교육을바꾸는사람들

학습과학의 원리를 50개로 정리해보았다. 이들은 ‘뇌에서 학습이 어떻게 일어나는가?’와 ‘뇌에 대한 이해를 통해 학습을 어떻게 최적화할 수 있는가?’에 대한 과학적 이해를 돕기 위한 것들이다. 이 50개의 원리들을 ① 뇌의 ‘정보 이해’ 관련 원리 ② 뇌의 ‘학습·기억’ 관련 원리 ③ ‘동기(motivation)’ 관련 원리 ④ ‘주의(attention)’ 관련 원리 ⑤ ‘사회성·감성’ 관련 원리 ⑥ ‘학습의 전이(transfer)’ 관련 원리 ⑦ 학습과학 속설(myths) 등 총 7개의 범주로 나누어 해설하고자 한다.

이번 칼럼에서는 ① 뇌의 ‘정보 이해’ 관련 원리에 속하는 <원리1>에 대해 살펴보기로 한다.

♣ 설명

새로운 정보의 이해는 새로운 정보를 사전지식과 연결시킬 때 가능하다. 다시 말해 새로운 정보를 이전에 학습하거나 경험한 내용(사전지식)에 연결시킴으로써(비교하고 참조함으로써) 이해가 가능해진다. 사전지식은 새로운 지식을 쌓을 수 있는 바탕이고 새로운 정보의 의미를 파악하는 열쇠라 할 수 있다. 예로, 실제 글을 읽을 때 주제에 대해 많이 알수록 그만큼 읽고, 이해하고, 예측하기 쉬우며 정보의 기억율도 그만큼 높아진다.

우리가 공룡 장난감을 보고 그것을 공룡이라고 인식(이해)할 수 있는 것은 이전에 공룡에 대해(모양, 특성 등) 알고 있었기 때문에 가능하다. 또 ‘He never gave me a chance to explain why(그는 결코 나에게 해명할 기회를 주지 않았다).’라는 문장의 의미를 이해할 수 있는 것은 과거 ‘She didn’t give us a chance to speak(그녀는 우리에게 발언할 기회를 주지 않았다).’와 같은 ‘주어 + 동사 + 목적어 + to-V’라는 문장 패턴에 익숙해져 있거나 ‘발언할 기회를 주지 않다’라는 언어 경험을 삶 속에서 한 적이 있기 때문에 이 영어 문장을 이해할 수 있는 것이다. 만일 공룡이라는 것을 이전에 본적이 없거나 ‘He never gave me a chance to explain why.’와 유사한 패턴의 문장을 만난 적이 없다면 이를 해독하기는 어렵다. 사전지식은 다양한 형태로 존재하고 참조된다. 덧셈에 대한 지식은 뺄셈에 대한 사전지식이 된다. 이렇게 인간의 뇌는 새로운 정보를 그와 관련된 사전지식을 참조해서(비교를 통해) 이해하게 된다.

이러한 사전지식은 새롭게 배우는 내용의 이해와 해석에 심대한 영향을 미친다. 동일한 현실에 대해 서로 이해나 해석이 다른 것은 각자가 가지고 있는 사전지식, 과거의 경험이 다르기 때문이다. 또한, 사전지식은 이것의 질(정확성, 적절성, 충분한 정도)에 따라 새로운 정보의 이해와 학습에 도움이 되기도 하고 방해가 되기도 한다. 오개념(misconception)과 고정관념(stereotype)이 새로운 정보의 바른 이해와 해석을 방해하는 대표적인 사전지식의 예다.

[도표 1] 사전지식의 질과 학습에 도움 되기 여부(Susan A. Ambrose 외, 2010)

정리하면 교사가 학습자가 가지고 있는 지식과 생각을 더 많이 알고, 그들의 사전지식을 더 많이 활용하도록 도울 수 있으면 학습자는 더 잘 배울 수 있다. 읽기를 할 때 학습자가 읽기 자료의 주제에 대한 배경지식을 많이 알고 있을수록 그만큼 더 잘 이해하고 읽은 내용을 더 잘 기억한다. 사전지식은 집터와 같아서 사전지식이 탄탄하지 않으면 새로운 학습은 사상누각과 같다. 기초학력이 부족한 학생들이 오늘 배운 내용을 내일이면 까맣게 잊는 것은 바로 이런 이유 때문이다.

아래 [도표 2]는 새로운 정보의 이해는 사전지식과의 연결, 비교, 참조를 통해 일어나고 사전지식이 존재하지 않을 때 새로운 정보는 이해에(패턴의 파악에) 실패하여 소실된다는 것을 보여주고 있다.

[도표 2] 새로운 정보와 사전지식의 연결

(참조: http://www.cuppacocoa.com/reading-strategy-activate-background-knowledge/)

♣ 수업지도에 주는 함의

학습에 있어서 사전지식은 집을 짓기 위한 집터와 같아서 교사는 수업을 시작하기 전에 진단평가를 통해 학습자들의 사전지식을 파악하고, 사전지식을 활성화한 후 수업을 시작할 필요가 있다.

사전지식은 새로운 학습을 위한 필수 조건이다. 학습자가 새로 배울 내용에 대해 얼마나 적합하고 충분한 사전지식을 가지고 있느냐가 학습의 성공여부와 질, 그리고 속도를 결정한다. 사전지식이 많으면 많을수록 새로 배울 내용의 이해와 기억이 그만큼 더 용이해진다. 따라서 교사는 학습자 각자의 고유한 사전지식, 개념적 이해, 기능, 신념 등(사전지식)을 고려해 수업할 필요가 있다.

따라서 교사가 수업 중 가장 신경써야 할 부분은 새롭게 배울 내용(신정보)을 이미 알고 있는 내용(사전지식, 구정보)에 연결시키는 일이다. 학습은 이 연결을 통해서 일어나기 때문이다. 이해하기 쉽고 기억이 잘 되는 수업은 신정보와 구정보의 연결이 잘 되는 수업이다. 연결(connection)에는 새롭게 학습할 내용과 학습자 자신(self)과의 연결, 주변 세상(world)과의 연결, 이전에 배웠던 내용(content)과의 연결 등이 있다. 가령 뇌가 정보를 어떻게 처리하는가를 컴퓨터의 정보처리 방식과 비교함으로써 설명한다면 이는 내용 간의 연결에 해당된다.

사전지식의 유무가 학습격차를 발생시키는 결정적인 요인이 된다는 점에도 유념할 필요가 있다. 또 사전지식이 불충분한 학생은 수업에 집중할 수 없다는 점도 잊지 말아야 한다. 즉 사전지식을 충분히 활성화하고 사전지식과 연결시키면서 수업을 할 때 학습격차를 줄이고 학습자의 수업 참여를 이끌어낼 수 있게 된다. 사전지식의 고려 없이 하는 수업은 많은 학습자를 소외시키기 때문에 매우 불공정하고 폭력적인 수업이 되고 만다.

♣ 실천 활동

1. 사전지식의 진단

사전지식의 진단은 학습자의 현 위치(현재의 수준)를 파악하여 학습자 수준에 맞는 수업을 하기 위한 것에 일차적 목적이 있다. 학습자가 어느 정도 정확하고(accurate), 적절하며(appropriate), 충분한(sufficient) 배경지식을 가지고 있는지를 알지 못하면 효과적으로 수업하기가 어렵다. 학습자의 사전지식을 파악하는 것은 학습자 준비도(readiness)의 파악이며, 개별화 수업을 위해서도 반드시 필요한 과정이다. 로버트 마자노는 “배울 내용에 대한 사전지식(배경지식)은 그 내용에 관련된 새로운 정보를 얼마나 잘 배울 수 있는지를 나타내는 가장 강력한 지표가 된다.”라고 밝히고 있다.

사전지식의 진단에 대한 예를 들면, ‘확률(probability)’에 관한 수업 전에 배경지식을 아래와 같이 진단할 수 있다.

※ 다음 서술을 읽고 동의하면 A, 동의하지 않으면 D를 쓰시오.

(출처: Overcoming Textbook Fatigue, ReLeah Cossett Lent, Chapter2)

또한 과학 과목의 날씨에 관한 단원이라면 수업을 시작하기 전에 “안개는 구름이 하늘에서 낮게 내려온 것이다” 등의 명제를 몇 개 제시하고 이것이 사실인지 아닌지를 물어볼 수도 있을 것이다. 이 외에 과제를 주고 수행 과정을 관찰할 수도 있고, 질문과 선택지를 주어 자기 스스로 사전지식을 평가하게 할 수도 있다.

※ 다음 어휘를 얼마나 잘 알고 있는지 체크하시오.
1) explain
□ 정확히 알고 있다   □ 알고 있다   □ 어렴풋이 알고 있다   □ 모른다
2) analyse
□ 정확히 알고 있다   □ 알고 있다   □ 어렴풋이 알고 있다   □ 모른다

2. 사전지식의 활성화

새로운 정보와 관련된 사전지식이 장기기억 속에 있다고 해서 이 둘이 자동으로 연결되는 것은 아니다. 잠자고 있는 사전지식을 깨워 앞으로 끄집어 내놓아야 새로운 정보와의 연결이 가능하다. 우리가 이미 알고 있는 것이지만 필요한 순간에 생각이 나지 않아 이를 활용하지 못한 경험이 이를 말해준다. 그래서 단원을 시작하기 전 혹은 중간에 단원 내용과 관련된 사전지식을 최대한 활성화하는 것이 필요하다.

사전지식의 중요성에 대한 흥미로운 비유가 있어 소개한다.

“(본 수업에 들어가기 전) 시간을 내어 사전지식을 평가하고, 활성화하고, 구축하지 않는 것은 마치 경험이 없는 야구 선수에게 볼을 던진 후 프로 선수처럼 경기를 해줄 것을 기대하는 것과 같다.”

사전지식을 활성화하는 방법에는 아래와 같은 것들이 있다.

1) K-W-L 차트 작성
K-W-L 차트는 어떤 주제에 대한 사전지식을 학습자가 얼마나 잘 갖추고 있는지를 확인하는 데 매우 효과적인 방법이다.

[주] K=알고 있는 것; W=알고 싶은 것; H=배우고 싶은 방법; L=새로 배운 것. 필요에 따라 H는 가감할 수 있다.

2) 예측 진단평가(anticipation guides)
예측 진단평가 활동은 학습자로 하여금 학습할 주제에 대한 학습자의 의견을 생각하고, 기록하고, 말해보게 하는 활동을 말한다. 주로 어떤 진술 리스트를 제공하고 이에 대해 동의, 부동의를 말하게 하는 형식을 취한다. 예를 들면 아래와 같은 것이다.

(출처: The ELL Teachers Toolbox by Ferlazzo and Sypnieski)

3) 주제 관련 비디오나 사진 보며 이야기 나누기
새로운 단원 학습을 시작하기 전에 관련 비디오나 사진 등을 보여주고, 이에 대해 짝과 함께 얘기를 나누거나 쓰게 하는 것은 학습자의 사전지식을 파악하는 방법으로 효과적이다. 길잡이 질문으로 “어떤 것을 가장 주목하게 되나요?”, “어떤 것이 흥미롭다고 생각되나요?”와 같은 것을 던질 수 있다.

4) 준비용 읽기자료(preparatory texts) 제시
다소 어려운 읽기 자료를 읽어야 할 경우 이보다 앞서서 같은 주제의 쉬운 읽기 자료를 제공하면 이것이 본 읽기 자료를 이해하기 위한 사전지식의 구축이 되며 자신감을 갖게 하는 데도 도움이 된다.

<예: 아르헨티나의 빙하>

① [수준 1]
This news is from Argentina. There is an ice river. It is 29 kilometres long. It is a big tourist attraction. There are 200 glaciers. The only place that has more ice is Antarctica.
One of the glaciers is especially interesting. It sheds ice every four years. It is quite a show. Many people come to watch it.

*Difficult words: tourist attraction 관광 명소, glacier 빙하, shed 떨어져나가다
You can watch the original video in the Level 3 section.

② [수준 2]
The White Giant is one of Argentina’s biggest tourist attractions. It is a 29-kilometre long river of ice. It is home to more than 200 glaciers, and it is the largest continental ice extension in the world after Antarctica.
There is a glacier which sheds ice about every four years, and large numbers of people come to watch the show.
Around 4 thousand people recently watched the roof of an ice tunnel fall. It was quite something.
(출처: https://www.newsinlevels.com/products/glaciers-in-argentina-level-2/)

3. 사전지식의 구축

교실에는 사전지식이 부족하거나 전혀 없이 수업에 임하는 학습자들이 있다는 점을 고려해 사전지식의 구축을 병행하는 수업이 필요하다. 사전지식의 준비는 사전지식의 진단과 활성화를 통해서도 일정부분 이루어지지만 사전지식(배경지식)을 새롭게 구축하는 활동도 필요하다. 가령, 읽기 과제라면 읽기 전, 중, 후에 관련 질문을 던지는 것(질문을 던지면 관련 사전지식을 떠오르게 함), 짝과 함께 읽기 주제에 대한 경험을 나누게 하는 것, 서로 다른 문화적 배경을 가진 경우 그 나라의 이야기를 듣는 것, 또 어떤 주제에 대해 깊이 있는 독해보다는 폭넓은 다독(wide reading)을 장려하는 것 등이 사전지식 구축의 좋은 예가 될 수 있다. 한편 수학이라면 수업이나 활동 전에 질문을 던지는 것, 뺄셈을 배울 때 덧셈과의 관계에 대해 이야기 나누는 것, 예시를 그림으로 보여주는 것 등이 예가 될 것이다. 이러한 사전지식은 옷걸이와 같은 역할을 한다. 이것이 있어야 옷을 걸 수 있기 때문이다.

4. 사전지식과의 연결을 통한 수업

사전지식과의 연결을 통한 수업은 다양한 형태로 일어날 수 있다. 관련 주제에 관한 글을 읽히기(예: 일주일 전 읽기 자료 배포), 단원에 나오는 주요 어휘를 제시하고 이를 상위 개념어로 범주화시키기, 여러 어휘를 제시하고 공통의 주제와 관련이 없는 것 찾게 하기, 주제와 관련된 진술 몇 가지를 주고 그 속에서 오류 몇 가지를 찾게 하기, KWL 차트 작성케 하기, 주제 관련 그림·사진·어휘 등을 교실의 4 코너에 게시하고 돌면서 자신이 아는 것 쓰게 하기, 박물관이나 미술관 등을 직접 방문하는 체험학습(field trip)시키기, 사이버 상의 가상 체험학습시키기 등 이 모두가 사전지식과의 연결을 통한 수업의 대표적인 예라 할 수 있다.

대조와 비교도 사전지식을 활용하는 좋은 수업이다. 가령 “오이와 토마토는 과일인가, 채소인가?”라는 질문을 통해 과일과 채소의 주요 속성에 대해 이야기를 나눔으로써 개념 간의 연결이 활발해지면서 이해와 기억이 쉬워진다. 비유(analogies) 역시 일종의 비교로서 사전지식과의 연결을 통한 학습이다. 가령, “그녀의 빨간 뺨이 마치 사과 같다”, “별처럼 빛나는 눈동자”처럼 비유를 사용하면 이해가 더 쉬워진다. ‘사과가 빨갛고, 별이 빛난다’는 사전지식을 활용하기 때문이다. 그래서 수업에서 대조와 비교, 적절한 비유를 적극 활용할 필요가 있다.

♣ 생각 거리

1. 지금까지 나의 수업에서 사전지식의 평가, 활성화, 구축을 어떻게 해 왔는가? 앞으로는 어떻게 달리할 것인가?

2. 사전지식의 중요성을 고려할 때 예습과 복습의 교육적 가치는 어떻게 다른가?

3. 매 단원마다 역순설계의 핵심질문(essential questions)을 도출하고 이와 연결시키면서 수업을 할 경우 어떤 수업 효과가 예상되는가?

4. ‘학습과학 <원리1>’에서 새로 배운 것과 앞으로 활용하고 싶은 것은 무엇인가?

[참고자료]

• 이찬승(2019). 교사전문성 연수(3): 뇌는 어떻게 학습하는가?(3) -“인지 과부하를 고려한 효과적인 수업”. 교육을바꾸는사람들.
http://21erick.org/column/852
• 이찬승(2020). 미래세대를 위한 새로운 교육 체제의 모색. 합동토론회 6-2 자료집. 교육을바꾸는사람들
• Barbare Blackburn(2017). 8 Strategies to Quickly Assess Prior Knowledge.

8 Strategies to Quickly Assess Prior Knowledge

• Susan A. Ambrose 외(2010) How Learning Works: 7 Research-Based Principles for Smart Teaching. Jossey-Bass.

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