학습과학의 이해와 적용(35) – <총정리> 최고의 수업, 뇌가 배우는 대로 가르쳐라(1)
목차
♣ 수업전략 1: 뇌의 3가지 학습 과정, ‘① 활발한 참여, ② 지식의 이해와 형성, ③ 응고화’를 수업에 적용함으로써 교수·학습의 효과성을 높인다.
♣ 수업전략 2: 뇌가 학습하는 방식인 정보처리모델이 교수·학습에 주는 시사점을 수업에 적용한다.
♣ 수업전략 3: 뇌친화적 학습을 위한 핵심 3요소, ‘① 편안하고 주의 깊은 마음 상태, ② 풍부한 학습경험의 제공, ③ 능동적 정보처리’의 구현을 통해 교수·학습의 효과성을 높인다.
♣ 수업전략 4: 학습과 기억에 관여하는 뇌의 3가지 핵심 기관, ‘① 전전두피질, ② 편도체, ③ 해마’의 기능이 교수·학습에 주는 시사점을 수업에 적용한다.
♣ 수업전략 5: “모든 아동은 성공적으로 배울 수 있다.”는 신념을 바탕으로 ‘학생에 대한 교사의 기대’와 ‘학생 자신에 대한 기대’를 높여 성취도 향상을 이끈다.
※ 위 목차에 있는 각각의 수업전략을 클릭하면, 해당 내용으로 바로 이동합니다.
그동안 연재한 ‘학습과학1의 이해와 적용’에 관한 칼럼은 ‘뇌에서 학습이 어떻게 일어나는가?’라는 질문에 답을 찾고 이를 교실 수업에 어떻게 적용할 것인가를 살펴보는데 초점이 있었다. 최근 20-30년간 학습과학은 눈부시게 발전했다. 의사가 과학적 근거 없이 개인적 경험에만 의존해 환자를 치료하지 않듯이 교사도 이제는 효과가 검증된 방식으로 학생을 지도할 수 있는 시대를 맞았다. 학습과학은 학습부진까지 예방할 수 있는 과학적인 교수·학습 방법이다. “<총정리> 최적의 교수·학습, 뇌가 배우는 대로 가르쳐라.”는 그동안 소개했던 학습과학 칼럼을 수업 전략의 형식으로 몇 회에 걸쳐 연재할 것이다. 이번 칼럼에서는 수업전략 1~5까지를 다룬다. 이전의 칼럼에서 이미 읽었던 것과 동일한 내용이 일부 나오는 것은 총정리이기 때문이다. 이전의 칼럼 학습이 이해와 앎의 단계였다면, 이번 총정리는 복습을 통한 장기기억화와 실천의 계기가 되기를 바란다.
| ♣ 수업전략 1: 뇌의 3가지 학습 과정, ‘① 활발한 참여, ② 지식의 이해와 형성, ③ 응고화’를 수업에 적용함으로써 교수·학습의 효과성을 높인다. |
학습과학의 연구 결과에 따르면 학습이 이루어지는 과정은 다음과 같다. 학습자가 어떻게 수업에 몰입하는지, 또 새로운 지식은 어떻게 형성되고 어떤 과정을 통해 장기기억으로 전환되는지 등에 대한 학습과학이 주는 통찰은 그동안 부족했던 교실 수업에 대한 분석의 시작점이 될 수 있을 것이다.
<그림 1> 학습의 3가지 과정(Paul Howard et al., 2018)

위 ‘학습의 3가지 과정’의 각 과정이 잘 구현되기 위한 전략을 살펴보면 다음과 같다.
1. 참여(Engagement)를 위한 전략
• 아동의 뇌는 각기 다르기 때문에 각자의 주의 통제력과 흥미 등이 다를 수 있다는 점을 감안해 수업을 디자인한다.
• 몰입을 이끌기 위해 보상, 이룬 것에 대한 인정, 신기함과 새로움, 선택의 여지를 제공한다.
• 불안과 두려움이 없는 안전한 학습환경을 조성한다.
2. 새로운 지식·이해 형성(Building knowledge & understanding)을 위한 전략
• 새로운 지식이 의미 있고 오래 기억될 수 있도록 이를 사전지식(prior knowledge)에 연결시킨다. 아직 발달 중인 아동의 뇌가 새로운 정보를 사전지식에 연결하기 위해서는 지원(scaffolding)이 필요하다.
• 기억과 인출이 쉽도록 새로운 정보를 구조화(organization)(예: 범주화)한다.
• 작업기억(working memory)2 안에서의 과도한 인지부하(cognitive load)3를 줄이기 위해 명확하고 간결하게 지도하고 주의를 산만하게 하는 요소(distracters)를 최소화한다.
3. 응고화(Consolidation)4를 위한 전략
• 새로운 지식이나 이해의 시연(rehearsal)5을 통해 자동적으로 접근이나 회상이 가능하게 한다.
• 새롭게 배운 지식을 새로운 상황에 적용한다.
• 충분한 수면을 취한다. 밤에 잠잘 때 낮에 학습한 것을 분류하고 응고화 한다.
| ♣ 수업전략 2: 뇌가 학습하는 방식인 정보처리모델이 교수·학습에 주는 시사점을 수업에 적용한다. |
1. 정보처리모델(Information Processor Model)
정보처리모델(Information Processor Model)은 정보처리이론(Information Processing Theory)이라고도 부르며 1980년대를 전후해서 발달심리학, 인지심리학 분야에서 다루기 시작한 학습이론 모델 중 하나이다. 입력 정보를 처리하고 저장한 다음 필요할 때 회상하는 것을 골자로 한다. 이는 학습의 과정을 컴퓨터에 비유해 지나치게 단순화한 면은 있지만 학습이 학습자의 뇌 속에서 어떻게 일어나는지를 매우 효과적으로 설명하는 장점이 있다.
<도표 1> 정보처리모델(정보처리이론)(Ibrahim Dahlstrom-Hakki, 2012)

1) 모델의 이해
이 모델은 ‘정보 저장소’와 ‘인지처리 과정’의 두 가지 요소로 구성된다. 정보 저장소는 감각기억(sensory memory)6, 작업기억(working memory) 또는 단기기억(short-term memory), 그리고 장기기억(long-term memory)이라는 세 요소를 일컫고, 인지처리 과정은 주의집중(attention), 지각(perception), 시연(rehearsal), 부호화(encoding)7, 인출(retrieval) 등의 정보처리 과정을 말한다.
2) 도표 설명
외부 자극에 주의를 기울이면 감각기관을 통해 지각이 일어나고 주의를 받은 일부 정보만 작업기억으로 유입된다. 유입된 정보의 패턴을 탐색하기 위해 장기기억의 관련 지식을 불러와 참조한다. 여기서 처리된(변환된) 정보가 시연을 통해 장기기억으로 옮겨져 저장되고 나중에 필요할 때 인출되는 것이 정보처리모델의 핵심이다. 컴퓨터의 정보처리 과정과 유사하다.
3) 교육적 함의
학습과 기억이 어떻게 일어나는가에 대한 이론적 틀로서 교수·학습의 효과성을 향상시키는데 많은 시사점을 제공한다.
2. 정보처리모델의 수업 적용
정보처리모델은 뇌가 배우는 방식이다. 이를 이해하기 위해서는 정보처리모델을 구성하는 3개 기억 저장고(감각기억, 단기기억, 장기기억)와 이들 간에 일어나는 여러 가지 인지처리 과정들을 파악할 필요가 있다.
1) 3개 저장고의 효과적인 사용 전략
효과적인 학습과 기억은 필요한 정보를 어떻게 3개의 기억 저장고인 ‘감각기억, 단기기억(작업기억), 장기기억’에 들어오게 하고 들어온 정보를 어떻게 처리하는가에 달렸다.
(1) 정보를 감각기억으로 들어오게 하는 전략
수업 내용이 주의를 끌어 감각기억으로 선택되어 들어올 수 있기 위해서는 주의를 방해하는 환경적, 심리적 요소를 최대한 줄이고 수업 내용이 가치 있고(valuable), 새롭고(noble), 의미 있는(meaningful) 것이어야 한다.
(2) 정보를 단기기억에 머물게 하는 전략
단기기억의 특성을 고려할 때 수업이나 학습에서 고려할 사항은 다음과 같다.
• 정보를 기억과 저장이 용이하도록 상위 범주로 묶거나 잘게 쪼갠다(chunking, organization).
• 단기기억의 용량 초과가 일어나지 않도록 단기기억(작업기억)의 정보를 사전지식과 연결시켜 신속히 작업대를 비운다(clearing).
• 단기기억으로 유입된 정보가 소실되지 않도록 계속해서 주의를 기울이며 시연을 한다(rehearsal).
(3) 장기기억의 효율을 높이기 위한 전략
효과적인 장기기억을 위해서는 다음과 같은 전략이 필요하다.
• 기억과 인출이 쉽도록 정보를 의미 있고 기억하기 쉬운 형태(meaningful and memorable format)로 조직화한다.
• 정보가 잘 인출될 수 있도록 부호화하고 인출 단서(retrieval cue)로서 맥락을 제공한다.
• 새로운 정보가 소실되는 것을 막기 위해 이미 알고 있는 정보(사전지식)와 연결시킨다.
• 망각을 줄이고 인출을 용이하게 하기 위해 주기적으로 반복 연습한다. 장기기억에 항구적으로 기억되기 위해서는 어휘의 경우 17회 정도의 다양한 반복이 필요하다는 연구도 있다(Colette Bennett, 2019).
• 인출 가능성을 높이기 위해 언어적(verbal) 정보 외에 시각적(visual) 정보를 제공해 이중부호화8한다.
더 자세한 내용은 관련 칼럼 ‘<원리 7> 정보처리이론이 주는 통찰을 교실 수업에 적용하면 교수·학습의 효과성을 높일 수 있다.’(http://21erick.org/column/6152/)를 참조하기 바란다.
2) 수업 지도 시 반드시 고려해야 할 8가지 요소
다음은 정보처리이론에 따라 수업을 지도할 때 반드시 고려해야 할 8가지의 요소(Slate & Charlesworth, 1988)인, ‘주의, 능동적 학습, 의미성(meaningfulness), 정보의 조직화(organization), 선행 조직자(advance organizers), 숙달 후에도 계속 연습하기(overlearning), 자동화, 개인차의 고려’ 각각에 대해 적용할 수 있는 활동과 전략을 살펴본 것이다.
(1) 주의(attention)
정보처리이론에 따르면 외부 정보(자극)는 주의를 기울일 때만 뇌의 시스템 안으로 들어온다. 그리고 뇌의 작업기억 시스템으로 들어온 정보는 주의를 기울일 때만 유지되기에 주의의 집중 없이는 학습도 일어나지 않는다. 따라서 모든 수업은 주의를 먼저 끈 다음 시작할 필요가 있다.
학습자의 주의를 끌기 위해서는 아래와 같은 전략이 효과적이다.
• 자료를 제시할 때 의미 있고, 신기한(noble) 내용을 포함시킨다.
• 교실 여기저기를 옮겨 다니며 몸짓·손짓(gestures)을 사용한다.
• 중요한 내용에 대해서는 억양과 음조를 바꾸거나 잠시 휴지를 두거나, 칠판에 필기함으로써 학생들의 집중을 유도한다.
• 나중에 발표할 때 포함시켜야 할 주요 내용 등을 사전에 짚어준다.
• 임의적 순서로 질문함으로써 학생들이 수업에 귀를 기울이게 한다.
• 주의 집중에 방해되는 요소들을 제거한다(조명, 온도, 소음, 불편한 의자 등).
(2) 능동적 학습(active learning)
관련 연구에 따르면 학습자들은 학습에 능동적으로 참여할 때 가장 잘 배운다(Glover, Bruning, & Filbeck, 1983). 정보처리이론에 따르면 인간은 외부 자극에 수동적으로 반응하는 것이 아니라 능동적으로 처리하고 분석하는 존재다. 힘이 더 들기는 하지만 능동적 처리를 할 때 정보는 더 잘 기억된다. 따라서 효과적인 학습을 위해서는 다음과 같은 접근이 필요하다.
• 교사의 설명 중심의 수업 대신에 토론, 모둠활동, 개인적 활동 등을 강화한다.
• 활동 중심 수업 그 자체만으로는 학습이 강화되지 않는다. 인지적 노력이 많이 투입되는 활동일 때만 학습이 일어난다. 교사는 고등사고력을 발휘할 질문을 던짐으로서 활발한 토론을 유도한다.
• 인지적 노력의 발휘를 장려하기 위해서 나중에 과제를 평가한다는 것을 알린다.
(3) 의미성(meaningfulness)
뇌는 의미가 있는 정보에만 주의를 기울인다. 수업에 임할 때 뇌는 가장 먼저 “이것은 내게 의미가 있는가?”라는 질문을 던진다. 이것이 생존에 유리하기 때문이다. 따라서 성공적인 수업을 위해서는 일차적으로 수업 자료를 ‘의미 있게(meaningful)’ 만들 필요가 있다. 의미는 학습자가 일반화된 지식, 규칙, 사실들 간의 관계를 파악할 때, 또 새로운 정보를 이미 알고 있는 지식이나 정보와 연결시킬 때, 정보가 학습자의 이해 수준을 넘지 않게 제시될 때 만들어진다. 교실 수업에서 의미성을 강화하기 위해 교사는 다음과 같은 활동을 할 수 있다.
• 학습자가 새로운 정보와 기존의 지식·경험 간의 관계를 파악할 수 있도록 돕는다.
• 새로운 개념에 대해 복수의 예를 제공함으로써 개념의 이해를 돕는다.
• 새로운 정보와 기존 정보 간의 관계를 좀 더 명확히 하기 위해 도식, 비유, 예시, 실연 등을 보여준다.
• 학습한 내용을 학습자의 삶에 어떻게 적용할지 아이디어를 내게 한다.
• 학습자로 하여금 정보를 자신의 언어로 다시 말해보게 한다.
이상의 활동들의 공통점은 학습자가 능동적으로 정보를 처리하고 정보 간에 존재하는 의미 있는 관련성을 도출할 때 더 잘 학습되고 기억된다는 것이다.
(4) 정보의 조직화(organization)
정보를 깊이 이해하고 효과적으로 저장하기 위해서는 정보의 조직화가 필요하다. 정보의 조직화는 정보를 의미 있고 기억하기 쉽도록(in a meaningful and memorable format) 속성에 따라 체계적으로 결합하고 배열하는 것을 말한다. 대표적인 예로 도해 조직자(graphic organizer)를 작성하는 것, ‘소, 사자, 말’을 동물이라는 범주로 묶고, ‘사과, 체리, 복숭아’를 과일로 범주화(categorization)하는 것, 기억술의 일종인 시각 이미지(visual imagery)의 활용, 두문자어(acronym)의 활용, 열쇠 낱말법(keyword method), 위치법(loci method) 등이 있다. 정보의 조직화는 앞에서 살펴본 의미성과 긴밀한 관련이 있다. 잘 구조화되고 조직화된 정보는 그렇지 않은 정보에 비해 더 잘 기억된다. 정보의 조직화는 작업기억에서 정보가 일으킬 인지과부하를 줄이고 나중에 회상을 용이하게 해주는 장점이 있다. 정보의 조직화를 위한 방법으로는 다음과 같은 것들이 효과적이다.
• 교사가 새로운 자료를 제시할 때 체계적으로 결합하고 배열함으로써 의미가 명확하게 드러나도록 한다.
• 요점·개요 및 행동 목표의 제시를 통해 수업의 목적과 의미를 분명히 한다.
• 무엇을 검토하고 논할지 학생들에게 알려주고 설명한 내용을 요약하게 한다.
• 개요 작성하기, 노트 필기하기, 매핑하기(관련 있는 두 데이터 체계를 일정 규칙에 맞게 연관시키는 것), 개념 간의 관계 파악하기 등의 방법을 지도한다. 개념 간의 관계를 나타내는 유형에는 ‘~의 부분, ~의 유형, ~한 결과로 이어지다, ~에 유사한, ~을 특징으로 하는, ~에 대한 증거’ 등이 있다.
• 학생들로 하여금 자신의 능력껏 정보를 스스로 조직화해보도록 한다.
정보의 조직화는 단기기억으로 들어온 정보를 더 잘 이해·기억될 수 있는 형태로 조직하는 것인데 이는 부호화(encoding)의 핵심 요소이기도 하다.
(5) 선행조직자(advance organizer)
새로운 정보의 이해는 관련 사전지식이 있을 때만 가능하다. 선행조직자는 학습자가 관련 사전지식을 갖추고 있지 못할 경우 학습과제를 쉽게 이해할 수 없으므로 교사가 학습과제를 본격적으로 제시하기 전에 관련 사전지식을 구축해주는 역할을 한다. 선행조직자를 사용하는 기본적인 목적에는 다음 세 가지가 있다. ① 배울 내용 중 학습자가 주의를 기울여야 할 것이 무엇인지 알려주고, ② 제시될 학습 개념 간의 관계를 부각시키며, ③ 앞으로 나올 내용을 예측하고 어떤 내용을 중점적으로 탐구해야 할지 짐작할 수 있게 해준다. 선행조직자를 제시하는 궁극적 목적은, 새로운 학습을 위한 개념적 틀(conceptual framework)을 부여하고, 학습자가 가지고 있는 사전지식과 새로운 학습을 연결지으며, 새로 학습한 내용을 장기기억으로 옮기는 작업인 부호화(encoding)를 효과적으로 촉진하는 데 있다(교육학용어사전, 1995). 선행조직자는 특히 내용 정리가 어렵고 주의가 산만한 학습자들이 새로 배울 내용을 쉽게 이해할 수 있도록 돕기 위해 자주 활용된다. 이렇게 선행조직자의 제시는 학습자의 이해와 기억을 돕는데 매우 효과적인 수업 전략의 하나이다.
수업에서 자주 사용할 수 있는 선행조직자로는 다음과 같은 것들이 있다.
• 단원목표로서 ‘학습자는 ~을 할 수 있게 된다’ 식으로 성취기준을 제시하기
• 당일 수업에서 다룰 주요 활동을 칠판에 적어 놓기(활동이 끝나면 하나씩 지워나감)
• 수업 중 답하거나 논해야 할 것을 질문 형태로 칠판에 적어 놓기
• KWL 차트9와 같은 도해 조직자(graphic organizer)를 활용하기
(6) 숙달 후에도 계속 연습하기(overlearning)
숙달 후에도 계속 연습하기는 망각을 방지하고 전이(transfer)를 촉진하기 위해 이미 습득한 지식이나 기능을 반복적으로 연습하는 것을 일컫는다. 과잉학습을 위한 수업 활동으로는 다음과 같은 것들이 있다.
• 학습한 내용을 단순히 암기하는 대신에 의미 있게 반복하도록 한다.
• 자주 쪽지시험을 본다.
• 오늘의 수업을 어제 배운 내용에 관한 질문으로 시작한다.
• 매일 혹은 주기적으로 복습한다.
• 배운 내용을 학생 자신의 언어로 표현하게 하는 시험을 보거나 과제를 부여한다.
숙달 후에도 계속 연습하기를 통해 확실히 익힌 정보는 정보처리를 할 때 장기기억에서 불러오더라도 작업기억에 부하를 주지 않는다. 따라서 숙달 후에도 계속 연습하기는 작업기억에 결핍이 있는 아동들에게 특히 효과적이다.
(7) 자동화(automaticity)
자동화는 의식적인 노력 없이 정보를 능숙하게 처리하는 것을 말하여, 숙달 후에도 계속 연습하기(overlearning)는 자동화를 위한 매우 효과적인 방법이다. 자동화된 지식은 작업기억(단기기억)의 공간을 거의 차지하지 않는다는 특징이 있다. 의미 있는 반복을 통해 정보를 자동적으로 불러올 수 있게 되면 학습자는 주의 자원을 새로운 학습에만 집중할 수 있게 된다. 예를 들어, 요가를 지도하는 숙련된 강사는 각 요가 동작이 자동화되어 있기 때문에 동작을 시범적으로 보여주면서 무리 없이 구두 설명까지 할 수 있는 것이다. 자동화를 위한 수업 활동으로는 다음과 같은 것들이 있다.
• 자동화 수준까지 숙달될 필요가 있는 지식·기능에 대해서는 의미 있는 연습의 기회를 반복적으로 제공한다.
• 아직 과제의 수행이 자동화되지 않은 학생들에게는 과제 수행을 위한 추가 시간을 제공한다.
자동화는 특히 학습이 느린 학습자들의 지도에 더욱 필요하다. 이들은 정보처리 속도가 늦어 만성적으로 작업기억 과부하를 겪게 된다. 이런 과부하를 줄이기 위해서는 반복적 연습을 통해 기본이 되는 지식을 자동화될 때까지 계속 연습시킬 필요가 있다.
(8) 개인차의 고려(individual differences)
교사는 학습자들마다 정보를 처리하거나 학습하는 방식이 다르다는 것을 감안해 수업할 필요가 있다. 이를 위해 다음과 같은 조치를 고려할 수 있다.
• 학습 자료를 다양한 활동과 매체를 통해 제시한다.
• 다양한 난이도의 과제와 목표를 제시한다.
• 학생들로 하여금 각자 다른 자료와 방법을 사용해 학습 목표를 달성하는 것을 허용한다.
• 학습 목표 달성에 필요한 시간을 학생에 따라 달리 제공한다.
• 교사는 상위인지 능력 및 학습 방법의 구체적인 지도를 통해 개인차를 줄이도록 노력한다.
학습능력 차이의 대부분은 정보처리능력의 차이라 할 수 있다. 정보처리이론을 잘 이해할 때 개인차를 존중하는 수업을 할 가능성도 더 커진다.
| ♣ 수업전략 3: 뇌친화적 학습을 위한 핵심 3요소, ‘① 편안하고 주의 깊은 마음 상태, ② 풍부한 학습경험의 제공, ③ 능동적 정보처리’의 구현을 통해 교수·학습의 효과성을 높인다. |
최적화된 수업을 위한 핵심 요소 3가지는 ① 편안하고 주의 깊은 마음 상태(relaxed alertness), ② 풍부한 학습경험의 제공(immersion in complex experiences), ③ 능동적 정보처리(active processing)이다(Caine & Caine, 2015).
<도표 2> 최적화된 학습을 위한 핵심 3요소

1. 편안하고 주의 깊은 마음 상태(Relaxed Alertness)
편안하고 주의 깊은 마음 상태는 위협을 느끼지 않고 도전 의식이 높은 상태를 말한다. 이는 학생과 교사가 긍정적이고 신뢰가 두터운 관계 속에서 정서적으로 연결되어 있을 때 가능하다. 무엇보다도 어떤 질문을 해도 창피당하지 않고 실패해도 다시 일어서도록 격려하는 분위기가 중요하다.
교사 중심으로 진행되는 내용 전달 중심의 수업으로는 ‘편안하고 주의 깊은 마음 상태’를 이끌어 내기 어렵다. 수업을 교사가 주도하는 경우 기본적으로 학습 동기 유발이 어려울 뿐만 아니라 이런 수업은 중상위권 이상의 소수 학생 중심으로 이루어지는 경우가 많아 일부 학생들에게 수업은 도전적인 수준(challenge)을 넘어 위협(threat)이 된다. 이는 특히 기초가 부족한 학습자들에게는 두려움(fear)과 무력감(helplessness)을 유발할 수 있다. 이런 수업에서 학습자는 수동적 존재가 되기 때문에 창의적인 아이디어를 내거나 창의력을 개발할 여지가 거의 없다. 새로운 것에 도전할 수 있는 기회도 닫혀있다. 이런 수업은 ‘편안하고 주의 깊은 마음 상태(relaxed alertness)’와는 거리가 멀어 학생에게 생존 모드(survival mode)10를 촉발할 가능성이 있다. 따라서 수업 최적화를 위한 수업 분위기가 될 수 있기 위해서는 수업에서 다음과 같은 전략들이 적극 활용될 필요가 있다(Caine & Caine, 2016).
• 틀리는 것, 실패하는 것에 대한 두려움 없이 편안한 마음으로 수업에 참여할 수 있는 안전한 교실 문화를 구축한다.
• 학생과 함께 의사결정을 한다(예: 숙제를 상의해 정하기).
• 사회적·정의적 학습(social and emotional learning: SEL)11을 한다.
• 나 전달법(I-message)12을 사용한다.
• 적극적으로 경청한다.
• 성찰의 기회를 갖는다.
• 갈등을 관리한다.
얼마 전 “내가 생각하는 ‘바람직한 선생님 상’이란 제목으로 796명의 초중고생들(고등학생 346명, 중학생 405명, 초등학생 45명)을 대상으로 설문을 실시했다. 설문의 내용은 다음과 같다.
| ※ 여러분이 가장 바라는 선생님의 상은 무엇인가요? 10개의 보기 중에서 가장 바라는 순서대로 1~5의 순서로 우선순위를 매겨 주십시오.
(1) 열정을 다해 가르치시는 선생님 |
<도표 3> 전체 학생의 평균 선호도(1~3순위로 응답한 의견을 가중평균함)

설문 결과 중 가장 놀라웠던 것은 ‘편안한 마음으로 수업에 참여할 수 있는 수업 분위기를 만들어 주시는 선생님(틀려도 창피당하지 않는)’을 1순위로 꼽은 학생들이 초중고를 통틀어 가장 많았다는 점이다. 2순위 ‘각자의 가능성을 믿고 기대치를 낮추지 않은 선생님’, 3순위 ‘열정을 다해 가르치는 선생님’, 4순위 ‘차별하지 않는 선생님’, 5순위 ‘따뜻하게 관심을 가져주는 선생님’, 이 모두가 관계와 정서적 연결에 관한 것이다. ‘편안하고 주의 깊은 마음 상태’는 학습자의 뇌가 수업에 몰입하기 위한 가장 기본적인 조건이라 할 수 있다.
2. 세심히 설계된 학습경험 속 몰입(Orchestrated Immersion in Complex Experience)
세심히 설계된 학습 경험 속 몰입은 학습자가 학습 경험에 깊이 빠져들 수 있는 학습환경을 마련하는 것을 의미한다. 이는 교과서나 칠판 위에 써진 학습할 내용의 습득을 넘어 실제 삶의 경험을 통한 학습을 뜻한다. 세심히 설계된 학습경험을 위해서는 다양하고 풍부한 학습경험이 제공되고 학습자에게 선택의 여지를 주는 것이 매우 중요하다.
인간의 뇌는 경험을 통해 학습한다. 5감을 다 활용할 때 학습자는 몰입하고 그 경험은 더 깊이 학습된다. 강의식 수업의 비중은 적절한 수준으로 제한하고, 의미 있는 학습경험을 디자인하는 것이 교사의 주요 역할이 될 필요가 있다. 이렇게 다중감각을 활용하여 배우고 경험으로부터 의미를 느끼며 배운 것을 새로운 상황에 적용하는 선순환이 필요하다.
21세기 학습자들은 강의식 수업에 몰입하기 어려운 뇌를 가졌다. 세심히 설계된 학습경험 속 몰입을 이끌어내는 것은 오늘날 학교가 직면한 가장 도전적인 과제라 할 수 있다. 학생들은 수업에 임할 때 무의식적으로 “저 내용이 나랑 무슨 상관이 있지?”, “저 내용을 배워 나중에 무엇에 쓰지?”라는 질문을 던진다. 이 질문에 답을 긍정적이게 만들지 않고는 오늘날 잠자는 교실의 모습이나 수업 거부, 문제 행동은 줄어들지 않을 것이다. 이제 강의 중심의 교수·학습에서 개인적으로 의미 있는 경험 중심의 교수·학습으로의 대 전환이 필요하다.
3. 경험의 능동적 처리(Active Processing of Experience)
“경험은 사람에게 일어나는 것이 아니다; 경험은 사람이 자신에게 일어나는 것에 대해 행하는 일이다.” (Aldous Huxley)
경험의 능동적 처리는 결국 능동적 정보처리를 말하는데 이는 일련의 정보에 대해 일어나는 마음 속 작업을 일컫는다. 다시 말해 능동적 정보처리란 제시된 학습 내용의 단순한 기억이나 회상을 넘어 학습자가 능동적으로 이를 설명하고 재구조화하고 재해석하는 등의 일련의 정신적 활동을 일컫는다. 능동적 처리를 통해 학습의 깊이와 폭을 더할 수 있다. 어떤 항목을 중요도에 따라 순위를 정하거나 배운 내용을 자신의 방식으로 재구성하는 것, 질문에 대한 답을 구상하는 것 등은 대표적인 능동적 처리의 예이다. 단순한 회상과 같은 수동적 처리(passive process)와 대조된다.
또한 능동적 정보처리는 경험을 이해하여 자기 지식화하고, 생각해 보고, 성찰하고, 의미를 파악하는 기술이다. 이는 기억을 위한 체계적인 연습과 창의적인 시연(rehearsal)은 물론 깊이 있는 조사와 상시적인 질문도 포함한다. 또 능동적 정보처리는 교사가 정보를 일방적으로 전달하는 데서 벗어나 학생들이 내용 자료들로부터 개인적 의미를 구성하고 깊이 배울 수 있는 기회를 풍부하게 제공할 수 있는 핵심 과정이라 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 능동적 정보처리는 그 중요성에 비해 무시당하거나 수업 지도 측면에서 그것이 갖는 강력한 힘의 진가를 인정받지 못했다.
학습자의 뇌는 입력되는 새로운 정보를 단기 작업기억에 유지시키며 관련 정보를 장기기억에서 검색해 불러와 상호참조하면서 정보의 패턴을 분석하고 과제를 수행한다. 따라서 수업에서 교사는 새로운 정보의 이해를 돕기 위해 과거에 배운 관련 정보와 연결시키는 수업을 하는 것이 매우 중요하다. 정보처리는 결코 수동적 과정이 아니다. 이러한 정보처리 과정에는 학습자의 사전지식과 과거 경험이 결정적인 역할을 하지만 감정과 가치도 크게 영향을 미친다.
| ♣ 수업전략 4: 학습과 기억에 관여하는 뇌의 3가지 핵심 기관, ‘① 전전두피질, ② 편도체, ③ 해마’의 기능이 교수·학습에 주는 시사점을 수업에 적용한다. |
학습 및 외현기억(explicit memory)13과 관련이 깊은 뇌의 3가지 핵심 기관인, ‘전전두피질(prefrontal cortex), 편도체(amygdala), 해마(hippocampus)’의 기능에 대해 알아보고 이 기관들이 학습과 어떻게 관련이 있고 효과적인 학습을 위해 어떤 시사점을 주는지를 살펴보기로 한다.
<그림 2> 학습과 관련이 깊은 뇌의 핵심 기관 3가지

1. 전전두피질(前前頭皮質, prefrontal cortex; PFC)
1) 전전두피질의 기능
전전두피질은 전두엽의 앞부분을 덮고 있는 대뇌 피질을 가리킨다. 계획하는 일, 성격의 표현, 의사결정, 사회적 행동 조율, 발화와 언어 조율이 모두 이 부위의 기능으로 여겨진다. 단기 작업기억도 전전두피질에 크게 의존한다. 이러한 기능을 일컬어 ‘집행기능(executive function)’ 혹은 실행기능이라 한다(위키백과). 집행기능은 자기통제(inhibitory control)(주의조절 + 행동조절), 작업기억(working memory)(머릿속에 일시적으로 정보를 유지하면서 조작하여 다루는 능력), 인지적 유연성(cognitive flexibility)(사물을 다른 관점에서 보기, 문제를 새로운 방식으로 생각하기, 변화에 적응하기)으로 구성되며 성공을 위한 정신적 도구 세트(mental toolkit for success)라고 불리기도 한다. 여러 가지 생각 중에 행동으로 옮겼을 때 가장 득이 되는 생각과 해가 되는 생각을 골라내는 것도 집행기능이 하는 일이다.
2) 수업적용
전전두피질이 담당하는 집행기능의 향상을 위해 다양한 전략을 구사할 필요가 있다.
(1) 자기 통제력의 향상 전략
• 질문에 답하기 전에 충분히 생각하도록 한다.
• 성급히 판단하지 않기 위해 잠깐 생각하는 시간을 갖는다.
• 화가 많이 나는 상황에서 잠시 심호흡을 하면서 잠시 휴지시간을 가지며 화난 마음을 가라앉힌다.
• 숙제를 할 때 주의를 빼앗는 자극을 무시한다.
• 과제를 시작하기 전에 지시를 찬찬히 읽는다.
• 속이 상할 때라도 부모님께 말대꾸하기를 참는다.
(2) 작업기억 향상 전략
• 수업 내용과 학습자 삶과의 관련성(relevancy)을 높여 수업에 집중하게 한다.
• 정보를 반복한다. 정보를 작업기억에 유지시키는 가장 효과적인 방법의 하나가 반복이다. 또 잘 구조화된 상태로 반복할 때 인지과부하를 줄일 수 있다(예: 정보를 학생의 언어로 표현하기, 짝과 상호질문하기, 5-10분 간격으로 핵심 내용 반복·강조하기).
• 적극적 청킹(chunking)을 통해 정보처리 효율을 높인다(예: 유사한 내용을 하나로 묶어 수업 디자인하기, 학생이 청킹 활동에 참여하기). 작업기억은 용량이 작아(동시에 유지시킬 수 있는 정보는 3-5개의 청크) 쉽게 인지과부하가 일어날 수 있다.
• 스토리텔링을 통해 정보를 구조화해 인지부하를 낮추고 정보처리가 더 수월하게 이루어지도록 한다(예: 멀티미디어 형식으로 디지털 스토리의 활용, 학생주도 스토리텔링, 학습하고 있는 분야와 관련된 개인적 경험과 학습 내용의 연결).
(3) 인지 유연성 향상 전략
• 눈에 보이는 풍경을 바꿔보아라. 한 구획을 돌며 산책해 보라.
• 다른 것을 시도해 본다.
• 자신의 생각과 말에 의문을 제기해 본다.
• 깊이 생각하지 말고 즉흥적인 생각을 쏟아내 본다.
• 서로 다른 사고방식을 섞어본다.
• 충분한 수면을 통해 자신의 감정을 조절하고 압박감 속에서도 침착함을 유지한다.
• 창의력과 추론 능력을 향상시킨다.
연습 활동의 예:
예1: 서로 다른 과일/채소의 공통점 찾기
– 당근은 어떤 면에서 오이와 공통점이 있는가?
– 당근은 어떤 면에서 오랜지와 공통점이 있는가?
– 당근은 어떤 면에서 감자와 공통점이 있는가?
– 당근은 어떤 면에서 사과와 공통점이 있는가?
예2: 서로 다른 카드의 공통점 찾기(Adele Diamond, 2021)
– 위 세 카드 중 어떤 두 카드가 어떤 공통점으로 묶일 수 있는가?
2. 편도체(amygdala)
1) 편도체의 기능
편도체는 변연계(limbic system)에 속하며 감정이 개입된 사건에 대한 기억, 무의식적 기억의 형성에 중요한 역할을 한다. 또한 외부의 정서적 정보에 반응해 스트레스 호르몬을 분비를 촉발하고 신체적 각성 등의 생리적 반응을 유발하는 아몬드처럼 생긴 핵심적인 뇌의 구조물이다. 또 공포와 위협 같은 정보를 감지해 뇌의 다른 부분으로 전달하는 화재경보기 기능도 갖는다. 편도체가 외부의 정서적 정보에 대한 반응을 담당한다는 것은 외부에서 들어오는 정서적 정보를 평가해 학습을 담당하는 성찰적인 상위뇌(이성의 뇌)로 올려 보내느냐 아니면 생존을 담당하는 반사적인 하위뇌(reactive lower brain)로 보내느냐를 결정한다는 것을 의미한다. 마음이 안정된 상태일 때는 필터가 활짝 열려서 정보가 상위뇌(전전두피질)로 잘 흐를 수 있다. 그러나 위협, 불안, 근심 등으로 심한 스트레스를 받으면 상위뇌로 올라가는 정보의 통로가 막히고 생존을 담당하는 하위뇌로 가는 통로가 열려 대들거나 회피하는(도망가는) 반사적 반응(fight-or-flight response)을 촉발한다. 그래서 편도체는 정서필터(affective filter), 전환역(switching station) 등의 별칭을 가지고 있다.
한편 편도체는 기억에 정서적 중요성(emotional significance)을 부여하기 때문에 수치심, 기쁨, 사랑, 슬픔 등의 강렬한 감정이 수반되는 경험은 잊혀지지 않고 오래 기억된다. 한편 학습의 상황에서 불안감이 높으면 편도체가 개입해 도전적이거나 스트레스를 수반하는 과제를 피하게 된다.
2) 수업적용
앞의 ‘수업전략 3’에서 소개한 ‘편안하고 주의 깊은 마음 상태(Relaxed Alertness)’가 바로 상위뇌로 향하는 통로가 활짝 열리는 상태이다. 그래서 틀리는 것, 실패하는 것에 대한 두려움 없이 편안한 마음으로 수업에 참여할 수 있는 안전한 교실 문화를 구축하는 것이 중요하다. 그러나 학습자의 수준에 비해 이해하기 어려운 수업 내용을 학습자의 정보처리 능력을 고려하지 않은 채 빠르게 진도를 나가는 것은 상시적으로 심한 스트레스와 함께 위협적인 상황을 만든다. 이런 상황에서 상위뇌로 올라가는 통로는 꼭꼭 막히게 되어 학습이 일어날 수 없다. 그래서 편안한 수업 분위기와 창피당하지 않게 하고, 실패를 너그럽게 용인하며 계속 도전하게 하는 수업 문화가 중요하다. 또한 긍정적 감정을 수반하는 정보는 오래 기억되기 때문에 잘한 일에 대해 감성마침표14를 찍어주는 것 역시 중요하다. 또 학생이 심한 스트레스로 인해 문제행동을 일으켰을 때 이것이 의도된 행동이 아니라 생존을 위한 반사적 반응이라는 점을 이해할 필요가 있다. 이러한 문제행동의 상황은 학교나 가정에서 종종 일어난다. 이때 교사나 부모의 바른 대처가 필요하다. 아동은 나름 화가 나서 상위뇌(이성을 담당)로 가는 통로가 닫혀있는데도 교사가(혹은 부모가) 이성의 뇌로 소통을 하게 되면 문제 해결에 실패한다. 소통이 되지 않기 때문이다. 먼저 공감하고 화난 감정을 들어줘 이성의 뇌로 통하는 통로가 열린 후에 이성적 대화를 시도해야 한다.
3. 해마(hippocampus, 海馬)
1) 해마의 기능
해마는 학습과 기억에 중요한 역할을 한다. 특히 사실과 사건 등의 서술기억, 공간기억(spatial memory)15, 의식적 기억을 담당하는 기관으로 뇌의 변연계(limbic system) 안에 있으며 단기기억을 장기기억으로 전환하는 데 관문(gateway)의 역할을 한다(Glenn Whitman and Ian Kelleher, 2016). 쉽게 설명하면 해마는 선적장(shipping center)처럼 기능한다. 정보를 받아 등록하고 일시적으로 보관했다가 장기기억으로 실어 보낸다. 이러한 해마의 활동(기억의 부호화, 응고화, 분류작업)은 밤에 잠을 자는 동안에 이루어진다. 작업기억이 단기적으로 정보가 머무는 곳인 것에 비해 해마는 중기적(mid-term)으로 정보를 저장하는 용기(tank)로 기능한다. 그런데 그 용기는 그리 크지 않아 학습자의 배경지식의 유무, 내용의 복잡성에 따라 빨리 용기가 차게 되는 한계가 있다.
해마는 뇌의 부위 중에서도 특히 스트레스에 예민한 편인데, 스트레스를 받을 시 분비되는 코르티솔이 해마의 정상적인 기능과 영양 공급을 방해한다. 외상후 스트레스장애(PTSD), 우울증, 급성 스트레스 장애 등 스트레스와 관련된 질병들이 기억 장애를 동반하는 이유가 해마의 기능 저하 때문으로 추정되고 있다. 해마가 손상되면 과거의 기억은 모두 가지고 있지만, 새로운 기억은 장기기억으로 전환할 수 없어서 계속 과거에 머무르게 된다고 볼 수 있다(나무위키).
2) 수업적용
해마의 기능을 떨어뜨리는 주요 요인으로는 과도한 만성적 스트레스, 사회적 고립, 운동 부족, 우울증, 나이 등이다. 따라서 효과적인 학습과 기억을 위해서는 건강한 해마의 유지가 필수적이다. 이를 위해서는 규칙적으로 운동을 하고, 스트레스를 관리하며, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 우울증 등은 의사의 치료를 받아야 한다. 또한 단기기억을 장기기억으로 전환하기 위해서는 밤에 충분한 잠을 자는 것 역시 매우 중요하다. 만성적 스트레스나 수면 부족이 학습에 미치는 부정적 영향을 관련 연구 결과를 통해 실감나게 보여주는 것도 좋을 것이다.
| ♣ 수업전략 5: “모든 아동은 성공적으로 배울 수 있다.”는 신념을 바탕으로 ‘학생에 대한 교사의 기대’와 ‘학생 자신에 대한 기대’를 높여 성취도 향상을 이끈다. |
1. 기대효과의 중요성
학습효과 연구 분야의 세계적인 학자인 존 해티(John Hattie)에 따르면, 효과크기(effect size)16가 가장 큰 것은 ‘학생 자신에 대한 기대’가 높을 때이다(효과크기 1.44). 학생에 대한 교사 및 부모의 기대 등이 학생 자신에 대한 기대를 높일 수 있는 바탕이 된다는 점에서 학생에 대한 교사의 높은 기대는 매우 중요하다. 따라서 교사는 평소 “모든 아동은 성공적으로 배울 수 있다.”와 같은 신념을 확고히 갖고 있어야 하며, 이러한 신념이 학생들에게 다양한 기회를 통해 다양한 방식으로 전해질 수 있어야 한다.
<도표 4> 학습 효과크기 순위 비교(John Hattie, 2018)

위 도표를 보면 기대효과(expectation effect)17의 효과크기가 매우 크다는 것을 알 수 있다. ‘학생 자신에 대한 기대’의 효과크기가 1.33이고, ‘학생 성취에 대한 교사 기대’의 효과크기는 1.29로 둘 다 최상위 순위를 차지하고 있다. 이것이 시사하는 바는 매우 크다. 교육 분야의 효과크기는 해티의 기준에 따르면 효과 작음(d=0.2), 효과 중간(d=0.4), 효과 큼(0.6 이상)으로 나뉜다. 따라서 성취도 향상을 위해 수업에서 가장 힘써야 할 부분은 ‘피드백, 교사 명료성(teacher clarity)18, 개입반응기반접근법(RTI), 학생 성취에 대한 교사기대(teacher estimates of achievement), 학생 자신에 대한 기대(student expectations), 집단적 교사 자신감(collective teacher efficacy) 등’이다. 이에 비해 현재 정책 결정자들과 학교가 가장 힘써왔던 분야인 학급 사이즈(d=021), 코티칭(1교실 2교사제)(d=019), 교사의 교과지식(0.11)(위 <도표 4>에는 나와 있지 않음)의 효과크기는 모두 매우 작다. 물론 ‘학급 사이즈, 코티칭, 교사의 교과지식(d=0.11)’이 중요하지 않다는 뜻은 아니다. 이런 요소들과 함께 변해야 할 것들이 있다는 뜻이다. 가령 학생에 대한 교사의 기대 수준과 학생 자신에 대한 기대가 낮다면 ‘학급 사이즈, 코티칭, 교사의 교과지식’만으로 성취도 향상에 기여할 수 있는 영향력은 미미하다는 뜻이다. 또 학급 사이즈를 줄인다 하더라도 교사의 수업 방식이 여전히 교사 중심의 지식 전달식이라면 학업 성취도가 향상될 수 없을 것이다. 교사의 교과지식도 마찬가지다. 교과지식만 풍부하고 교수법이 미흡하거나 개별화 수업이 효과적으로 이루어지지 않는다면 교사의 교과지식이 우수한 것이 학생의 효과적인 수업으로 연결되지 않을 것이다.
2. 수업적용
기대효과가 학업 성취도 향상에 주는 긍정적 영향이 그렇게 크다면 ‘학생 성취에 대한 교사의 기대’는 어떻게 높일 수 있을까? 2018년 ‘공교육의 꿈, 가능성, 필요성(The Dreams, Possibilities, and Necessity of Public Education)’이라는 주제 아래 미국에서 열린 세계적 교육학회 AERA(2018)에 참가했을 때 매우 인상적인 발표를 들은 적이 있어 이를 소개한다. 주류 사회에 끼지 못하는 취약계층 학생들에게 어떻게 성공 사례를 만들어 낼 수 있도록 하는지 그 비결을 소개하는 발표였다. 발표 제목은 “효과적으로 가르치는 교사들은 역사적으로 늘 주변적 존재로만 취급받던 취약계층 청소년들이 각자의 강점을 살릴 수 있도록 하는 교육기회를 어떻게 만들어 내는가?”였다. 이 발표가 기대를 높인다는 것이 무엇을 의미하는지 잘 설명해주고 있다.
발표자들의 발표 내용에 따르면 그 비결은 다음과 같다.
1) 비결1: 도전적인 목표의 제시(Academic Rigor)
학기 초 교사들은 학생들을 향해 이렇게 말한다고 한다.
“여러분, 우리가 이것을 왜 배우죠? 나는 여러분들 모두가 과학자처럼 생각하도록 가르칠 거예요. 이번 학기 나의 최고 목표는 여러분 모두가 과학자처럼 사고하도록 만드는 것입니다.”
공부가 뒤처진 아이들에게는 도전적인 과제를 주면 못할 것이란 편견에서 벗어나 공부를 잘 못하는 아이들에 대해서도 기대를 낮추지 않았다. 한 사람도 포기하지 않고 모두를 과학자처럼 생각할 수 있는 힘을 갖추도록 하겠다는 것은 분명히 도전적인 목표이고 높은 기대이다.
2) 비결2: 높은 기대(High Expectations)
‘학생 성취에 대한 교사의 높은 기대’란 각 학생이 어느 정도 성취할 수 있을 것이란 교사의 기대 수준을 말한다. 한 발표자는 학생들에 대한 기대에 대해 다음과 같이 말했다.
“저는 아이들에게 높은 기대를 가지고 있다고 생각해요. 하지만 이들이 보여주는 능력과의 격차를 좁히기 위해 기대(성취수준)를 조정하기도 하는데 이것은 일상적으로 일어나는 전쟁이기도 합니다. 이들에게 요구하는 목표의 도전적인 정도(rigor)가 내년에 도달할 목표에 비하면 충분할까? 시계추처럼 저의 기준은 왔다 갔다 하지만 저는 전반적으로 높은 목표를 유지합니다.”
아이들 각자와 협의하여 도전적인 목표(기대 수준)를 정하는 과정을 ‘전쟁’으로 표현하고 있는 것이 놀랍다. 도달 가능하면서도 도전적인 목표를 주기 위해 얼마나 고심하는지를 엿볼 수 있다. 내년의 목표까지 고려해 올해의 목표를 정하는 모습도 주목할 만하다.
3) 비결3: 관계의 형성(Relationships)
발표를 맡은 교사는 “지난 수년간 효과가 있었던 것은 교사가 학생들과 형성한 관계이며, 학기는 항상 관계 형성으로부터 시작된다.”라고 말했다.
“내가 생각하는 관계 형성은 학생들과 친구가 되는 것이 아니다. 내가 가장 중요하게 생각하는 관계 형성은 학생들을 이해하는 것이다. 이해란 그들이 누구이고 어떤 배경에서 자랐으며 그들의 강점과 약점이 무엇인가에 관한 것이다. 그러나 가장 중요한 것은 교사가 거는 기대를 학생들이 반드시 책임 있게 실현할 수 있도록 하는 일이다(holding them accountable to whatever expectations you are setting for them)!”
관계 형성을 위해서는 학생들에 대한 깊은 이해가 가장 먼저 이루어져야 한다는 점, 또 교사가 거는 기대를 학생이 반드시 책임지고 충족하게 한다는 것은 놀라운 접근이고 목표며 결의이다. 이러한 접근은 학습자 자신만이 학습의 주체며 학습을 책임질 수 있다는 것을 함축하고 있다. 학습자가 자신의 학습을 스스로 책임지게 하는 수업 전략과 문화는 특히 한국의 학교교육에서 가장 절실히 필요한 내용이다.
앞에서 취약계층 학생들을 대상으로 성공적인 사례를 만들어 낸 비결 3가지를 소개했는데 이 중에서 가장 기본이 되는 것은 ‘관계 형성’이다. 관계 형성이 되지 않은 상태에서는 교사가 학생들에 대해 어떤 기대를 갖더라도 영향을 미칠 수 없다. 따라서 관계 형성은 높은 기대가 작동할 수 있는 인프라인 셈이다.
그렇다면 학생 자신에 대한 기대를 높이는 것은 어떻게 가능할까? 우선 강점을 기반으로 작은 성공 경험을 쌓을 필요가 있다. 또 완전학습을 통해 기초를 튼튼히 할 필요도 있다. 한 가지라도 제대로 할 수 있는 분야를 만들어 자존감과 자신감이 회복될 수 있는 실마리로 삼아야 한다. 아울러 성장형 사고방식(growth mindset)19을 갖추도록 도와주어야 할 것이다.
[참고문헌]
• 이찬승 (2018). 세계 교육학회 ‘AERA 2018’ 참관기.
http://21erick.org/column/640/
• 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.
• Carol S. Dweck (2007). Mindset: The New Psychology of Success. Ballantine Books. New York.
https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=17140093&memberNo=1517316
• Colette Bennett (2019). Top 17 Exposures to Learn New Words.
https://www.thoughtco.com/vocabulary-reps-4135612
• Glenn Whitman and Ian Kelleher (2016). Neuro Teach: Brain Science and the Future of Education. Rowman & Littlefield Publishing.
• Ibrahim Dahlstrom-Hakki (2012). Information Processing Model.
https://www.youtube.com/watch?v=V2pb5vb7ZDM
• John Hattie (2018). Hattie Ranking: 252 Influences And Effect Sizes Related To Student Achievement.https://visible-learning.org/hattie-ranking-influences-effect-sizes-learning-achievement/
• Paul Howard et al. (2018). Applying the science of learning in the classroom.
https://my.chartered.college/impact_article/applying-the-science-of-learning-in-the-classroom/
• Slate & Charlesworth (1988). Information Processing Theory: Classroom Applications.
https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED293792.pdf
각주
- 학습과학(Learning Science) – 학제적(multidisciplinary) 분야로 학습이 어떻게 일어나는가에 대한 과학적 이해와 함께 효과적인 학습을 지원하기 위한 학습환경의 설계와 실행에 대한 연구까지 포함하는 학문영역이다. 학습과학에 대한 연구는 인간의 학습을 다루는 전통적인 인지심리학, 사회심리학뿐만 아니라 컴퓨터과학, 교육심리학, 뇌신경과학, 인류학 등의 이론이 학제간으로 접목되고 있다. 학습과학의 주요 관심대상은 커리큘럼 설계, 비공식 학습환경, 교수방법, 정책적 개혁 등으로 그 범위가 확대되고 있다(HRD 용어사전, 2010).
- 작업기억(working memory) – 정보를 이해하고 의사결정을 하며 문제를 해결하는 동안 정보를 유지하는 기능을 하는 단기기억 시스템이다. 여기에는 감각기억에서 유입된 정보와 장기기억에서 인출된 정보가 일시적으로 유지된다. 이는 인지적 작업대일 뿐만 아니라 의식적인 사고가 일어나는 곳이며 인간은 이를 통해 세상을 보고 이해한다.
- 인지부하(cognitive load) – 인지부하는 학습이나 과제 해결 과정에서 요구되는 인지적 부담을 말하고, 인지과부하(cognitive overload)는 과제 해결에 요구되는 부담이 감당할 수 있는 수준을 초과하는 현상을 말한다.
- 응고화(consolidation) – 최초의 정보 습득 이후 기억의 흔적이 안정되는 일련의 과정이다. 응고화에는 시냅스 수준에서의 응고화(synaptic consolidation)와 시스템 차원에서의 응고화(systems consolidation)가 있다. 시냅스 수준에서의 응고화는 세포 수준에서의 응고화라고도 하며 시냅스 간의 연결이 강화되는 현상을 말한다. 학습 후 수 시간 이내에 일어나기 시작한다. 한편 시스템 차원에서의 응고화는 해마와 같은 특정 영역에서 형성된 기억이 다른 영역들과 상호작용하면서 대뇌피질 등의 영역으로 이동해 저장되는 것을 말한다. 학습 후 수주~수년에 걸쳐 일어난다.
- 시연(rehearsal, 試演) – 단기기억의 정보를 장기기억으로 옮겨 저장하기 위해 제시된 정보를 계속해서 반복적으로 되뇌는 것을 일컫는다. 시연에는 유지시연(maintenance rehearsal)과 정교화 시연(elaborate rehearsal) 2가지가 있다. 전자는 정보를 마음속에서 그대로 반복하는 것이고, 후자는 기억하고자 하는 정보를 이미 알고 있는 정보와 연결하여 의미를 부여하는 방식으로 반복하는 학습 활동(예: 정보를 새롭게 조직하기, 정보를 자신의 언어로 다시 말해보기, 토론하기, 요점을 설명하기, 예를 생각해 내기, 정보를 마음속에 이미지화하기, 기억술을 고안하기 등)을 말한다. 정교화 시연은 기억하고자 하는 정보를 이미 알고 있는 정보와 연결하여 장기기억 속에 있는 정보를 적극적으로 재조직하는 복습 활동이라 할 수 있다. 일반적으로 어떤 정보가 단기기억에서 더 많이 시연될수록 그 정보는 장기기억으로 전환되기가 쉽다.
- 감각기억(sensory memory) – 오감을 통해 입력된 자극들을 마치 스냅샷(snapshot)과 같이 순간적으로 저장하여 매우 짧은 시간 동안(0.5~3초) 기억하는 것을 일컫는다. 어둠 속에서 불빛이 순간적으로 나타났다가 사라질 때 아주 짧은 시간 동안 지각이 지속되는 것과 같은 기억이다. 새가 지저귀는 소리를 듣고 이것이 새라는 것을 알 수 있는 것은 새의 지저귐 소리라는 정보가 감각기억에 잠시 유지되었기 때문이다.
- 부호화(encoding) – 인지과정 혹은 정보처리 과정의 한 형태로, 청각, 시각, 촉각 등 감각을 통해 들어오는 정보를 처리하고 저장하기 위해 ①그 정보를 유의미하게 재구성하고, ②장기기억에 저장되어 있는 기존의 정보와 연결하고 결합하는 과정이다. 이러한 과정을 통해 새 정보는 작업기억에서 장기기억으로 전환된다. 부호화가 안 되면 입수된 대부분의 정보는 일시적인 저장만 가능하게 된다. 부호화 전략으로는 시연(rehearsal), 매개, 심상, 기억법 등이 있다.
- 이중부호화 이론(dual-coding theory) – 어떤 항목을 시각 부호와 어문 부호로 표상하면 기억이 향상된다는 이론. [주] 표상(representation) – 외부 사물이나 대상에 대해 지각된 상이나 이미지가 마음속에 떠올려진 것.
- KWL 차트 – 효과적인 수업 지도를 위한 전략으로서 3가지 요소 ‘① K(Know) – 내가 알고 있는 것, ② W(Wonder) – 내가 알고 싶은(궁금한) 것, ③ L(Learned) – 내가 새롭게 배운 것’으로 구성된 조직자(organizer)이다. 학습자를 수업에 끌어들이고 사전지식을 활성화하며, 수업 목표를 공유하고 학습자의 학습을 모니터링하는 데 그 목적이 있다.
- 생존 모드(survival mode) – 위험과 스트레스를 극복하기 위한 인체의 적응적 반응으로 투쟁·도피·경직 반응(fight-flight-freeze response)을 보이는 상태를 말한다.
- 사회적·정의적 학습(social and emotional learning: SEL) – 사회성·감성 교육(social emotional learning: SEL)이란 학생들이 자신과 타인의 생각과 감정을 잘 이해하고, 타인과 공감할 수 있으며, 긍정적이고 책임 있는 의사결정을 할 수 있고 이를 바탕으로 타인과 긍정적 관계를 형성하는 방법을 배우는 것을 일컫는다.
- 나 전달법(I-message) – ‘나’를 주어로 하여 자신의 생각과 감정을 솔직하게 표현하는 방식으로, 아이 메시지(I-message)라고도 한다. 상대방의 행동에 초점을 맞추어 그 행동에 대해 비난하고 평가하는 의사소통 방식인 ‘너 전달법’과 대조된다. 갈등 해결에는 나 전달법이 효과적이다. (예: 너 그런 행동 하지 마. → 너의 그런 행동은 나의 마음을 상하게 해.)
- 외현기억(explicit memory) – 장기기억의 일종으로서 자신이 무엇을 알고 있는지에 대해 알고, 언어적으로 표현이 가능하다고 해서 서술기억(declarative memory)으로도 불린다. 외현기억은 일화기억(episodic memory)과 의미기억(semantic memory)으로 나눌 수 있다. 일화기억은 특정한 사건이나 경험에 대한 기억으로, 작년 크리스마스에 무엇을 했는지, 어제 누구와 무엇을 했는지 같이 구체적이고 특정적인 사건과 관련되어 있다. 이에 반해 의미기억은 동물의 종류, 숫자 개념과 같이 다양한 종류의 지식체계에 대해 가지고 있는 기억으로서, 의미를 가지는 대상들에 대한 기억, 학습과 관계가 있다.
- 감성마침표 – 긍정적인 사건(episode)에 대해 긍정적인 발언(칭찬), 격려, 미소, 몸짓, 고개 끄덕임, 신나는 음악, 축하, 이름 불러주기, 미리 정해진 기타 축하 의식 같은 것들을 제공하는 것을 일컫는다. 뇌는 칭찬받아 기분 좋은 일을 기억하였다가 반복하려고 하기 때문에 긍정적 감정마침표는 기억을 강화한다.
- 공간기억(spatial memory) – 방향이나 위치 등의 공간 정보에 대한 기억이며 길을 찾을 때 필요하다.
- 효과크기(effect size) – 비교하려는 집단들 사이의 차이 혹은 관계를 나타내는 ‘표준화된 지표’를 의미한다. 효과크기가 0이라는 것은 실험집단의 평균과 통제집단의 평균이 같다는 뜻이고, +값이 나왔다는 것은 실험집단의 평균이 통제집단의 평균보다 크다는 것을 의미한다. 교육 분야의 효과 크기는 해티의 기준에 따르면 효과 작음(d=0.2), 효과 중간(d=0.4), 효과 큼(0.6 이상)으로 나뉜다.
- 기대효과(expectation effect) – 자성예언(self-fulfilling prophecy)이라고도 불리는 것으로서 타인이나 타 집단의 행동에 대한 기대가 실제 기대한(예언한) 대로 이루어지는 현상을 일컫는다. 주위 사람으로부터의 높은 기대는 자신감을 강화하고 이것이 더 많은 노력과 인내, 더 좋은 수행으로 이어진다.
- 교사 명료성(teacher clarity) – 수업을 통해 학생들이 학습해야 할 지식, 기능, 태도 및 가치는 물론 이런 것들을 성공적으로 학습했는지를 측정할 때 의거할 기준을 명확히 밝히고, 아울러 학생 각자가 얼마나 잘 배우고 있는지와 다음에 나아갈 방향까지를 명확히 알고 있는 것을 일컫는다.
- 성장형 사고방식(growth mindset) – 꾸준히 노력하면 누구나 성공할 수 있고, 뇌는 새로운 경험과 학습에 의해 평생 변할 수 있는 능력이 있기 때문에 두뇌를 훈련시키면 지능도 높아질 수 있다는 사고방식이다. 이는 사람은 지능을 타고나기 때문에 노력해도 소용이 없다는 고정형 사고방식(fixed mindset)과 대조되는 개념이다. 성장형 사고방식을 가진 사람들은 어려운 문제를 해결하기 위해 여러 번 시도하고 초기에 실패하더라도 개의치 않으며 오리혀 실수를 통해서 배우고 그 결과 더 나은 결정을 내린다(Carol S. Dweck, 2007).
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