기억에 오래 남는 학습: 학습과학 기반의 6단계 학습 모형

최신 뇌과학과 학습 이론을 기반으로 한 이 책은 학습 과정을 6단계로 나누어 학생들이 정보를 효과적으로 처리하고 오래 지속되는 기억을 형성할 수 있도록 안내한다. 이 책의 가장 큰 특징은, 학습할 때 학생의 머릿속에서 무슨 일이 일어나는지 학습 과정의 각 단계를 면밀히 분석할 수 있도록 한 점이다. 교사들에게 학생들의 머릿속은 신비한 ‘블랙박스’와 같아서 학습이 잘 안 되면 무엇이 잘못되었는지, 학생들의 학습을 돕기 위해 무엇을 다르게 해야 하는지 잘 모르는 경우가 많다. 이 책은 그 블랙박스 안을 훤히 비추며 학습의 기본 원리가 되는 학습과학을 기반으로 가장 효과적인 학습을 할 수 있도록 구체적으로 도와준다. 즉, 뇌의 정보처리 방식을 토대로 한 6단계 학습 모형을 통해 처음부터 끝까지 학습 과정을 조망하고, 각 단계에서 학생들의 머릿속에서 무슨 일이 일어나는지 세밀하게 볼 수 있도록 해준다. 이제 교사는 ‘무엇’을 가르칠 것인지에서 더 나아가 ‘언제’ ‘어떻게’ ‘왜’까지도 이해하며 더 분명한 의도를 갖고 가르칠 수 있을 것이다. 또한 문제가 발생하거나 학생이 새로운 학습을 습득하는 데 어려움을 겪을 때 어떻게 대처해야 하는지도 더욱 확실하게 알 수 있을 것이다. 학생 중심의 학습 설계와 학습과학적 접근을 통해 교수·학습을 혁신적으로 변화시킬 실질적인 해법으로 가득한 이 책은 교직에 입문한 신입 교사는 물론 베테랑 교사 모두에게 큰 영감을 줄 것이다.

[목 차]
  

서문 왜 학습 모형인가?

기억에 남는 교수·학습법 배우기 16

학생들의 머릿속 ‘블랙박스’ 들여다보기 17

이 책이 필요한 이유 19

학습을 염두에 둔 수업 21

교육 연구와 학습과학 사이의 간극 메우기 22

학습 모형 제공 24

또 다른 프레임워크가 아닌 학습 모형 26

이 책의 구성 28

목적지가 아니라 출발점이다 30

 

1장 학습과학에 대한 이해

정보처리 모형 33

기억의 단계 35

-감각등록기: 소음 속에서 신호 찾기 36

-순간기억: 처음 30초 39

-단기 작업기억: 최대 20분 41

-장기기억: 평생 남을 수 있는 기억 43

기억의 과학을 학습 모형에 적용하기 46

-감각등록기와 순간기억 46

-작업기억 48

-장기기억 49

전체 과정 통합하기 50

 

2장 관심 갖기(1단계)

감각 과부하 시대의 삶과 학습 62

정서적 혼란이 주의력에 미치는 영향 63

뇌의 자극 처리 우선순위 65

교실에서 활용하는 도구 모음

-학생에게 관심 보이기 68

-학습을 긍정적인 감정과 연결하기 72

-호기심 자극하기 75

-사전 지식 활성화 및 지식 공백 드러내기 80

-학문적 논쟁 구조화하기 82

-수업에 변화 주기 84

빅 아이디어

-타고난 호기심을 자극하여 학습을 가속화하기 86

 

3장 학습에 전념하기(2단계)

지루함을 몰입으로 바꾸기 90

-학습의 의미와 목적을 찾도록 돕기 91

-뇌를 활성화하여 새로운 것을 배우도록 설득하기 92

-외적 및 내적 보상의 균형 94

교실에서 활용하는 도구 모음

-이 학습이 나에게 무슨 의미가 있을까?(WIIFM) 제공하기 96

-학습을 중요한 질문에 대한 탐구로 구성하기 98

-학습 목표 및 성공 기준 제공하기 100

-숙달에 이르는 경로 제시하기 104

-개인 학습 목표 장려하기 106

-학생들이 노력하도록 지원하기 108

빅 아이디어

-학습 의욕을 고취하기 위해 ‘왜’와 ‘무엇’ 연결하기 112

 

4장 새로운 학습에 집중하기(3단계)

주의 집중의 과학 117

-이미지와 텍스트 함께 사용하기 120

-추상적 개념을 구체적인 예로 설명하기 120

-풀이된 예제를 통한 문제 해결 122

-자기 질문의 힘 123

-노트 필기 124

교실에서 활용하는 도구 모음

-비언어적 표상 사용하기 127

-보여주고 설명하기 129

-직접 지도를 통한 숙달 단계 시범 보이기 130

-풀이된 예제와 풀어야 할 문제 번갈아 사용하기 131

-자기 질문 및 꼼꼼히 읽기 가르치기 133

-적극적으로 노트 필기 하기 135

빅 아이디어

-그림, 말, 생각으로 정리할 때 더 효과적으로 학습한다 138

 

5장 학습 이해하기(4단계)

이해의 과학 141

-부호화의 미스터리 143

-부호화 코드 해독하기 144

-복잡한 신경망 146

-마법의 숫자7(혹은 4) 147

-뇌는 본능적으로 패턴을 찾는다-좋든 나쁘든 148

-뇌는 가끔씩 휴식이 필요하다 150

-우리는 우리가 생각하는 것만 부호화한다 152

-연결을 통한 학습 153

-학습 방식에 변화를 주면 뇌를 계속 몰입시킬 수 있다 155

교실에서 활용하는 도구 모음

-효과적인 학습을 위해 내용을 짧게 나누어 전달하기 157

-탐구형 질문하기 158

-질문 후 생각할 시간 제공하기 161

-협동 모둠 활용하여 학습 지원하기 163

-유사점과 차이점 파악하기 166

-학습 내용 요약하기 169

빅 아이디어

-학습 내용을 이해하기 위한 시간 갖기 174

 

6장 연습 및 성찰하기(5단계)

기억을 심는 과학 179

-반복, 반복, 반복 179

-간격을 둔 반복연습으로 기억 강화하기 181

-교차연습은 어렵지만 훨씬 효과적이다 184

-장소, 장소, 장소 187

-기억하기 위해 머리 굴리기 189

-버그를 찾아 수정하기 192

-종합하기 195

교실에서 활용하는 도구 모음

-초기 연습 단계 관찰하고 지도하기 197

-이해도 확인하기 199

-형성적 피드백 제공하기 203

-교차연습 및 간격을 둔 독립연습 206

-효과적 연습 방법 가르치기 209

빅 아이디어

-반복 학습을 통해 기억 강화하기 212

 

7장 확장 및 적용하기(6단계)

깊은 학습의 과학적 원리 219

-새로 배우는 내용을 자신과 연결하기 221

-스스로에게 더 깊은 질문 던지기 224

-자기 설명의 중요성 226

-인지 모형 만들기 228

-인지 모형에 대해 비판적으로 생각하기 231

-메타적 접근(자신의 사고에 대해 생각하기) 234

교실에서 활용하는 도구 모음

-도전적인 학습 과제 제공하기 236

-탐구 기반 학습 지원하기 239

-학생의 사고 과정을 가시화하기 244

-비판적 사고 가르치기 245

-글쓰기를 통해 사고력 향상시키기 248

-학습을 수행평가와 연계하기 251

빅 아이디어

-학생들이 더 풍부한 인지 모형을 개발하도록 돕기 255

 

8장 앞으로 나아갈 방향

전문성을 구축하기 위한 ‘메타’적 접근법 258

-학습 모형을 사용하여 교수법 성찰하기 261

-학습 모형을 사용하여 학생 학습 진단하기 262

-학습 모형을 통해 전문성과 동료애 지원하기 263

자주 묻는 질문 265

-매 수업 학생들이 흥미를 느끼도록 도와줘야 하는가? 266

-학생들은 학습 목표에 몰입해야 하는가? 266

-모든 수업에 ‘확장 및 적용’ 단계가 필요한가? 267

-학습 모형이 핵심 질문에 부합하는가? 267

-학습 모형은 순차적으로 보인다. 학습이 정말 그렇게 선형적인가? 268

-학습 모형을 학생들에게 가르쳐도 되는가? 270

교수·학습에 호기심과 즐거움을 불어넣기 271

-본래 상태의 뇌: 탐욕스러운 학습자 271

-호기심을 활용하는 교수법 273

-학습을 더 쉽고 즐겁게 만들기 274

나만의 모형 만들기 275

 

찾아보기 278

참고문헌 283

[본 문]
  

뇌의 해부학적 구조나 다양한 수술 기법이 뇌에 어떤 영향을 미치는지 모르는 의사에게 뇌 수술을 받겠는가? 교육은 비록 수술용 칼을 들이대지는 않지만 어떤 면에서는 1년 내내 교실의 학생들을 대상으로 뇌 수술을 하는 것과 같다. 이를 잘 수행하려면 뇌의 작동 원리에 대해 어느 정도는 알고 있어야 하며, 이러한 이해를 학생들의 학습 경험을 설계하는 데 활용할 수 있어야 한다. (p. 15)

 

교사의 잘못이라고 할 수는 없지만, 학습이 실제 어떻게 이루어지는지에 대해 제대로 알지 못하는 교사들이 많다. 어찌 된 일인지 학습과학(science of learning)의 대표 분야인 인지과학(cognitive science)은 오랜 역사와 중요성에도 불구하고 대부분의 교사양성 프로그램에서 충분히 다루어지지 않고 있다. 실제로 교사양성 프로그램에서 인기 있는 수십 권의 교과서를 연구한 결과, 학습과학에 기반한 6가지 주요 교수 전략(분산연습, 교차연습, 인출연습, 피드백을 통한 개선, 이중부호화, 정교화-옮긴이)을 정확하게 설명하는 교과서는 없는 것으로 드러났다(Greenberg, Pomerance & Walsh, 2016). 신임 교사들이 교사로서의 역할을 효과적으로 수행하기 위해 필요한 가장 기본적인 정보와 기술조차 충분히 배우지 못하고 있는 것이다. (p. 16)

 

한편, 우리는 효과적인 수업 전략을 사용하도록 끊임없이 요구하는 여러 명의 교장도 만났다. 예컨대, 그들은 교사들에게 유사점과 차이점을 비교·대조하는 수업 활동을 하도록 집요하게 요구했는데, 정작 교사들은 언제, 왜 이런 활동을 해야 하는지 명확히 알지 못하는 경우가 많았다. 어떤 면에서는 이런 교장들이 추구하는 것이 옳은 방향일 수는 있지만, 그 이유는 종종 피상적이거나 잘못된 이해에 근거한 것이었다. (p. 19-20)

 

여전히 교사들은 학생들이 무엇을 하길 바라는지, 무엇을 생각하길 바라는지가 아니라 자신의 강의 계획을 중심으로만 수업을 설계하는 경우가 많았다. 수업 계획 템플릿을 따르기는 하지만 각 단계에서 학생들의 머릿속에 어떤 일이 일어나야 하는지는 좀처럼 고려하지 않는 것이다. 그 결과, 수업은 학생들의 참여나 도전을 이끌어내지 못하는 활동의 연속에 그치곤 했다. 요컨대, 수업의 초점이 학생의 학습에 있지 않고 교사의 가르침에 있는 경우가 많았다. (p. 21)

 

이 책의 가장 독특한 점은 교실에서 적용할 수 있는 학습과학의 핵심 아이디어를 토대로 학습 모형을 제공한다는 점이다. 이러한 모형을 제공하는 것은 학습과학 자체의 핵심 통찰, 즉 “새로운 자료에서 핵심 아이디어를 추출하여 인지 모형(mental model, 주어진 문제를 해결하거나 상황을 이해하기 위해 사용하는 인지적 구조나 프레임으로, 이전의 경험과 학습을 바탕으로 형성된 내적 표현이나 구조를 일컬음. 심성 모형, 정신 모형과 혼용됨-옮긴이)으로 조직화할 때 가장 잘 배운다.”는 사실을 반영한 것이다(Brown, Roediger, McDaniel, 2014, p.6) (p. 24)

 

이 책에서 소개하는 ‘학습과학 기반의 6단계 학습’ 모형은 교사가 수업을 진행하기 위해 취하는 단계(예: 수업 시작, 이해도 확인, 연습 기회 제공)를 중심으로 구성되어 있지 않다. 그보다는 학생들이 심층학습에 참여하기 위해 취해야 할 단계를 중심으로 구성되어 있고, 바로 이 점이 이 모형의 특징이다. 이 책은 사고를 확장시키고, 수업 중에 학생들의 머릿속에서 일어나는 일을 고려하도록 사고를 ‘전환(flipping)’시키는 것을 목표로 한다. 이를 통해 학습을 안내하고 지원하는 교수적 접근 방식을 구상할 수 있도록 한다. 요컨대, 가장 중요한 것은 교수자가 가르치는 것이 아니라 학생이 배우는 것이다. (p. 28)

 

이 책은 교사를 위한 단계별 체크리스트가 아니라는 점을 명심해야 한다. 이 책은 교사들이 단계에 따라 순서대로 반드시 따라야 하는 지침이 아니다. 실제 학습 과정은 종종 복잡하고 반복적이므로, 이러한 학습 단계가 항상 선형적으로 진행되는 건 아니라는 것을 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. 학습과학을 이해하고 적용하는 것은 단순한 교수법에 그치지 않는다. 교사들이 자신의 교육 방식과 학생들의 학습 과정을 더 깊이 이해하고, 이를 바탕으로 교육 실천을 성찰하고 개선할 수 있도록 돕는 것이 그 핵심이다. (p. 30)

 

6단계 학습 모형은 처벌이나 외적 보상이 아니라 내재적 동기가 심층학습의 진정한 열쇠라는 가정을 기반으로 하고 있다. 모든 학습은 학습자가 그 과정에 자발적으로 참여해야 가능하다. 우리는 누군가를 설득하거나, 뇌물을 주거나, 강요할 수는 있지만, 강제로 무언가를 배우게 할 수는 없다. 결국, 학습은 학습자 스스로 배우기로 결정하거나, 배우는 것을 받아들일 때만 일어난다. (p. 59)

 

사회심리학자 조너선 하이트(Jonathan Haidt)는 이러한 두 영역 간의 상호작용을 ‘코끼리와 기수(elephant and rider)'라는 비유를 통해 설명했다(2006). 논리적이고 의식적인 뇌는 자신이 주도권을 쥐고 있다고 생각하고 싶겠지만, 실제로는 감정과 무의식적 반응의 거대한 코끼리 위에 올라탄 기수에 불과하다. 때로는 기수가 코끼리를 통제하기도 하지만, 대부분의 경우 코끼리는 마음대로 가고 싶은 곳으로 가고, 기수는 나중에 자신의 행동과 감정을 정당화할 뿐이다. (p. 72)

 

호기심의 핵심은 자신의 지식에 공백이 있다는 것을 인식하고, 그것을 메우고 싶어 하는 데 있다. 기본적으로 우리의 뇌는 지식의 공백을 싫어하며 이를 메우고자 한다. 그러나 만약 그 공백이 너무 커서 메울 수 없다고 느끼면 학습에 참여할 가능성이 줄어든다. (p. 81)

 

학습을 설계할 때는 배운 내용을 정리하고 이해할 수 있도록 학습 중인 내용을 잠시 멈추고 처리할 기회를 제공하는 것이 중요하다. 즉, 서로 연결하고, 유사점과 차이점을 찾고, 다른 사람들과 함께 학습 내용에 대해 생각을 나눌 수 있어야 한다. 이때 어린 학생은 5분, 나이 든 학생은 최대 10분 정도가 적당하다. 만약 10분 이상 계속 설명하고 있다면 잠시 멈추고 학생들이 학습 내용을 소화할 시간을 주는 것이 좋다. 이 과정은 학습을 중단하는 것이 아니라 오히려 배운 내용을 더 잘 기억할 수 있도록 돕는 것이다. (p. 157-158)

 

왜 어떤 기억은 남고 어떤 기억은 사라지는 걸까? 우리는 왜 일부 기억을 저장해 놓고도 꺼내지 못하거나, 기말고사가 끝나고 나서야 겨우 기억해 낼 수 있는 걸까?

앞으로 살펴보겠지만, 새로운 학습 내용을 나중에 인출할(retrieve) 수 있도록 뇌에 저장하는 방법 중 상당수는 우리가 잘못 알고 있는 경우가 많다. ... 중요한 원칙 중 하나는, 기억을 저장하는 것과 불러오는 것은 서로 다른 과정이며, 이를 위해서는 각각 다른 절차와 조건이 필요하다는 점이다. (p. 178)

 

중요한 점은, 인출연습이 단순히 다시 읽기(rereading)나 복습하기(reviewing)보다 신경망을 더 강력하게 활성화한다는 것이다. 노트를 다시 읽거나 교사가 이전에 배운 내용을 상기시켜 주는 것은, 집중연습이나 블록연습처럼 ‘알고 있다는 착각’을 불러일으킬 뿐 실제 기억에 오래 남는 학습이 아니다(Brown et al., 2014). (p. 190)

 

평균적으로 교사는 수업 중 약 70~80%의 시간을 말하는 데 사용한다(Hattie, 2012). 하지만 교사가 말을 적게 할수록 학생은 더 많이 배우고, 교사는 학생이 무엇을 생각하고 배우는지에 대해 더 많이 알 수 있다. 수업을 5~10분 단위로 나누어 학생들이 정보를 처리하고 상호작용하며 생각을 나누도록 하면 이 균형을 회복하는 데 도움이 된다. (p. 201)

 

무언가를 깊이 배우려면, 이해되지 않을 때 멈추고 분석할 수 있도록 안내하는 내면의 목소리가 필요하다. 학습 내용을 개인적인 경험과 연결해 주는 목소리가 필요하며, 학습을 요약하고 다른 상황에 적용할 수 있는 원칙을 도출하는 지속적인 내적 대화가 필요하다. 반대로, 메타인지적 사고를 하지 않으면 학습이 단편적이고 비연속적인 정보들로 남아, 의미와 유용성이 떨어져 금방 기억에서 사라지게 될 가능성이 크다. (p. 235)

 

비판적 사고 접근법에 대한 메타 분석(Bangert-Drowns & Bankert, 1990)에 따르면, 비판적 사고는 저절로 발달하지 않는다. 학생들에게 문학, 과학, 역사 또는 논리적 증명을 단순히 접하게 하는 것만으로는 비판적 사고 능력을 크게 향상시킬 수 없다. 실제로 비판적으로 사고하는 방법을 가르치고 이를 연습할 기회를 제공해야 한다. (p. 246)

 

인간의 뇌가 지닌 아름다움은 바로 이 점에 있다. 특히 우리가 무언가를 배우기로 마음먹었을 때, 뇌는 놀라운 학습 기계가 된다. 사실, 이 책의 핵심이 바로 그 점이다. 여기서 설명된 학습 모형은 뇌가 본래 학습하는 방식을 따르고 그것을 활용하려고 시도한다. 스스로 동기 부여된 학습 탐구를 통해 이루어지는 학습, 호기심을 추구하고, 개인적으로 의미 있고, 관련성 있는 스킬을 배우면서 몰입하여 시간 가는 줄 모르는 흐름 속에 빠져드는 그런 학습 말이다. (p.272)