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뇌는 어떻게 학습하는가(7) - 수업에서 주의를 끌고 유지시키는 기술(2)

이찬승 | 2019.10.24 16:17 | 조회 4320 | 공감 0 | 비공감 0
수업에서 주의를 끌고 유지시키는 기술(2)
 
 
이찬승 (교육을바꾸는사람들 대표)
 
 
  사람은 매초 수백만 단위(bits)의 감각 정보(미각, 후각, 촉각, 시각, 청각)를 접하게 되고 그 중 약 2000 단위의 정보를 통과시킨다. 접하는 정보를 다 처리하려면 에너지가 너무 많이 소요되어 곧바로 기진맥진해지고 말 것이다. 사람은 이런 기능을 위해 정보 필터를 가지고 있고 이를 망상활성계(Reticular Activating Systdm: RAS)라 부른다. 
 
<그림 1> 망상활성계(RAS)
 
  망상활성계는 후뇌에서 시작하여 상부의 중뇌, 전뇌에 이르도록 신경이 망형 구조를 이루며 뇌에 널리 퍼져있으며 뇌의 각성, 흥분, 집중 등에 관여하며, 의식의 여부를 조절하는 중요한 기능도 수행한다. 만약 외과적 수술에 의해 망상활성계가 파괴되면 해당 동물은 장시간 혼수상태에 빠지게 된다(위키백과-‘망상활성계’). 마취는 마취제를 통해 망상활성계 내에서 신경전달을 억제하는 방식으로 마취가 일어난다.
  이번 칼럼에서는 ‘주의 끌기’와 ‘주의 유지시키기’의 원리를 살펴보기로 한다.
 
 
1. 주의 끌기
 
  교사가 학습자의 주의를 끌기 위해서는 가장 먼저 수업 정보가 학습자의 망상활성계라는 필터를 통과할 수 있게 해야 한다. 이를 위해서는 자극이 즉, 수업 내용이 새로워야 한다. 인간은 생존을 위해 주변 환경의 변화(패턴의 변화)에 매우 민감해서 새로운 것에 우선적으로 주의를 기울이기 때문이다. 
 
<그림 2> 주위 패턴의 변화를 살피는 여우
 
  학습 관련 인지과학의 핵심개념(big ideas)은 다음 두 가지로 구성되어 있다.
 
① 인간(동물 포함)의 뇌 기능은 생존을 촉진하기 위해 존재한다.
② (생존의 촉진을 위해) 인간의 뇌는 패턴을 탐색하고 즐거움(쾌락)을 추구한다.
 
<그림 3> 뇌가 찾는(추구하는) 것
 
  그렇다면 교사는 망상활성계가 정보를 선택하는 것에 어떻게 영향을 미칠 수 있는가? 아래와 같은 방법이 있다.
 
• 새로운 방식과 호기심을 유발하는 방식으로 수업한다. 망상활성계가 다른 정보에 비해 우선적으로 교사의 수업 내용에 주의를 기울이게 하기 위해서다.
• 수업하는 목소리 톤에 가끔씩 변화를 준다.
• 수업 중에 교사가 예상하지 못한 방식이나 방향으로 움직인다. 
• 중요한 내용을 설명할 때는 잠시 휴지(pause)를 두어 학습자의 주의를 끈다.
• 교실 내 게시판에 새로운 내용을 전시한다.
 
 
2. 주의 유지시키기
 
  수업에서 주의만 끌고 이를 유지시킬 수 없다면 효과적인 수업이 될 수 없다. 주의를 유지시키는 기본적인 원리는 학습자의 궁금증을 유발하고 앞으로 나올 내용을 ‘예측하게(predict)’ 하는 것이다. 이에는 여러 가지 기법이 있다. 
 
1) 학습할 내용을 빈칸으로 제시하기
  아래 <그림 4>처럼 학습할 내용을 빈간으로 제시하고 빈칸에 들어갈 내용을 한 가지씩 순차적으로 제시한다면 네모 5개에 들어갈 내용을 한꺼번에 제시하는 경우보다 학습자의 주의를 효과적으로 끌고 유지할 수 있다. 아래와 같은 숫자 “5”의 개념망(conceptual framework)은 일종의 선행조직자(advance organizers)로서 학습자의 장기적인 기억 즉, 저장기호화(encoding)에도 효과적이다. 
 
<그림 4> 숫자 5의 의미
 
2) 핵심질문을 제시하고 이와 연결해 수업하기
  단원 역순설계(backward design) 원리의 주요 요소인 핵심질문(essential question)을 수업 맨 앞단에서 제시하여 호기심을 유발하고 이 질문의 답을 찾아가는 과정으로 수업 활동을 구성하면 학습자의 주의를 끌고 유지할 수 있다. 또한 역순설계는 교육과정-수업-평가 일체화를 실현하는 가장 실제적인 방법이기도 하다.
 
<핵심질문의 예>
“언론 자유의 한계는 어디까지인가?”
“검찰 수사는 중립적일 수 있는가?”
“대학진학 관련 자녀에 대한 부모의 지원은 어디까지 공정한가?”
“건강은 인간의 권리인가?”
“역사는 승자에 의해 기록되는가?”

  핵심질문은 다음과 같은 요건을 충족시키는 것이어야 한다.

- 열린 질문
- 깊이 생각하게 하고 지적으로 몰입시키는 질문
- 고등사고력을 요하는 질문
- 교과 내/교과 간 중요하고 전이 가능한 개념을 대상으로 한 질문
- 추가적인 질문·탐구를 요하는 질문
- 주장에 대해 정당한 근거·사유를 요하는 질문
- 오랜 기간을 두고 지속적으로 던질 가치가 있는 질문

 
  주의 집중과 유지를 위해 수업 중 적절한 순간에 적절한 질문을 던지는 것은 매우 효과적인 형성학습(formative learning) 방법의 하나이기도 하다.
 
3) 주제문(topic sentence)을 찾아 이어질 내용을 짐작하는 방식으로 글 읽기
  영어 읽기 지도에서 읽기 과제 수행을 guessing game이라고도 말한다. 읽기 글감의 제목이나 보통 단락의 첫 한두 줄에 나오는 주제문을 읽고 이를 통해 앞으로 전개될 내용을 예측하고 이 예측이 맞는지 틀리는지 확인하는 방식으로 교수학습을 함으로써 주의를 유지시킬 수 있다. 
 
4) 보상(reward)의 제공과 도파민(dopamine) 수준을 높임
  학습을 할 때 주의의 유지에는 보상을 활용하는 것도 좋은 방법이다. <그림 3>처럼 인간의 뇌는 보상(예: 즐거움, 쾌락)이 주어질 때 더 잘 집중한다. 이런 과정에는 신경전달물질이자 호르몬인 도파민이 크게 작용을 한다. 도파민은 전기화학적 신호로 변환된 정보를 한 세포에서 다른 세포 간의 아주 작은 공간(synapses)을 건널 수 있도록 이동을 돕는 나룻배와 같은 역할을 한다. 
 
<그림 5> 시냅스에서의 신경전달물질의 분비와 신호전달
 
  적정 수준의 도파민 분비의 증가는 학습 경험의 즐거움을 강화하고 또 강화된 즐거움은 도파민 분비를 증가시킨다. 도파민은 일종의 마약처럼 중독성이 있다. 도파민 분비 증가는 집중력, 기억력, 중앙집행기능(executive function)을 강화하고 즐거움, 창의력, 동기, 호기심, 집요함과 끈기를 향상시킨다. 도파민 수준을 높이려면 다음과 같은 활동이 도움이 된다.
 
• 동료와의 긍정적인 상호작용
• 음악 감상
• 스토리 읽기와 스토리 청취
• 친절하게 행동하기
• 감사 표현하기
• 유머
• 낙관주의
• 선택의 여지 제공
• 신체 움직임
• 정확한 예측으로부터 오는 즐거움과 도전을 통한 성취감 등의 내적 만족
 
5) 수업 모드의 변경
  학습자의 뇌는 수업 시작 후 10-20분이면 집중력이 떨어진다. 이는 <그림 5>의 시냅스에 신경전달물질이 고갈되어, 신호전달 속도가 느려지고 신경정보가 제대로 전달되지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 교사는 최소한 15분마다 syn-naps(주입 활동을 잠시 쉬고 배운 내용을 굳히는 과정) 활동(예: 수업의 핵심 내용을 써본 후 짝과 돌려보기)을 하는 것이 좋다. 그래야 주의력을 높일 수 있다.
 
  주의에 관한 인지과학적 원리를 정리하면 다음의 3가지다.
 
• 새로움(novelty)(패턴의 변화)이 주의를 강화한다.
• 예측(prediction)(즐거움이란 보상의 가능성)이 주의를 지속시킨다.
• 예상되는 즐거움(expectation of pleasure)이 주의, 노력과 기억을 강화한다. 도파민의 분비가 즐거움의 연료 역할을 한다.
 
  이상의 원리들을 고려할 때 교사가 학습 플랜을 짤 때 다음과 같은 질문에 대해 유념해야 할 것이다.
 
• 교사의 수업 내용은 학습자의 망상활성계(RAS) 필터를 통과할 것인가?(스트레스 낮추기, 호기심과 흥미 높이기) 
• 망상활성계를 통해 들어오는 정보가 위협적인 것은 아닌가?(적정 수준의 난이도)
• 수업 내용 중 어떤 것이 호기심을 불러일으킬 것인가?
• 학습자 호기심의 원천과 수업 주제 간에 어떤 연결 고리를 통해 학습자의 예측활동을 강화할 것인가? 예측이 맞을 경우 어떤 수준의 즐거움을 기대할 수 있는가?
 
 
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