을 복수로 제공한다.
• 가이드라인8 – 표현과 소통의 수단을 복수로 제공한다.
• 가이드라인9 – 활동 수단을 복수로 제공한다.
예:
-다양한 평가 방식 적용 (포트폴리오, 지역사회 중심의 평가 등)
-수정과 조정
-테크놀로지의 활용
이상의 보편적 학습설계가 현재의 학교상황에서 본격적으로 도입되기 위해서는 여러 가지 여건이 마련되지 않아 곤란할 것이다. 그러나 이것이 궁극적으로 한국의 학교교육이 지향해야 할 방향임을 인식하는 것은 매우 중요하다. 학생에게 다양한 선택의 기회를 제공하는 것은 지금이라도 부분적으로 시도해볼 수 있을 것이다.
◉ 맺음말
이번 2015개정 교육과정 개발을 위한 전문가 포럼 등에서 ‘학습은 어떻게 일어나는가?(How People Learn)’에 관심을 갖게 된 것은 고무적이다. 게다가 빅 아이디어의 도입은 뇌과학의 원리를 반영한 미국의 차세대 과학을 벤치마킹한 것이다. 그리고 교사 연수에도 매년 뇌과학적 교수학습원리란 과목을 개설하는 곳이 있다. 교과서의 품질을 점검하는 체크리스트에 이미 “뇌기반학습원리를 반영했는가?”란 항목을 넣은 자료도 등장했다. 이제 2015개정 교육과정에 의한 교과서 집필도 뇌과학적 학습원리를 반영하는 것이 옳다. 정책결정자, 연구자, 교사 모두 “뇌 속에서 학습이 어떻게 일어나는지를 모르고 가르치는 것은 사람의 손가락이 어떤 모양으로 생겼고, 어떻게 움직이는지를 모르면서 장갑을 디자인하는 것과 같다(Leslie Hart, 1983).”란 경구를 잊지 말아야 한다. 뇌기반교수학습 원리는 완전히 새로운 것이 아니다. 이미 학교에서 적용해온 교수법 중에는 뇌친화적인 것이 많다. 그러나 뇌친화적이지 못한 것이 많은 것도 사실이다. 이번 2015개정 교육과정의 도입을 계기로 뇌기반교수학습원리가 교과서 집필에 반영되어 한국의 교수학습의 질과 효율이 한 단계 업그레이드되기를 기대해 본다.
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