교육을 바꾸는 사람들 대표 이 찬 승

http://21erick.org

경인교대 뇌친화적교수학습원리40과 학습부진의 이해 연수(2014-8-05)

뇌기반 교수학습원리 40과학습부진의 이해

강의 소개

주요내용

21세기 아동 청소년의 뇌 이해

뇌기반 교수학습의 정의

뇌기반 교수학습원리 40-뇌는 어떻게 작동하는가?

-학습은 어떻게 일어나는가?

-효과적인 교수학습 전략은?

학습부진학생의 특징

1. 무기력하고의욕이없다

• 수업에 대한 흥미가 없고 자신감이 부족

• 학습에 거부감이나 두려움이 심함

• 생각하는 것을 싫어함

• 매사에 의욕상실, 수업태도 불량, 왕짜증

• 말수도 적고 속마음을 잘 표현하지 않음

• 공부 자체를 싫어하고, 무슨 핑계를 대든지 안 하려고 함

2. 자신감과자존감이매우낮다

3. 산만하고주의력/집중력이매우부족하다

• 수업을 10-20여분이상 지속하려 않으려 함

학습부진학생의 특징

4. 제멋대로만하려고한다

•누가 시키는 것을 너무 싫어함. •수업 시간에도 개별행동 하고, 빨리 고치지 않음. •다루기 어려움(약속시간 대답해놓고 자기 맘대로 함) •아직 예의가 갖추어지지 않아 바른 행동이 나오지 않음. 성격이 폭력적 경향이 보여 화가 나면 통제가 힘듦.5. 이해력이매우부족하다6. 기억력이매우약하다

새로운 것을 배우고 문제도 풀고 다 이해한 듯해도 그다음 시간에 아주 까맣게 잊어버림

7. 학습부진을노력부족보다능력부족으로돌린다.

• [학생]과제가 너무 어렵다 -> [교사]“시도도 않으려 한다” ->[학생]나는 바보인가 봐. -> 학습과제의 지속적 거부

• 실패와 성공은 능력보다 노력의 문제란 인식변화 훈련과 학습전략을 훈련했을 때 읽기에서 50% 성적향상!

8. 70% 정도가학습된무기력에빠져있다

노력해도 소용이 없으니 노력할 필요가 없다고 생각한다.

9. 계획, 모니터링, 수정등의자기조절능력이부족하다.

10. 학습전략을잘모르며, 알고있더라도통합적으로활용하는방법을모른다.

예: 읽기 속도의 조절; 선택적 집중; 재 집중; 중요한 것 다시 읽기

11. 알고있는공부전략도효과적으로사용할줄모른다.

능력보다노력/전략의중요성을강조하기

1. 노력과전략사용을강조하는피드백을준다. • 노력: “스펠링 추가 연습의 덕을 많이 봤구나. 너의 스펠링 시험 점수가 96점이란

다.” • 전략: “너 나누기 문제를 순서를 잘 지켜 풀어서 다 맞았구나!”

2. 학습자가과제를제대로수행하지못한경우, 그실패를노력/전략과연결시킨다. • 노력: “너 철자시험이 52점이더라. 선생님이 보니까 너 이번 주는 단어 시험만큼

연습을 덜한 것 같더라. 시간을 내어 좀 더 연습을 하면 좋은 성적이 나올 거야!” • 전략: “너, 문제 푼 것 보니까 묶기(grouping)를 잘못해서 6문제 틀렸더라. 다음

번에는 묶기 전략을 잘 써봐. 다시 해보지 않겠니?”

3. 열심히노력한다는것이무엇을의미하는것인지가르쳐준다.

4. 노력이어떻게결과에영향을주는지보여준다.

5. 학습자에게전략을알려준다.

6. 똑똑하게되는것은공부기술과전략을얼마나잘갖추고있느냐에달렸음을강조한다.

7. 성적의오름과내림의원인은자신의내부에있음을강조한다. 성적이올랐다면노력및바른전략을사용하였기때문이라고생각하게한다.

학습부진 – 해결전략은 무엇인가?

학습부진해결의핵심

Moral Purpose +

EACH + SHARE +

ISP

1. 학습자가 배우고 싶어하는 실제적 욕구(real learning needs)에서 출발한다.

2. 인지부하를 최소화하는 수업을 한다.

3. 지도내용, 지도방법, 지도속도, 배운 것의 표현/평가 방법의 개별화와 학습자의 통제와 선택의 강화로 출발한다.

4. 뇌의 학습능력을 키우고, 학습부진의 원인은 능력보다 노력이란 인식을 심어주고, 상위인지능력을 가르친다.

감성과사회성발달문제Emotional and Social Challengers

급성/만성스트레스요인들Acute/Chronic Stressors

인지기능의저하Cognitive Lags

건강과안전문제Health and Safety Issues

능력키우기(주의력, 작업기억등)Skill-Building

희망/성장을위한마음갖추기Hope & Growth Mindset

과제제시방식의변경과조정Accommodations

교사-학생관계성증진Relationships

다양한참여프로그램Enriched Engagement

문제가무엇인가?

빈곤이행동/학업수

행에미치는 4가지

영향

해법은무엇인

가?

변화를만들기위한

5가지성공열쇠

제시

• 배울 내용을 듣기자료 형태로 제공

• 큰 활자체 사용

• 페이지/줄 당 정보의 수 줄임

• 글 읽어 주는 사람의 배정

• 구두언어로 지도

21세기아동 청소년의 뇌 이해

10

청소년 학습자의 이해

컴퓨터, 비디오, 영상물에대한과다노출로인한뇌의변화

빠른처리나검색

몰입과집중의어려움

감성, 사회성발달저해

공감능력부족

11

표준적아동들(건강한뇌를가진품행이좋은아동)

예외적아동들(영재, 특별교육수요자, 빈곤가정자녀, 뇌건강불량자) =

10%

10%

10%

표준적아동들(건강한뇌를가진품행이좋은아동)

예외적아동들(영재, 특별교육수요자, 빈곤가정자녀, 뇌건강불량자) =

90%

낡은패러다임 vs. 새로운패러다임

변연계와 전두엽의 발달

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 (세)

발달

(%)

위그림은연령에따른뇌의변연계와전두엽의발달을보여준다. 전두엽(이성의뇌)은변연계(감정의뇌)보다완전히발달하는데 10~12년더걸리기때문에많은청소년들이

위험한상황에잘말려든다.

100

80

60

40

20

0

변연계전두엽

출처: 공부하는 우리 아이들 머릿속의 비밀(교육을 바꾸는 책, 2013)

전두엽

전두엽

편도체

편도체

사고의뇌(Thinking Brain)

뇌 안의 CEO(집행기능) 전전두엽(Prefrontal lobe)아직 덜 성숙함

미리 계획을 세우고 결과를 예측하는 기능이 완전하지 않음

감정의뇌(Feeling Brain)

변연계(Limbic system) 발달은 최고조 감정에 따라 행동하며, 충동 조절에 어려움을 겪을

수 있음

생존의뇌(Survival Brain)

스트레스를 받으면 재빨리 생존 모드로 돌입! 인지적으로 사고하는 능력을 방해, 살기 위해 방어적

으로 반응하는 뇌간(Brain stem) 활성

청소년의뇌이해

뇌기반 교수학습의 정의

[정의]

교육 신경과학, 인지심리학, 교육학 등 과학적 연구에서 나온 뇌의 (학 )원리를 (상 )과 (목 )에맞게 교육에 (적 )하는것이다.

뇌기반교수학습이란?

학습의뇌과학적이해

뇌운전하기(Driving Your Brains)

핵심원리핵심발견내용 (for 학

생)

핵심발견내용 (for 교

사)관련 BBE원리

학습의

핵심원리

1

학생은 세상사에 대한

선입관념(先入觀念)이

나 선험지식을 가진

상태로 수업에 임한다.

학생이 이미 가지고

있는 선험지식을 이끌

어 내 파악하고 이를

감안해 수업지도내용

과 방법을 조정한다.

<원리17> 학습은 과

거의 선험지식, 경험

을 바탕으로 학습자에

의해 재구성되는 과정

이다.

학습의

핵심원리

2

학생은 개념적 틀의

맥락 속에서 사용 가

능한 기초지식을 충실

히 갖추고 사실을 이

해할수있어야 한다.

교사는 단원에서 가르

칠 내용은 물론 그 내

용의 개념적 틀까지

이해할 수 있어야 한

다.

<원리14> 학습은 학

습자가 정보를 처리하

는 3단계, <입력-처리

-산출>에 관련된 능

력인 ‘인지적 자산’만

큼 배울 수 있다.

학습의

핵심원리

3

학생은 자신의 학습의

진전 상황을 스스로

모니터링 하면서 자신

의 학습을 조절하는

방법을배워야 한다.

교사는 학생에게 자신

의 생각에 대해 생각

하는 상위인지능력을

가르친다.

<원리 38> 20-50분

수업 단위마다 상위인

지전략 활용활동과 배

운 내용 되돌아보기가

효과적이다.

뇌친화적교수학습원리의적용

뇌기반 교수학습 원리40

뇌친화적 교수학습원리 40 도출의 배경

신경과학

교수원리와방법

(인지)심리학

교육신경과학

Source: Interpretation of Tokuhama-Espinosa’s transdisciplinary fieldby Nakagawa, (2008), redrawn by Bramwell 2010.

마음-뇌-교육융합과학(MBE Science)은초(超) 학과성(transdisciplinarity)성격을 띤새로운 융학과학이며. 새로운 뇌기반교수학습 원리다.

뇌과학을 교육에 어떻게 적용할까?

인지심리학

• 실험실환경• 연구설계• 뇌의기능및원리파

악

신경과학

• 교실환경• 우연적상황• 개별학생의학습원

리파악

교육학

뇌는 어떻게 작동하는가?How the Brain Works

뇌의 작동 원리 - 뇌 친화적 수업 3가지 요소

Caine & Caine (1994)

편안하고의욕이넘치는

상태

Relaxed Alertness

학습경험에대한몰입

OrchestratedImmersion

활발한정보처리

Active Processing

학습

BBE: Brain-Based Education

뇌의 작동원리

<원리1> 뇌는경험과학습에의해일생동안지속적으로변한다.

• 신경가소성(neuro-plasticity) – 반복적 운동 등과 같이새로운 자극과 활동이 주어지면, 근육이 강화되듯이 뇌의 신경회로망도 강화된다. 학습의 종류에 따라 뇌는그에 맞는 특정 구조적 변화를 겪는다. “Neuroplasticity is simply the ability of the brain to change as a result of daily learning(Sousa, 2006).”

• 신경세포의생성(neuro-genesis) – 해마, 소뇌 등에서는 새로운 신경세포가 생성되며, 운동, 영양, 스트레스감소 등에 의해 자란다. 학습 = 수상돌기의 성장!

지능에 대한 새로운 인식 필요!

• 특정 과제에 대한 현재의 수행능력은각자의 고유한 뇌가 지금까지경험하고습득한 인지적 자산(cognitive assets)을 반영한 것일 뿐이지, 그 과제의 수행능력에 대한 절대적가능성을말하는것이아니다!

• “더열심히배우면, 더많이알게되고,

머리가더좋게변한다!”

• 학습에 대한 민감기(sensitive periods)는 있어도, 결정적 시기(critical periods)는 없다!

• 뇌는 연결이 일어날 때 변하므로 교사는 연결을 중시하는 수업을 한다.

“지능은고정되어있지않고향상된다!”

질문

Q1. 지능은 고정된 것인가 아닌가?

Q2. 지능이 낮다는 것은 무엇을 의미하는가?

Q3. 경험에 의해 뇌가 변한다는 것은 교사에게 무엇을 의미하는가?

Q4. 모든 아동의 뇌가 다르다는 것은 교사에게 무엇을 의미하는가?

<원리2> 모든아동의뇌는각기다르다.

• 모든 사람들은 98% 이상 동일한 유전자를 가지고 있지만 유전과 환경의 상호작용으로 발생하는 유전자 발현(gene expression: 유전자를 활성화하는 과정)의 정도나 내용에 따라서로 다른 생각과 성격을 갖게 된다. 스트레스, 영양, 운동, 학습, 사회화 등의 환경적 요인이 유전자 발현에 영향을 미친다.

• 모든 학습은 학습의 맥락에 따라 매 순간 다르게 일어난다. 똑같이 가르쳐도 각자 다 다르게 배운다!

• 교사 중심의 교실 수업 방식은 학생 중심으로 전환되어야 한다.

• 교사가 잘 가르친다는 것은, 학습자의 과거 경험을 정확히 파악한 후 이에 따라 지도와 평가를 개별화하는 것이다.

뇌의 작동원리

공정한 학습기회 – 보편적학습설계(UDL)

UDL(Universal Design for Learning)이란무엇인가?

정의1: 모든개별학습자에게동등한학습기회를제공하기위한교육과정개발원칙(cast.org)

정의2: 학습과학을근거로한 3가지원칙을중심으로이루어진수업지도를위한틀(Karen R. Harris 외, 2012)

UDL은 모든 개별 학습자에게 가장 적합한학습 목표(goals), 학습방법(methods), 학습자료(materials), 평가(assessments)를개발하기 위한 청사진이다. 이는 한 가지획일적인 방법 대신 개인의 욕구에 대해유연하고 맞춤식 접근을 하는 것이 특징이다.

<원리3> 뇌는 <감각등록, 단기기억(작업기억), 장기기억> 이긴밀하게서로협력하여정보를처리한다[정보처리이론].

작업 기억의 구조

감각입력

작업기억

정보처리작업기억

중앙집행기

장기기억

집행기능

단기(작업)기억

언어정보

시각정보

음운고리

시공간스케치판

(Francis Bailey 외, 2014)

뇌의 작동원리 - 기억시스템

기억을위해적어도 3가지의시스템이존재한다.

• 감각기억 - 정보를 매우 짧은 시간 동안 저장하는 기억으로서, 감각 정보가 인지 체계에 처음 등록되는 곳이라는 의미에서 감각 등록기라고도 한다.

• 단기기억[작업기억] -외부의 정보(=자극이니 경험)를 수초 동안만 의식 속에 유지해 두는 순간적인 메모지 역할을 한다. 주의를 기울이는 것만 단기기억으로 들어올 수 있고 계속 주의를기울여야 유지된다. 작업기억에 유지시킬 수 있는 정보의 양, 머물 수 있는 시간에는 한계가 있다. 그래서 작업기억의 용량이작은 사람은 학습에 심각한 어려움을 느끼게 된다.

• 장기기억 - 작업기억을 통한 많은 양의 정보가 아주 오랫동안저장된 형태의 기억이다. 작업기억 속의 정보는 반복 시연(試演, rehearsal) 등을 통해 장기기억으로 전환된다. 지식은 스키마(schema)의 형태로 장기기억에 저장된다.

시연(試演, rehearsal)

감각기관에 들어오는 정보(=자극)에 대한기억과 회상을 촉진하기 위해 그 정보를 을반복적으로 되뇌는 기억 전략의 하나이다. 시연 전략을 통해 학습자는 단기 기억에 있는 정보를 장기기억에 저장한다. 일반적으로 정보가 단기기억에서 더 많이 시연될수록 장기기억에 저장되기 쉬워진다. 단순히 그 정보를 마음속에서 그대로 반복하여 잊혀지는 것을 방지하는 시연을 유지시연(maintenance rehearsal) 혹은 단순반복시연(rote rehearsal)이라 하고, 기억하고자 하는 정보를 몇 차례의 재처리 과정을거치면서 장기기억 속의 기존의 관련 정보와 연관시키는 것을 정교화시연(elaborative rehearsal)이라고 한다.

Q. 시간이 부족하면 어떤 시연 방법을 택하게 되는가?

작업기억

작업기억의중요성

• 작업기억은 정보를 처리할 때 주의를 어떻게 할당(배분)할지관여한다.

• 작업기억용량은 대단히 제한적이기 때문에 다양한 감각을 이용하여 정보를 처리하면 용량의 제약을 다소 완화할 수 있다. 정보의 일부는 시각정보의 형태로 나머지는 언어적 정보로 제시하면 둘 중 하나의 정보만 제시할 때보다 더 많은 양의 정보를 처리할 수 있다.

• 작업기억은 정보의 유지뿐만 아니라 현재 정보를 선행 정보와통합하는 기능을 가지고 있다.

• 정교화 시연을 할 시간이 부족하면 단순암기에 의존함으로써응용력을 키울 수 없다.

Q. 작업기억의용량과수업은어떤관련성을갖는가?

<원리4> 기억방식에는최소한두가지유형이있다: 하나는주입해서저장하는방식이고, 다른하나는하나의사건을영화장면처럼의미있는경험으로자동으로저장하는방식이다.

장기기억에는 의식적으로 서술할 수 있는 서술기억과 의식적으로 서술할 할 수 없는 절차기억인 비서술기억이 있다.

• 의미 기억(Semantic Memory) - 추상적, 보편적 사실

• 일화 기억(Episodic Memory) – 영화의 한 장면 같은 개인적 사건

• 절차 기억(Procedural Memory) - 기술, 방법

• 감정 기억(Emotional Memory) - 강한 감정적 사건

절차기억만들기

• 이따금“동작 기억(motor memory)” 또는 “근육기억(muscle memory)”등으로도 불린다.

• 쓰기, 그리기 등을 함으로써 습득하게 된다.• 기술은 반복된 연습을 필요로 하지만, 마침내 자

동화된다. • 테스트는 참 평가(authentic assessments)를 통

해 할 수 있다.

일화기억만들기

• 일화기억은 일회성 사건으로 만들어지며, 기억을 위해 기록한다: 기사, 일기 등

• 그림을 그리거나 이야기를 나눔으로써 사건을 다시 체험한다.

• 기억에 남기 쉽도록 교사가 교실 앞 쪽이 아닌 다른 식으로 등장을 달리 해본다.

• 학생들에게 (단 몇 분만이라도) 좌석을 바꾸도록 한다.

일화기억을 의미기억으로 전환하기

일화기억

다중감각자신특정시간특정장소

의미기억

일반화된지식부호화없음:

• 자신• 시간• 장소

언어로재부호화

(Francis Bailey, 2014)

경험학습의 주기(cycle)

학습자경험

경험의묘사

경험의분석

지식의

통합과적용

(Francis Bailey 외, 2014)

<원리5> 장기기억은 <부호화-응고화-저장-인출>의 4요소로이루어진다.• 부호화(encoding) – 기억에 입력하는 과정. 지각한 것(빛깔, 모양,

소리, 냄새, 맛, 촉감)을 전기화학적 신호로 변환해서 심상(mental representation; mental imagery) 즉 마음속에 이미지화 하는 것

• 응고화(consolidation) – 새롭게 형성된 기억의 흔적을 안정시키는 과정으로서, 부호화와 저장의 일부이기도 하다. 응고화의 차원에는 세포 수준에서의 응고화(시냅스 간에 일어남)와 시스템 수준에서의 응고화(해마에서 일어남)가 있다.

• 저장(storage) – 부호화된 정보를 장기적으로 등록하는 과정이다. 저장을 하기 위해 위계(hierarchy)나 도식(schema), 망(network)의 방식을 사용한다.

• 인출/검색/회상(retrieval) - 장기기억에서 정보를 찾아 다시 불러오는 과정이다.

기억은부호화(encoding)의질과, 부호화에들이는시간에좌우된다.

• 더 깊이 있는 학습, 심화된 학습을 하면 더 많이 기억된다.예: 듣기 -> 쓰기 -> 그리기/구성하기

뇌의작동원리 – 부호화의깊이와기억률

정교부호화새로운 정보를 이미 머리 속에 있는 지식과 연결지어 기억으로 변

환시키는 과정이다.

예: 83261220이라는 숫자의 부호화그냥 암기하려면 어렵겠지만, ‘8번째 말이 9번째 경주에서 2등을 할 가능성이 6대1이라는 것에 220달러를 걸겠다’라고 의미를 부여하면 암기하기 훨씬 수월해진다.

시각적심상부호화새로운 정보를 심성 그림(mental pictures)로 바꾸어 저장하는 것을말한다. 가령, 달걀, 간장, 두부를 사러 마트에 간다고 하자.

구입해야 할 품목들을 기억하려고 할 때, ‘간장으로 채워져 있는 방, 천장에서 전구 역할을 하기 위해 매달려있는 달걀, 그리고 매트리스대신 두부가 올라가 있는 침대’를 상상해보자.

뇌의작동원리 – 부호화

조직적부호화

일련의 항목들 사이의 관계를 인지하는 것과 관련된 범주화의 한 형태영어 단어장들을 보면 종종 '동물', '음식', '직업' 등의 카테고리를 나누어 단어를 정리한 것들이 있다. 이것은 조직적 부호화와 관련된 단어암기방법이다.

예: <소, 테이블, 사과, 소파, 체리, 사자, 말, 컴퓨터, 복숭아>라는 단어를 외워보자.아마 쉽게 외워지지 않을 것이다. 그렇다면 <동물, 물건, 과일>로 범주를 나누어 외워보라.• 동물 - 소, 사자, 말• 물건 - 테이블, 소파, 컴퓨터• 과일 - 사과, 체리, 복숭아아마 더 쉽게 단어를 외울 수 있었을 것이다.

의미적으로 관련이 깊을 수록더 가까지 저장된다.

뇌의작동원리 – 부호화

http://karlaflynn.pbworks.com/w/page/72399368/4th%20Grade

여러단계의조작이필요한나눗셈의절차기억

응고화(consolidation)

1. 시냅스(synaps) 차원의응고

몇 분 ~ 몇 시간에 걸침

해마 의존 기억

2. 시스템차원의응고

몇 주 ~ 몇 년에 걸침

해마로부터 독립된 기억

3. 재응고(reconsolidation)

기억 경로의 재활성화

뇌의 작동원리 - 응고화

인출(引出, retrieval)

인출은 부호화에 커다란 영향을 받는다. 따라서 효과적으로 부호화되지 않으면 효과적으로 인출될 수 없다. 인출의 성공과 실패는 존재여부(availability)와접근성(accessibility)으로 설명된다. 즉, 저장된 정보는 장기기억의 어딘가에는 분명 존재하고 있지만 그정보를 인출할 수 있느냐 하는 것은 정보에 어느 정도 접근할 수 있는가에 달려 있다. 기억이 날 듯 말듯 혀끝에 뱅뱅 도는 설단현상(tip-of-the-tongue)은 장기기억에 존재하는 특정한 정보에 대해 정확하게 접근할 수 없기 때문에 발생하게 된다.(교육심리학용어사전)

뇌의작동원리 – 인출/불러오기

뇌의 작동원리 – 정보처리 우선순위

<원리6> 뇌의정보처리에는우선순위가있다.

뇌는 생존을 위해 다음과 같은 순서로 정보를 처리한다.

1. 생존관련 정보(data affecting survival)

2. 정서정보(emotional data)

3. 새로운 학습 정보(data for new learning)

3차: 새로학습된정보(성찰적 - 전두엽, frontal lobe)

2차: 감정정보(반사적 - 변연계, limbic area)

1차: 생존정보

(반사적 - 뇌간, brainstem)

생존과 감정에 대한 강력한 자극이주어질 때, 새로학습된 정보는 처리 우선순위에서나중으로 밀린다.

<원리7> 뇌의기억회로는반복사용에의해강화되고, 사용하지않으면끊어진다.

뇌는 꾸준히 성장해서 연결을 늘리기만 하는 게 아니다. 학습 자극을받으면 성장하고, 자극이 없으면 제거된다.

• 필요한 부위의 신경 연결이 더욱단단해지면 전달 속도가 높아져, 학습 효율이 좋아진다[수초화].

• 사용되지 않는 부위의 신경 연결은 제거하여 불필요한 에너지 사용을 줄인다.

뇌의 작동원리 – Use It or Lose It

축삭돌기(axon/nerve fiber 軸索突起)

• 신경세포인 뉴런을 구성하는 한 부분. 다른 뉴런에 신호를 전하는 기능을가지고 있으며 그 기능을 위해 길게 뻗어 있는 섬유 같은 모양의, 액체로채워진 관이다.

• 축삭돌기는 일반적으로 뉴런에서 뻗어 있는 돌기 가운데 가장 길며 하나의 뉴런에 한 개만이 존재한다. 다른 짧은 돌기는 신호를 받는 역할을 하는 돌기로 가지돌기/수상돌기(樹狀突起: dendrite)라고 한다.

• 축삭돌기는 신호를 보내는 역할을 맡고 있으며, 끝부분은 많은 가지로 갈라져 있고 다른 뉴런의 수상돌기에 접근하여 시냅스(synapse) 구조를 이룬다.

• 사람의 축삭돌기는 1mm 정도 되는 길이에서부터 시작해서, 척수에 존재하는 축삭돌기는 수 십 cm 단위의 길이가 되는 것도 있다.

미엘린(myelin)

• 주로 뉴런의 축삭(axon) 주위를 둘러싸는 절연체로 하나의 층으로 이루어진 구조를 말한다. 미엘린은 축삭을 전기적으로 절연하는 원형질막의한 형태며, 바깥으로 돌출되어 있는 교세포다. 자극을 통해 전달되는 활성전위가 뉴런을 통해 흩어지지 않고 제대로 이동되도록 보호한다.

• 학습을 반복적으로 하면 할수록 축삭에 대한 미엘린 코팅을 더 두터워지며그 결과, 정보전달 속도는 더 빨라진다. 수초화(myelination)는 특정 연결을 보호하는 것이기 때문에 이는 뇌에게 가지치기를 하지 말라는 신호다.

• 연습을 많이 하면 할수록 수초화가 강화되며, 정보의 이동속도가 빨라져학습 효율이 높아진다. 기억이 사라지면 있던 축삭이 소멸된다.

<원리8> 뇌는부분과전체를동시에인식하고처리한다.

뇌의 작동원리

• 뇌는 외부로부터 들어오는 수많은 정보에서 의미를 추출하기 위해서 전체적인것과 부분적인 것에 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.

수업을 시작할 때 “이번시간에는단원의다음 2

가지목표에집중한다.

“수업이끝났을때여러분들은 ...에대해이해하고; ...에대해할수있어야한다” 라고 말한다.

뇌의 작동원리 - 좌우뇌의 협력

교육적 함의좌뇌 우위의 학습자에게는 우뇌 개발 활동(예:자유롭게 그리기, 색칠하기)을, 우뇌 우위의 학생에게는 좌뇌 개발활동 (예:들은 대로 정확하게 반복하기) 을 하게 한다.

어휘점화효과(lexical priming effect) (심리학용어사전, 2014. 4, 한국심리학회)

어휘점화효과란?

• 먼저 제시된단어가 나중에제시된 단어의처리에 영향을주는 효과

• 한 단어의 활성화는 네트워크를 통해 다른 단어로 전파된다.

시사점

• 학습자는 부분과 연결된 ‘전체에 관한 감을 잡을 수있는 경험을 제공할 때’ 효과적으로 학습한다.

• 전체에 대한 감과 전체와 부분간의 연결에 대한 이해 없이는 의미의 이해도 일어나지 않는다.

• 교사는 부분 간의 관계를 연결해서 숲에 해당되는부분까지 이해할 수 있도록 학습자를 도와야 한다.

• 큰 그림 없이 단편적 지식만 제시하는 지도와 구체적인 내용 없이 큰 그림만 제시하는 지도는 지양되어야 한다.

<원리9> 작업기억의용량과주의집중시간(attention span)

에는한계가있다.

• 정보처리이론에 의하면 작업기억

은 어른의 경우, 일시적으로 동시에 유지할 수 있는 정보의 개수가7±2개(최신연구: 4~5개)다. 이런 정보 중 장기기억으로 저장되지않는 것은 20~30분 정도 유지될 뿐이다.

• 학습자가 주의를 집중시킬 수 있는 기간은 대개 나이x1분이다.

• 외부서들어오는입력정보를유지하기위해서는이를즉시선험지식과연결하여장기기억으로옮기든가, 정보사용이끝날때까지반복시연을하는것, 두가지방법이있다.

• 뇌는 생물학적으로 (주의력을 많이 필요로 하는) 2가지 이상의외부 정보를 동시에 처리하지 못한다(Medina, 2008).

뇌의 작동원리 – 작업기억 용량의 한계

뇌의작동원리 - 작업기억(working memory)의중요성

출처: How the Brain Learns Mathematics, David Sousa, 2008 p52

작업기억

IQ

습관

3Rs

작업기억용량 향상

"5주동안하루에 15분간기억훈련을한결과,

작업기억이상당히향상되었다.

향상된작업기억양의 90% 이상이

3개월후에도그대로유지되었다."

출처: Training and transfer effects of executive functions in preschool children. Developmental science. 12(1) 106-113 (Thorell et al.)

작업 기억력 한계를 극복하는 방법

1. "잠깐멈춤" 기법. 내용을받아들이도록몇분간멈춘다.

Use the “pause” technique. Every few minutes, pause to let content sink in.

2. 이해를돕기위해기억단위를짧게, 그다음다시반복Chunk content into smaller chunks to aid understanding, then review.

3. 내용에대한관심을갖도록사전활동실시Prime the learning to create an attentional bias to the content.

4. 도파민, 노르에피네프린이분비되어전두엽을자극시키기위한신체움직임을먼저

Do a fast physical activity 1st to activate frontal lobe uppers like dopamine and

norepinephrine.

<원리10> 뇌는의미탐색의도구며, 의미의탐색은패턴인식을통해서이루어진다.

• 외부세계에 대한 의미 부여를 통해 인간의 뇌는 생존과 진화를 해왔다. 의미를 찾아야 뇌는 안정감을 느낀다.

• 뇌에게는 단편적인 정보보다 의미가 더 중요하다. 그래서 뇌는 정보간의 연결 관계, 상하 관계, 반복성, 규칙성, 미래 예측성, 존재이유 등을 알고 싶어한다.

• 정보가 뇌로 들어오면 이 정보와 유사성이 높아 통합 가능성이 높은 신경회로가활성화된다. 적합한 패턴이 즉시 찾아지지 않으면 뇌는 계속해서 새로운 정보를통합시킬 곳과 방법을 찾는다. 새로운 정보를 저장할 적합한 곳을 찾지 못하면 이런 정보는 버려지거나 쉽게 잊혀질 가능성이 높다. 학습자가 새로운 정보를 이해하지 못한다는 말은 새로운 정보를 아무리 조직화, 범주화 하더라도 이와 연관된선험지식이나 과거경험 패턴을 찾지 못한다는 뜻이다.

뇌의 작동원리 – 의미탐색과 패턴인식

카니자 삼각형(Kanizsa Triangle)

먹구름을(패턴 인식) 보고비가 올 것이라고 예상을하는 것(의미탐색)

패턴화(patterning)

패턴을찾는작업은 정보를 의미있게 조직하고 범주화를 함으로써 의미를 탐색하는 과정이다. 패터닝의핵심은유사성과차이에기초한범주화이다. 패터닝은 뇌 속의 일련의 뉴런들 간의 활성화가 패턴화 되는 것이며, 학습은 새로운 자극이 기존의 패턴을 변화시킴으로써 일어난다.

학습이란 새로운 지식을 먼저 배운 지식과 연결하거나 낱개로 흩어진정보들을 묶어서, 기존에 사용하던 인식 패턴에 새로운 정보를 통합함으로써 패턴을재구조화하는과정이다.

교육이란?

학습자가 정보를 사용하고, 인지하고, 소통하는 데 필요한 인식패턴들을조금씩늘려주는과정이다.

뇌의작동원리 - 패턴화

▶시사점

신정보와구정보의연결; 학습자의선험지식의양과구조파악중요;

교사는기억전달자가아니라기억도우미!

• 의미를 탐색할 수 있는 풍부한 정보와 경험(input!)이 제공될 때뇌가 흥미를 느끼고 이것이 ‘학습 동기’이다.

• 학생에게 예측 가능한 순서의 학습 활동을 제시할 때 학생은 안정감을 느낀다. 같은 순서의 활동을 주기적으로 반복하면서 내용을 새롭게 알차게 한다.

• 학생에게 의미와 재미가 있는 이슈에 학생이 몰입할 수 있도록해야 하며 그것에는 실제 세상에 대한 노출(real-world exposure)이 중요하다. 직업에 관련된 프로젝트 하기, 현장답사, 전문가의 강연 듣기, 다양한 미디어 사용하기 등이 효과적이다.

뇌의 작동원리 – 의미탐색과 패턴인식

학습은 어떻게 일어나는가?How Learning Occurs

<원리11> 학습은패턴을탐색하고(patterning-

seeking) 잦은활용을통한자동화(program-

building)의과정이다.

• 뇌는 혼란스런 상황에서 본능적으로 질서를 찾는다(The brain seeks to make order out of chaos).

• 뇌가 사물, 상황, 관계 등에서 일관되게 나타나는 패턴을 스스로 찾을 수 있는 능력은 상상을초월할 정도로 탁월하다.

• 학습은 뇌가 선험지식을 바탕으로 확률에 의거하여 패턴을 찾아 이해하고, 연결짓고, 패턴을통합하고 이를 활용을 통해 자동화해 가는 과정이다.

뇌의 학습원리 – 패턴 탐색과 자동화

Flat tire

Fixing it

• 스스로 패턴을 발견할 수 있는 다양한 경험과 충분한 시간을 제공하라.

• 뇌가 싫어하는 것: 이미 패턴이 정리되어 있는 정보. 교과서나문제집. (Caulfield & Jennings, 2006)

학습의 2단계

뇌의 학습원리 – 패턴 탐색과 자동화

패턴이란?

수많은정보단서들에서공통성분을찾아하나의패턴으로인식물체, 행동, 절차, 상황, 관계, 시스템

물체

행동 절차물체

시스템 관계 상황

패턴찾기

CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE

CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE CLUE

주전자/ 머리빗강아지/ 고양이

달리기/ 수영하기걷기

옷입기/ 장보러가기운전하기/ 목욕하기

시험치르기/ 생일잔치

포식자-먹이/

원인-결과

가족/ 컴퓨터법/ 정치

프로그램이란?

어떤목적을이루기위한일련의단계혹은행동일단뇌에프로그램이한번저장되면, 추후동일한목적을추구할때자동으로실행된다.

저장되어있는패턴을인식

해결과제(목적)

1. 평가 Evaluation 2. 선택 Selection 3. 이행 Implement

인지기제프로그램

가장적절한패턴을선택 실제적용

<원리12> 학습은뇌세포(neuron)가물리적으로성장한결과다.

• 학습과 기억의 물리적 기반은 신경세포의축색종말(axon terminal)과 다른 신경세포의 수상돌기(dendrite) 사이로 전기적 자극(impulse)이 신경접합부(synaps)의 간극을뛰어넘는 현상.

• 하나의 신경세포에서 다른 신경세포로 전기화학적 신호가 효과적으로 전달될 수 있도록 시냅스 기능의 효율성을 높이는 것.

뇌의 학습원리 – 학습의 생물학적 정의

학습(learning)은 지식과 스킬을 장기기억으로부호화하여 저장한 다음 이를 나중에 필요할 때다시 불러와 사용할 수 있게 되는 것.

새로운 신경세포 생성

외부의자극, 경험, 학습

→ 새로운신경세포생성

학습이일어나면…

→ 신경세포가자라나

→ 다른신경세포와연결되

거나

→ 필요없는신경세포와의

연결을제거한다.

해마에서신경세포생성

신경세포활동증가

학습, 기억, 정서조절

신경전달물질의역할

시냅스에서는 도파민과 같은 신경전달물질이 분비되는데, 이 신경전달물질을 통해 신경정보가다음 뉴런의 가지돌기로 전달된다.

신경전달물질의고갈

뇌에 정보가 쉬지 않고 들어와시냅스에 신경전달물질이 고갈되면, 신호전달 속도가 느려져신경정보가 제대로 전달되지 않는다.

뇌의학습원리 – 시냅스의기능

신경의정보교신을담당하는신경전달물질

http://dmangus.blogspot.kr/2012/06/hebbs-rule-neurons-that-fire-together.html

전기신호가 함께흐른신경세포들은 함께신경회로를만든다Hebb's Rule: Neurons That Fire Together Wire Together

“교사는 신경세포를 흥분시키는 사람”

뇌의학습원리 – Fire Together, Wire Together

뇌의 학습원리 – 수상돌기의 성장

수상돌기성장의 4가지법칙

(Four RULES OF THE Dendritic Growth)

1. 수상돌기는 기존의 것[선험지식]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)!David Sousa, 2006

뇌의 학습원리 - 신경연결이 복잡/정교해진다.

• 풍부한 경험 -> 뉴런이 오밀조

밀, 정보 연결성이 좋아진다.

• 특정 분야에 대한 전문가 지식

(expert knowledge)이 축적되면

, 신경 연결망(Neural network)

이 복잡하고 정교해진다.

학습에의해신경연결이복잡/정교해진다.

<원리13> 학습은기억과주의(=학습에대한동기)를바탕으로이루어진다.

• 기억한다는 것은 내용 그대로를 저장했다가 되불러 오는것이 아니라, 정보로부터 내용을 재구성하는 과정이다.

• 기억력이 부족한 것은 주의력 부족, 배경지식 부족, 기억전략 부족 등과 관련이 깊다.

• 교사는 학습자가 효과적으로 기억하고, 주의를 기울일 수있도록 하는 스킬을 연마해야 한다.

“교사가 학습자의 주의를 끌거나, 학습자가 스스로 의미를 탐색하고 의미를 구성하는 ...이 두 가지 일은동시에 일어날 수 없다(Jensen, 1998)!”

뇌의학습원리 – 기억과주의

뇌의 학습원리 – 인지적 자산

<원리14> 학습은학습자가정보를처리하는 3단계, <입력(input)-처리(processing)-출력(output)>에관련된능력인‘인지적자산(cognitive assets)’만큼배울수있다.

• 정보의 처리는 감각 정보를 수집하는 입력단계(input: gathering sensory information), 사고를 심화시키기 위해 정교히 분류․분석․연결시키는 처리단계(processing: elaborating thought), 실제로 적용해보는 출력단계(output: applying in the world)로 나눌 수 있다.

• 학습부진 원인의 10-15%는 입출력의 문제, 85-90%는 정보처리능력의 문제다.

▷입력단계(input stage)의인지적자산학습자의 호기심; 목표달성 의지; 계획수립; 긍정적 사고; 주도성; 정보 수집 스킬; 혼자서 과제를 수행할 준비 상태; 모둠활동에 적극적 참여; 다양한관점의 사고; 선별적으로 주의를 기울이는 능력; 마감일을 지키는 태도; 과제를 예정대로 끝내기 위해 시간을 할당하는 능력 등

▷처리단계(processing stage)의인지적자산문제의 정확한 정의; 문제의 영향력 평가; 가장 가능성 있는 구체적인 해결책 수립; 계획의 실행에 필요한 자원의 확인; 상황의 평가와 사고의 수정; 배울 내용, 교사, 동료들과의 활발한 상호작용; 인지적 유연성; 단서의 적절한 활용; 분류, 연결, 추론, 가설 수립, 의미도출, 요약; 효과적인 부호화/기억술 선택; 배운 지식의 실제 삶에 활용 이해 등

▷출력단계(output stage)의인지적자산각각의 학습 상황에서 숙고하고 바르게 대응하는 능력; 충분한 분류․분석․연결․계획 후에 자신의 반응을 효과적으로 표현할 수 있는 능력; 상황을 평가하고 사명과 목표의 흔들림 없이 적절한 행동을 할 수 있는 용기; 난관에도 불구하고 오랜 시간 동안 지속적인 노력을 통해 과제를 완수하는 능력; 경험을 통해 새로운 학습을 하고 향후 비슷하거나 상이한 상황에서 어떻게할지를 선택할 수 있는 능력의 습득 등(Donna Wilson외, 2011)

뇌의 학습원리 - 인지적 자산 부족과 영향

주의

Attention

일정시간동안과제에집중하지못할경우, 다른핵심기술이

발휘하지못한다.

작업기억

Working memory

정보를처리하기위해필요한정보들이유지되지않고잊혀진

다면, 학습자체가곤란하다.

처리속도

Processing speed

정보를처리하는속도가느리면, 작업기억에저장된정보는사

용되기전에사라져버린다.

시각정보처리

Visual processing

시각적인정보를조작하거나마음속에그려보는처리능력이

부족하다면, 수학적개념이나용어를이해하기가힘들다.

장기기억

Long-term memory

정보를장기간저장/유지하는능력이부족하다면, 결론(학생들

의대답)이잘못될수있다.

청각정보처리

Auditory processing

필요한소리정보만을조합하고분리하고분석하는능력이부

족하다면, 단어를발음하거나철자를쓰는데어려움을겪는다.

논리/추론

Reasoning and logic

논리/추론능력이부족한경우, 문제해결과개념이해에서어

려움이있다.

이해력

Comprehension

이해가부족하면, 새로운정보의의미를파악하고배우는것이

어렵다.

http://www.processingskills.com/ps/02_step2.htm

75

<원리15> 학습은의식적처리와무의식적처리를동시에수반한다.

• 학습자의 뇌 속에서 일어나는 사고(思考)나 처리의 많은 부분은무의식적으로 일어난다. 이해의 많은 부분은 수업 중에 즉시 일어나지 않고 수시간, 수주 혹은 수개월 후에 일어날 수도 있다.

• 교실에서의 수업활동은 대표적인 의식적 학습이지만, 교사의표정과 목소리 톤으로부터 느끼는 위협의 수준은 학습자가 무의식적으로 인지한다.

• 잠을 자는 동안 서술적 지식이 장기기억으로 연결되어 응고되는 것은 대표적인 무의식적 학습이다.

뇌의 학습원리 – 의식적, 무의식적 동시 처리

기억의 원리 – 저장과 응고화

1. 습득(15분)

뉴런과뉴런사이, 시냅스간연결이처음

형성된다.

2. 세포연결강화

(60분)

해마에서시냅스연결이단단해진다.

3. 웅고화Consolidation

(1-3일)

잠을자는동안학습내용이응고화된다.

장기기억으로연결된다.

4. 연결/통합(3-30일)

관련된정보를지닌다른세포들과 연결/

통합된다.

학습 = 의식적처리+무의식적처리

의식적 처리 = 학습 피라미드의 학습활동

무의식적 처리 = 담금질, 명상, 성찰, 수면

• 교사는 무의식적 처리를 용이하게 해주는 수업을 설계해야 한다. 이를 위해서는 맥락이 있는 수업, 배운 것 다시 되돌아보기, 상위인지능력을 활용하는 활동, 배운 내용에 대해 의미를 심층분석하고 활용하는 활동 등을 적극 도입한다.

• 명상과 성찰은 두뇌 활동을 증가시키며 스트레스 수준을 낮춘다.

• 무의식적 담금질(incubating)을 위해 신체의 이완과 쉬는 짬 갖기; 응고화 시간 갖기; 10/2의 법칙 적용(10분 수업+2분 되돌아보기); 충분한 수면 취하기 등도 학습 효율을 높인다.

뇌의 학습원리 – 의식적, 무의식적 동시 처리

<원리16> 학습은주의를집중하는대상뿐만아니라주변의것까지지각하면서일어난다.

뇌의 학습원리 – 주의와 지각

• 학습에는 “초점에 두는 주의”와 “주변 것에 가는 주의” 둘 다 개입한다.

• 뇌는 다음과 같은 자극에 주의를 기울인다 (Kagan, 2006, 362). -사람-새로운 정보-패터닝을 가능하게 하는 의미 있는

정보-피드백

• 뇌가 주의를 기울이는 것을 학습 동기라 한다!

• 집중력과 더불어 학습 환경이 학습에절대적인 영향을 끼친다.

• 뇌가 싫어하는 것: 무미건조한 교실

다음 5가지행위의공통분모에해당되는단어는무엇?

1. 감지(detection)2. 차단과 선택(filtering and selection)3. 탐색(search)4. 자동적인 처리(automatic processing)5. 집중(concentration)

적용

• 내가 선호하는 수업환경은?• 최적의 학습환경은?

뇌의 학습원리 – 주의와 지각

<원리17> 학습은과거의선험지식, 경험을바탕으로학습자에의해재구성되는과정이다. 학습은백지상태에서일어나지않는다.

• 개인의 경험이 다 다르므로 지식도 다 다르게구성된다.

• 기존의 선험지식이 광범위하면 그만큼 새로운 지식의 연결도 수월해 진다.

http://www.hebisd.edu/news/article.asp?ArticleID=1882

뇌의 학습원리 – 선험지식의 재구성

뇌의 이해/기억/학습

다음의서술은 True 혹은 False 중어느쪽인가?

1. 사람은 정보를 뇌 속게 그대로 기억해 두었다가 필요할때 회상한다.

2. 사람이 보는 것, 기억하는 것은 이미 알고 있는 것에 의해 결정된다.

다음을보고무엇인지확인하시오.

• 모든 학습자는 임의적 형태든 무의식적으로배운 것이든 선험지식을 가지고 있다.

• 선험지식은 실제적이고 물리적인 뇌의 시냅스, 신경세포 그리고 이들의 연결망으로 되어 있다.

• 선험지식은 학습자가 학습할 내용을 정확히그리고 깊이 학습할 수 있는지 또 어떤 방법으로 학습할지를 결정한다.

• 선험지식은 개인마다 다르고 매우 복잡한 형태며 변화에 저항감이 높다.

• 최선의 교수법은 학습자의 선험지식을 이해하고, 존중하며, 새롭게 확장해 가는 것이다.

선험지식이란?

뇌의 학습원리 – 선험지식의 재구성

학습과선험지식

선험지식의유무와구조파악 신정보와구정보의연결

교사는 학습자의 뇌 속에 학습이 일어나가 위해서는 관련 선험지식(prior knowledge)의양과구조를파악하고 신정보와 구정보의통합을 통해 정보의 패턴을 읽을 수 있도록 해야 한다.

배경지식이 없으면 정보의 패턴 분석이 거의 불가능하여 결국 이해에 실패할 가능성이 높다. 그래서 효과적인교수학습을위해서교사는 학습자의 선험지식의 파악, 그리고 신정보와구정보의연결이매우중요하다. 이런 요소들을 고려하지 않은 수업은 ‘밑 빠진 독에 물 붓기’일 뿐이다. 학습은 이렇게 신정보와 구정보의 통합을 통해 일어난다.

뇌의학습원리 – 선험지식의역할

뇌속의사전들

grapheme(자소: 문자체계에서음소를표시하는최소의변별적단위로서의문자혹은문자결합)과 phoneme(음소: 소리의최소단위)의연결은어떻게이루어지는가?

• 철자사전(orthographic lexicon)

시각적정보를영어단어및 grapheme 형태로지각할수있는스펠링에대한사전.

• 음운사전 (phonological lexicon)

인식된 grapheme이어떤 phoneme과대응되는지에대한정보가있는발음에대한사전.

• 의미사전 (semantic lexicon)

지각된 grapheme이나 phoneme이어떤의미와대응되는지에대한정보가있는백과사전과같은사전.

이러한 mental lexicon은그동안의학습과노출을통해형성된다. 뇌는지각된자극에대응되는것이있는지없는지이거대한데이터베이스를순식간에검색한다.

정보처리 사례 - 읽기

<원리18> 가르친다고학습은일어나지않는다. 학습은학습자의능동적정보조작을통해일어난다.

• 학습(learning)을 일으키는 것은 가르치는 행위(teaching)가 아니다. 학습의 학습자가 스스로 수행을 시도할 때 일어난다. 학습은 피드백의 질과 배운 내용을 활용할 기회에 달렸다.

• 학습은 <배운 것을 머리에 떠올려보기, 선험지식과 연결짓기, 배운내용에 대해 옆사람과 생각 나누기, 의미도출하기, 좀더 상세하게 논의하기, 적용하기, 자신의 삶과 관련지워 가치를 부여하기, 핵심내용 요약하기 > 등을 통해 일어난다.

가르친다고학습은일어나지않는다! 학습은학습자에의해일어난다. 가르치는행위는학습이일어날수있는환경을마련하는것일뿐!

“교사가설명을많이할수록,

학생들은수업에서더멀어진다.”

The longer we talk, the more students we lose.

출처: Whole Brain Teaching for Challenging Kids

뇌의 학습원리 – 위협과 안정감

<원리19> 학습은적절한도전과정서적안정감에의해향상되고, 불안, 걱정, 스트레스에의해방해받는다.

편안한 각성상태란?

• 틀릴 때 야단맞고, 창피 당할지 모른다는 두려움; 실패의 두려움; 각종 근심, 걱정이 없다.

• 새로운 배움에 대한 기대로 신나고/들뜬 상태다.

• 정서적으로 몰입이 준비된 상태다.

• 새로운 것에 대해 질문과 탐구, 실험해보고 싶다.

• 어려움과 불확실함 속에서도 나는 비교적 집중할 준비와 가능성에 대해 열린 자세를 갖추고 있다.

• 스트레스는 아동을 바보로 만든다!

Stress makes students stupid!

심리적 안정감 제공하기

• 미소 짓기

• 유머 활용하기

• 일상으로 지켜야 할 규칙/절차 만들기

• 동료애 강화하기 활동에 참여

• 소규모 학습 커뮤니티 만들기

• 높은 단계의 성취를 이루도록 지도하기

• 지지적이고 비위협적인 교실 분위기 만들기

뇌의 학습원리 – 스트레스의 영향

아래상태를어떻게개선할수있는가?

• 틀릴 때 야단맞고, 창피당할지모른다는 두려움; 실패의 두려움; 각종 근심, 걱정;

• 무기력, 자신감 부족; 부정적 자아상

• 배울 내용, 수준, 표현방식 등 많은 것이 강제적이며 학생 스스로결정할 수 있는 것이 부족

• 피드백도 제대로 받지 못한 학습후 그 결과로 성적 산출

• 모든 활동에는 시간제한이 존재

<원리20> 학습에는신체의생리적작용과기능이전반적으로개입한다.

• 신체(body)와 뇌는 분리할 수 없으며, 학습은 신체와 뇌가 함께만든다. 따라서 신체의 발달, 신체를 움직임을 수반하는 활동, 개인적 편안한 분위기, 긍정적 태도 등을 통해 학습능력이 향상된다. 몸과 마음은 분리할 수 없으며 서로 영향을 끼치는 하나의 유기체다. 따라서 학습에는 인지적, 정서적, 신체적 영역이동시에 관련된다.

• 가만히 앉아서 조용히 공부하는 것, 운동 부족, 영양부족, 수면부족은 학습에 집중하는 것을 방해한다.

• 수면은 뉴런이 수상돌기(dendrite)에서 특정 연결의 형성을 도와 단기 기억세포에서 장기 기억세포로 이동하는 것을 촉진시킨다.

• 생리작용을주관하는 “생명의뇌”까지자극하는학습이효과적이다.

뇌의 학습원리 – 생리작용의 개입

뇌는 영양을 필요로 한다

뇌는영양을필요로한다.

• 우리는 뇌에 충분한 영양을 주어야 한다!

• 뇌는 단지 3파운드 정도의 무게로 체중의 약 2% 정도지만, 우리 몸의 물과 에너지의 20%를 소비한다.

• 1천억 개 뉴런에 영양을 주기 위해

많은 에너지를 소모한다.

뇌에 영양을 주는 요소

• 음식(Food)

• 물(Water)

• 산소(Oxygen)

• 환경(The Environment)

• 수면(Sleep)

• 음악(Music)

"Movement is Good 4 the Brain"

움직임은

정신을맑게하고

스트레스줄여주며

전반적인몸상태를좋게한다.

뇌의 학습원리 - 학습과 신체의 움직임

• 아침식사가 인지학습과 문제행동에 어떤 관련이 있을까?

최근 미국에서 초등학교 3~5학년 1,023명 대상으로 아침식사가 학

업성적에 끼치는 영향에 대한 조사를 했다. 아침을 먹었을 경우 표준

화 시험에서 수학, 읽기, 어휘 성적에서 의미 있는 향상이 있었고, 결

석과 지각 그리고 문제행동이 감소한 것으로 나타났다.

• 또 영국에서는 재소자 대상 연구에서 영양이 고른 아침식사를 통해충분한 비타민, 미네랄, 필수지방산을 섭취할 수 있게 했더니 폭력과반사회적 행동이 감소했다는 연구결과가 나왔다(OECD, 2007b).

• 청소년들의 주중 평균 수면시간은 중학생 7.1시간, 일반계 고등학생5.5시간, 특성화계 고등학생 6.3시간이며, 수면시간이 8시간 미만인경우는 각각 74.8%, 97.7%, 89.8%였다. 수면시간이 5시간 미만인학생은 7~8시간 자는 학생보다 흡연, 음주를 하는 비율이 높았고, 스트레스를 많이 받으며 자살생각을 하는 비율도 높게 나타났다.

(질병관리본부, 2012)

뇌의 학습원리 – 생리작용의 개입

<원리21> 학습에는충분한시간이필요하다.

학습에는 왜 시간이 걸릴까?

• 작업기억 용량에 한계가 있고,

• 해마에서 장기기억을 형성하는 데 시간이 걸리며,

• 시냅스가 단단하게 연결되어야 하고,

• 신정보와 연결할 구정보를 찾고 의미를 연결하는 과정에 충분

한 시간이 필요하다.

적용

가령 이것에 20분, 저것에 40분식의 시간 배정은 의미있는 수업이일어나기 어렵게 하며 학습에 흥미를 잃게 하는 최적의 방법이다.

뇌의 학습원리 – 충분한 시간 필요

뇌의 학습원리 - 기억의 과정

1. 정보습득2. 세포연결강

화

3. 기억굳히기4. 연결/통합15분

60분

1-3일

3-30일

뉴런과뉴런사이, 시냅스간연결이처음형성된다.

해마에서시냅스연결이단단해진다.

잠을자는동안학습내용이장기기억으로연결된다.

관련된다른정보와연결/통합한다.

시간

학습은 비율이 중요!

뇌는

1) 내용을이해하고,

2) 의미를발견하고,

3) 다른정보와연결을맺고,

4) 장기기억으로응고화(consolidation)되기위해

" 충분한시간이필요하다."

학습 내용을 가르치는 시간은 50%미만

나머지 시간은 사전 지식을 테스트하고(pre-test), 다른 지식

과 연결하여 정교화하고(elaboration), 간단한 질문을 던져 회

상(recall)하게 하고, 적절한 피드백(feesback)을 주어라.

효과적인 교수학습전략은?Strategies that Work

효과적인 학습전략 – 전뇌의 사용

<원리22> 최적의수업은 3가지뇌(생명의뇌, 감정의뇌, 이성의뇌)의기능을동시에잘활용할때가능하다.

• 전통적인 교육은 이성의 뇌에만 초점을 맞추고 있어 비과학적,

비효율적이다.

• 뇌는 정보 처리를 할 때 <생명의 뇌 -> 감정의 뇌 -> 이성의뇌> 순으로 작동하며, 어떤 외부 정보도 <생명의 뇌 -> 감정의뇌>란 관문을 통과하지 않고는 대뇌피질로 올라갈 수 없다.

신포유류

구포유류

파충류

대뇌피질

변연계 감정

뇌간생명유지

이성

명칭 뇌의부위 기능

생명의 뇌 - 체온, 심장박동, 영양, 수면, 성욕 등 생존에 필요한 가장 기본적인 기능을 담당한다. 신체와 뇌에 산소를 공급하는 것은 생명의 뇌의 가장 기본적인 기능이다.

감정의 뇌 - 감정과 정서를 담당하는 뇌며, 음악과 색깔 등에활발히 반응한다. 감정의 뇌를 구성하는 주요 기관의 하나인 편도체는 정서기억을 저장하고, 회상을 조절할 뿐 아니라 학습된정서 반응에 중요한 역할을 한다. 특히 위협에 대한 반응은 편도체를 통해 뇌의 다른 부분에 전달되어 도전 또는 회피(fight or flight) 반응을 유발한다.

감정이 실린 경험은 더 높은 흥미와 적극적인 참여, 활발한 기억 유지가 일어나도록 한다.정서적 학습이 뇌에서 우선적인 처리과정이 이루어지기 때문이다.

이성의 뇌 - 계획, 논리, 창의 등의 고등사고기능을 담당한다.

효과적인 학습전략 – 전뇌의 사용

감정의뇌(=변연계)의작용원리를거스르지않는다.

• 변연계라는 감정의 뇌는 감정의 평가센터다. 화, 두려움, 기쁨 등과 같은 감정은 감정의 뇌가 주위 환경을 평가한 결과다.

• 변연계는 장기기억에 저장된 정보를 이용해서 주변 상황을 평가하고 그결과 감정의 종류에 따라 어떤 행동에 우선순위를 줄지를 결정한다.

• 학습환경에 대해 학습자가 불안이나 두려움을 가지고 있다면 변연계는수업 내용에 높은 우선순위를 부여하지 않으며 이는 학습을 위해 접속해서 활성화해야 할 회로망을 활성화하지 않게 된다. 불안감, 두려움, 학습자에게 무관하거나 무의미한 내용, 혼란스러움, 화 등의 상황 속에있게 되면 변연계의 판단과 명령에 따라 학습자는 웅크리고 자신을 보호하거나 무관심한 모드로 전환하게 된다.

• 아무리 수업계획은 훌륭하게 잘 짜도 학습자의 감정의 뇌를 긍정적으로개입시키지 못하면 학습은 성공적으로 일어날 수 없다.

• 수업이 시작되는 시점에도 변연계가 여전히 집에서 혹은 거리에서 일어난 기분 나쁜 감정의 처리에 몰두하고 있을지도 모른다. 변연계가 이렇게 자신의 안전을 위해 경계 태세에 있는 상황에서는 학습은 일어나기어렵다. 따라서 안전하고 열린 수업환경의 마련은 학습이 성공적으로일어나기 위한 가장 중요한 필요조건이다.

<원리23> 감정상태는이해(패턴찾기), 기억, 학습, 의사결정에결정적인역할을한다.

• 감정의 뇌와 이성의 뇌의 협력이 중요하다. 감정에 의해 어떤자극에 주의(attention)를 줄 지, 무엇을 학습하고 기억할지 결정된다(Kovalik, 2009; Jensen, 2008). 결국 감정은 학습능력을 향상시키기도 하고 떨어뜨리기도 한다. 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.

효과적인 수업전략 – 학습자의 기분 관리

• 외부 정보의 의미를 탐색할 때 감정의 역할이매우 중요하다. 감정은 모든 생각, 행동, 학습과정의 일부이자 배경이다(Caine et al. 2009).

효과적인수업전략 – 수업에영향을미치는 2경로

교실분위기

긍정적 분위기는 혈액 내 엔도르핀 수치를 높여 행복감을 느끼도록 하며 전두엽을 자극한다.

부정적 분위기는 혈액 내 코티솔을 증가시켜 불안 수준을 높이며전두엽이 “싸움/회피”에 초점맞추게 한다.

학습활동

어떤 교수 활동이 학생들을

학습 내용에 정서적으로

연관시키게 할 수 있을까?

정서(Emotions)

(비명시적기억) (명시적기억)

<원리24> 동기는보상, 낙관주의, 높은기대/관심에의해강화되며, 낮은자존감, 비관주의, 낮은기대/관심에의해저하된다.

관점 전환

• 동기가 없는 아동은 없다. 동기가 없는 것이 아니라 오직 아무 것도 하고싶지 않거나 부모나 교사에게 반항하고, 저항하고, 회피하고 싶은 쪽으로동기가 잔뜩 유발되어 있는 것이다. 이들은 그들은 현재 유발된 동기를 위해 많은 에너지를 쏟고 있다. 공부하는 쪽으로 어떻게 동기를 유발시킬까는 순전히 학교/교사/부모의 몫이다.

출처: Motivating Underachievers Part I by James Lehman, MSW

• 동기부여가 지속되기 위해서는 의미부여(meaning-making)가 이루어져야 한다.

• 학생에 대한 교사의 기대, 그리고 그 기대를 바탕으로 한 피드백은 공부에대한 열정에 지대한 영향을 끼친다(Sternberg 외, 2010).

효과적인 학습전략 – 동기유발의 원리

자아존중감저하 - 부정적피드백

초중고 12년 동안 학생이 받는 부정적 피드백의수: 15,000회(Reasoner, 1989)

유치원 때의 긍정적 자아상 비율: 80% 초등6학년 때의 긍정적 자아상 비율: 12%

효과적인 학습전략 - 동기

자아존중감저하 - 복합요인

학습결손의 발생과 보정기회 놓침 학습을 저해하는 두려움 증가 부정적 자아상 부정적 호칭 갖기 심한 질책 받음 처벌 받음

학습자들에게긍정적기대와믿음을보낼때학습자들의뇌는이에긍정적으로반응한다.

기대효과(The expectation effect) - 자신혹은 타인에 대한 기대의 결과, 인식과 행동이 변하는 현상

• 피그말리온 효과(Pygmalion effect) - 누군가에 대한 사람들의 믿음이나 기대, 예측이 그 대상에게 그대로 실현되는 경향

• 로젠탈효과(Rosenthal effect) - 피그말리온 효과를 교육학에 접목한 것• 플라시보 효과(Placebo Effect) - 약효가 전혀 없는 거짓약을 진짜 약으로 가장,

환자에게 복용토록 했을 때 환자의 병세가 호전되는 효과• 호손효과 [Hawthorne effect] - 실험대상이 된 피험자들은 자신이 실험과정에

참여함을 인식하는데, 이러한 인식이 실험결과에 미치는 효과

효과적인 학습전략 - 기대

동기유발전략

1. 학습과제의의미/가치를이해시킨다

-습득 가치-흥미 가치-사용 가치

2. 학습목표수립을도와준다3. 남과비교하지말고자신의목표와비교하게한다4. 성공경험의축적으로자기유능감을향상시킨다5. 선택권을준다6. 학습의주인이되게한다7. 성공과실패모두자신이책임을지게한다8. 결과보다과정에초점을맞추어칭찬한다9. 기대수준을낮추지말고성공의기회를만들어준다10. 학업성과란갑자기좋아지지않고점차나아지는것임을알게한다

효과적인 학습전략 - 동기유발

<원리25> 모든수업은학습자의상태변경이먼저다.

상태관리 4가지원칙

• 상태를 신속히 읽는다.

• 상태를 정확히 읽는다.

• 현재의 상태에 맞게 반응한다.

• 문제가 일어나지않도록 상태를 사전에 관리한다.

효과적인학습전략 – 마음상태변경

• 욕구불만과 좌절감에빠져있는 아이들은 자신들이 교사에 의해 정당한 관심과 대우를 받고 있지 못하다고 느끼면…

• 감정이 격화되어 화를내거나 주어진 상황에서 회피/도망가거나무관심해진다.

효과적인학습전략 – Fight or Flight

• 교사가 각 상황마다 정상화의 실마리를 적시에 포착하지 못하면 결국 화냄과 무관심을 맞이할 수밖에 없게 된다. 어떻게 하실 것인가요?

수백가지상태

태도와믿음 감각

정서

불안평화로움

희망에참

의심

분노호기심

예측

더없는행복

혼돈만족

갈구

공감

자부심

효과적인학습전략 – 상태변경

효과적인 학습전략 - 상태변경

1단계주의를집중하지못하는학생발견

2단계현재학생의상태를유심히관찰

3단계전략세우기

4단계계획짜기

5단계상태전환유도하기

6단계상태전환과정

7단계학생의상태가전환되는전과정을관찰하기

[예시전략]

신체적 활동을 유도 (스트레칭, 걷기, 그룹 활동)

학생이 직접 선택하도록 유도

☞ 자신의 학습 상태를 스스로 조절하고 있다고 믿게끔 만들어라.

"선생님한테 좋은 생각이 있어. 어떻게 할지 선생님이 몇 가지 제안을 할게. 그 중에서 네가 원하는 것을 선택하는 거야."

출처: Teaching with the Brain in Mind (2th, Jensen), p.103-111

• <원리26> 작업기억의인지적부하(cognitive load)를최소화/적정화하는교수학습이효과적이다.

인지부하 어떤 정보가 학습되기 위해서는 작업기억 용량 내에서 정보가처리되어야 하는데, 작업기억이 처리해 낼 수 있는 정보의 양보다 처리해야 할 정보가 더 많으면 인지과부하가발생한다. 개인별로 정보처리 용량과 속도가 다르므로 인지 과부하를 일으키지 않는 수업설계와 지도가 매우 중요하다.

• 내재적인지부하((intrinsic cognitive load)

학습자료나 과제의 난이도와 복잡성에 의해 결정되는 인지부하

예: 3(5 + 9)=42

• 외생적인지부하(extraneous cognitive load)

학습을 수행하는 과정에서 불필요하게 투입된 인지적 노력. 학습방법, 자료제시방법, 교수전략 등에 의해 개선될 수 있음.

• 본질적인지부하(germane cognitive load)

새로운 지식을 기존의 지식체계에 통합시키려는 정신적인 노력

인지과부하를막기위해교사는어떤일을해야하는가?

효과적인 수업전략 – 인지부하의 관리

인지부하와 작업기억

출처: Cognitive Load Theory by Vinny Nasso, Jessica Strahl

내재적 인지부하 – 요소간 상호작용

출처: Cognitive Load Theory by Vinny Nasso, Jessica Strahl

주의와인지부하의원리

1. “학습자가 한 요소에 주의를 더 많이 기울이면 기울일수록 다른 요소에 기울일 주의의 양은 그만큼 더 줄어든다.”

2. “교사가, 수업이 학습자에게 얼마나 인지부담을 주는지 측정하는 데 숙련되면 될수록, 수업의 성공가능성은더 높아지고, 학습자는 더 많이 배울 수 있게 된다.”

(Francis Bailey 외, 2014)

주의와 인지부하(cognitive load)

인지부하(cognitive load) 낮추기

1. 연습, 연습, 연습

기본적인 어휘, 개념, 공식, 내용 등은 처리에 드는시간과 노력이 “0”이 될 때까지 연습한다. 스키마(schema)의 구축과 자동화가 중요하다.

2. 이해할 수 없는 내용의 회피

• 이해할 수 없고, 의미를 도출할 수 없는 내용이인지부하를 높인다.

• 이해가 일어나도록 하기 위해, 또 작업기억의 인지부담을 줄이기 배경지식을 제공하고, 선험지식과 연결시키는 것이 중요하다.

3. 전체와 부분의 연결을 돕기

낱개 정보는 기억에 부담이 크다. 하지만 이런 부분전체를 아우를 수 있는 큰 개념과 연결시킬 때 더인지부하도 줄이고 기억도 더 잘 할 수 있다.

인지부하를낮추는방법

수업설계 - 개정된 커민스(Cummins) 사분면

A B

C D

고맥락

저맥락

낮은인지부하

높은인지부하

구체적경험을통한

행위

글로쓰인추상적강의

외생적 인지부하의 증감

출처: Cognitive Load Theory by Vinny Nasso, Jessica Strahl

인지부담을줄이는과제제시법

목적과수단의 backward 분석을통한문제해결방식(The

means-ends analysis)

y = x + 6, x = z + 3, and z = 6 일 때 y의값을구하시오.

특정목적을제시하지않는과제제시방식(The goal free effect)

y = x + 6, x = z + 3, and z = 6 일 때 발견할수있는것은?

(find what you can.)

외생적 인지부하의 증감

출처: http://dwb4.unl.edu/Diss/Cooper/UNSW.htm

인지부하를낮추는수업

• 특정 목표를 지정하지않는 방식으로 문제를제시( The goal free effect)

• 문제의 풀이과정을 단계별로 보여주는 예제제시( The worked example effect)

• 비쥬얼 정보와 텍스트정보를 통합적으로 제시하기( The split attention effect)

• 유사한 내용의 동시제시 않기( The redundancy effect)

• 지도 내용을 동일 미디어로 제시 않고 다른유형의 미디어로 제시하기( The modality effect)

출처: http://dwb4.unl.edu/Diss/Cooper/UNSW.htm

비쥬얼정보와텍스트정보를통합적으로제시하기( The split attention effect)

인지부하를 줄이는 자료의 제시

수업할때동일한주제에관해복수의자료를동시에제공할때, 자료를어떤방식으로제시하느냐에따라인지부하가달라진다

☞시간근접성의원칙(temporal contiguity principle)

동일한 의미를 가진 글자와 그림을 연속적으로 제시하기보다는동시에 제시할 때 인지부하가 줄어든다.

☞ 자료양식의원칙(modality principle)

학생들은 자막이 나오는 애니메이션보다 내레이션이 나오는 애니메이션을 볼 때 인지부하가 줄어든다..

Earth

영상

영상

자막

내레이션

+

+

멀티미디어정보제시의원칙

1. 멀티미디어의원칙(multimedia principle) 학습자는 글자로만 배우는 것보다 글자와 그림으로 배울 때 더잘 익힌다. 2. 시간근접성의원칙(temporal contiguity principle) 학습자는 상응하는 글자와 그림이 연속적으로 제시될 때보다 동시에 제시될 때 더 잘 익힌다. 3. 공간근접성의원칙(spatial contiguity principle) 학습자는 상응하는 글자와 그림이 각각 페이지와 스크린에 멀리떨어져 제시될 때보다 서로 가까이 제시될 때 더 잘 익힌다. 4. 통일성의원칙(coherence principle) 학습자는 관계없는 자료가 포함될 때보다 제외될 때 더 잘 익힌다. 5. 자료양식의원칙(modality principle) 학습자들은 애니메이션과 자막의 결합 방식보다는 애니메이션과 내레이션의 결합방식을 통해 더 잘 익힌다.

(Brain Rules, 2009)

인지부하를줄이는수업스킬

• 수업 속도를 늦춘다 .

• 단원의 학습목표를 다시 한 번 복습한다 .

• 속도를 조절하고, 학습자를 일으켜 세워 간단한 신체를 움직이는 활동을하고 옆의 동료와 배운 것에 대해 이야기를 나누게 한다.

• 비주얼과 그래픽 자료를 사용한다.

• 수업할 때 이해하기 쉬운 용어, 표현, 예, 안내성 질문을 사용한다 .

• 끊임없이 배경지식과 연결지으며 수업을 진행하고, 배경지식을 필요할때 다시 언급한다.

• 양식이 다른 자료는 분리하여 제시하지 않고 통합적으로 제시한다.

• 복잡하거나 어려운 과제는 작은 단위로 쪼개서 인지부하를 줄인다.

• 주업 중 수시로 질문을 던져 이해 정도를 확인한다(cf. thumbs up).

• 일상적으로 사용되는 절차, 방법에 익숙하게 한다.

• 학습부진 아동, 한국어 사용이 미숙한 다문화가정의 아동의 경우, 2중고를 고려한 수업을 진행한다.

교사로서 나의 수업 방식은 인지부하 생성의 측면에서 얼마나 학습자 친화적인가? 또 인지부하를 최소화하는 수업을 어떻게 해나갈 것인가?

인지부하 줄이기

인지부하를줄이는수업스킬

• 수업 속도를 늦춘다

• 단원의 학습목표를 다시 한 번 복습한다

• 속도를 조절하고, 학습자를 일으켜 세워 간단한 신체를 움직이는 활동을 하고 옆의 동료와 배운 것에 대해 이야기를 나누게한다

• 비주얼과 그래픽 자료를 사용한다

• 수업할 때 이해하기 쉬운 용어나 표현을 사용한다

• 끊임없이 배경지식과 연결지으며 수업을 진행하고, 배경지식을필요할 때 다시 언급한다.

교사로서나의수업방식은인지부하생성의측면에서얼마나학습자친화적인가? 또인지부하를최소화하는수업은어떻게하나?

효과적인 수업전략 – 20분 단위 모드 변경

<원리27> 학습은 15-20분단위의수업활동마다교수학습방식(mode)을바꿔줄때효과적이다.

• 학습자의 나이와 성숙도에 따라 주의를 지속시킬 수 있는 기간은 10~20분이다.

• 교사는 약 20분 단위로 수업에 변화를 줄 필요가 있다.

-수업 주도자의 변화(예: 학습자 주도 활동)

-공간의 변화(예: 좌석 변화)

-주제나 초점 변화

-수업방식의 변화(예: 수업 되돌아보기; 배운 것에 대한 생각, 감상, 회상, 의견)

• 수업시작은 마음끌기 활동을, 수업중간은 모둠활동(예: 파트너를 찾아 새롭게 배운 것 2가지 말하기)을, 수업 마무리는 배운것 핵심정리로 한다.

뇌의 학습원리 - 주의

"너무지루하지도않고아주재미있지도않은,

일반적인수준의수업을들을때, 학생들은수

업시작후언제부터흥미를잃기시작할까?"

10분

수업은 몇 분 단위로?

출처: Sousa, D. (2009). How the brain learns

공부가 잘 되는 시간 vs. 공부가 안 되는 시간Impact on Block Scheduling

수업은 몇 분 단위로?

출처: Sousa, D. (2009). How the brain learns

몇 개의 짧은 수업으로 나누기Rest Between Block Lesson Segments

새로운 자극으로 주의를 끌어라.

주의를어디에두는가는과거자신의경험에바탕을둔다.

☞익숙한것, 늘일어나는일 VS 새로운것, 깜짝놀랄만한일

☞새로운자극(비일상적이고예측할수없는자극)으로학생들의

주의를끌어라.

☞영화 '죽은시인의사회

(Dead Poets Society)'의한장면

<원리28> 수업의마무리활동으로상위인지활용활동(metacognitive activity)과배운내용되돌아보기(self-reflection)가효과적이다.

상위인지능력 - ‘자신의 인지/사고에 관한지식’ 과 ‘자신의 인지/사고에 관한 조절, 조정’ 의 두 가지 측면을 포함하는 인지능력.

효과적인 수업전략 – 상위인지전략과 되돌아보기

• 전자는 자신의 사고 상태와 내용, 능력에 대해 알고 있는 지식(초인지적 지식)을 말하며, 후자는 문제 해결 과정에 있어계획하고, 적절한 전략을 선택·사용하고, 과정을 점검·통제하고, 결과를 반성·평가하는 사고 능력(초인지적 스킬)을 말한다. (실험심리학용어사전, 2008, 시그마프레스)

• 학습부진을 겪는 학습자들은 상위인지능력을 활용하는 능력이 매우 부족하여, 이를 가르치는 것이 매우 중요하다.

수업시간의 80%만가르쳐라.

나머지시간은새로운학습내용에대해마중물정보를제공하고,

배운내용을되돌아보는시간으로!

상위인지란무엇인가?

• 과제에대해이미알고있는지식을인식하는것

예: [지식 자체를 알고 있음을 인식]노트필기의 몇 가지 서로다른 전략이 있다는 사실을 알고 있다

• 학습과제를정확히알고이과제의해결에필요한지식과기술을정확히인식하는것

예: [지식의 내재화]실제 상황에 알맞게 노트필기를 할 줄 안다.

• 지식을언제, 어떻게, 효과적으로적용할수있는지에대해신속히추론할수있는것

예: [지식의 적용]각각의 노트필기 전략을 언제 적용하는지안다.

상위인지는왜중요한가?

학습자가 학습을 하면서 자신의 사고과정을 잘 모니터링하면 할수록 목표, 행동경향, 주의 등을 더잘 통제할 수 있다. 자기를 더 잘 인식할수록 자기조절을 더 잘 할 수 있게 된다. 학습자가 목표 달성에 얼마나 적극적인 마음이 있는가를 알면, 목표달성을 위해 얼마나 끈기가 있는지 없는지를 알면, 또 그들의 사고나 쓰기의 과제에 얼마나 집중하고 있는지를 알면 그들은 그들의적극성, 행동경향, 주의를 스스로 조절할 수 있다(Marzano외 1988).

학습전략

동기:성공과실패의원인진단자기유능감

모니터하기되새기기와자기평가

상위인지metacognition

상위인지와학습전략

학습자는 자신의 학습전략 적용을 모니터할 필요가 있다. 상위인지를 통해 자신의 학습과정(learning process)을 잘 인식하고 있는 것은, 배우는 내용(course content)을 모니터하는 것만큼 중요하다.

상위인지적용의주요활동은?

• 목표수립(goal setting) • 모니터하기(monitoring) • 자기평가(self-assessing) • 자기조절(self-regulating)

학습에있어서상위인지의구성

상위인지능력을구성하는 4가지지식

1. 학습자자신에관한상위인지지식

자신의 역량; 인식에 관한 자신의 지식을 포함한다. 예: 나는 수학은 잘 하지만 철자는 엉망이다.

나는 기록해 두지 않으면 곧 잊는다.

2. 과제가요구하는사항에대한상위인지지식

과제가 다르면 어떻게 다르게 접근해야 하는지 알고 있다. 예: 주제를 파악할 때와 세부사항을 파악할 때 읽기 전략이 달라야 함을 알고있다.

3. 지식의유형에관한상위인지지식

예: 추상적인 단어가 많이 포함된 글을 읽을 때는 천천히 꼼꼼히 읽어야 함을알고 있다.

4. 전략에관한상위인지지식

어떤 과제가 주어졌을 때 어떤 전략을, 어떻게 적용해야 하는지 알고 있다. 예: 단락을 읽고 중심개념(main idea)과 주요 세부사항을 자신의 언어로 다시정리해보는 것은 독해에 도움이 되고, 더 나은 스토리를 쓰려면 스토리 문법 전략을 사용하는 것이 좋다는 것을 알고 있다.

상위인지전략활용활동 4요소

• 자기점검(self-monitoring) - 자신의 수행 과정이나전략을 스스로 확인·점검하는 정신적 과정이나 행위

• 자기질문(self-question) - 학습자가 과제 수행과 관련하여 스스로 질문을 제기하는 일(예: 나는 읽기 활동 중에 무엇을 얼마나 잘 이해했는가?)

• 자기평가(self-evaluation) - 언어 사용 중이나 혹은후에 언어 학습 과제에 대한 자신의 수행이나 능력, 태도 등을 스스로 확인하는 일

• 자기조절(self-regulation) - 학습자가 과제 수행과관련하여 스스로 과제 목표나 계획, 수행, 결과 들을점검·수정·평가하는 지적 행위

상위인지를잘활용하는학습자의 5가지특성

1. 학습이나 과제를 더 효율적으로 끝마칠 수 있다. 2. 과제에 맞는 도구나 전략을 사용하며 자기조절을할 줄 안다. 3. 학습의 장애요인을 확인하고 전략을 바꾸어 가며목표를 달성한다. 4. 자신의 강점과 약점을 잘 알고 있다. 5. 시험에서 더 좋은 성적을 낸다.

대표적인상위인지전략

1. 배운 것에 대한 생각, 감상, 회상, 의견 쓰기; 배운 것에 대해 질문 만들어 보기 등2. 자기 중요성 인정하기: 과제를 마친후 칭찬과 보상하기3. 스스로 가르치기: 수학문제를 풀 때과정을 입으로 중얼거리기4. 자기 평가 - 에세이를 제출하기 전에 다시 읽어보거나 수정하기5. 도움 청하기 - 모르는 단어 찾기 혹은 스터디 그룹 만들기

효과적인 수업전략 - 상위인지전략

수업시작을위한두가지질문

1. [연결]이 주제에 대해서 이미 알고 있는 것은 무엇인가? 2. [동기확인]이 주제에 대해 알고 싶은 것은 무엇인가?

수업마무리를위한 3가지질문1.[이해확인]오늘 우리는 무엇을 배웠는가?2.[구정보와 통합]오늘 우리가 배운 것은 기존에 알고

있는 것과 어떤 관련성이 있는가?3.[의미확인] 오늘 우리가 배운 것은 향후 어떻게 활

용할 수 있는가?

효과적인 수업전략 - 질문

출처: http://tfabaltimore.wikispaces.com/file/view/KWL+charts.pdf

K-W-L 접근법

상위인지(metacognition)에대해무엇을알고있는가?

효과적인 수업전략 – 주의의 유지

<원리29> 주의의유지(staying focused) 여부는배우는내용의, 새로움(novelty), 관련성(relevance), 의미(meaning)에달렸다.

• 뇌는 새로운 것의 탐색을 좋아하며, 끊임없이 세상을 이해하고정보가 의미가 있는지를 확인하려고 한다.

• 학습자는 주어지는 정보(=수업의 내용)에 관심이 가고 중요하다고 여길 때 주의를 집중한다. 따라서 교사는 학습자를 몰입시키기 위해서는 쉽고 재미있게 가르치는 것보다는 우선적으로학습자의 입장에서 수업이 의미있는 것이어야 한다.

• 정보는 이해가능하고 의미가 있는 것일 때 주의를 받고, 장기기억에 저장될 가능성이 높아진다.

적용

• 수업환경과 수업방식을 어떻게 바꿀 것인가?

뇌는 새로운 것(novelty)을 찾는다

• 뇌는 교사의 목소리에 대한 정보를 처리하는 동안 어조의 질, 교사의 복장, 머리모양 등에 대한판단 뿐만 아니라 옆에 앉아 있는 학생, 교실의온도, 주의를 분산시키는 소음 등에 대한 판단도할 수 있다.

• “너 집중하고 있니?”

• 내용에 중점을 두되, 과정을 이용하여 놀래키기

• 익숙함을 탈피하기

뇌는지식(사실, 기능)이실제삶의상황속에깊이연결되어있을때가장잘배운다.

• 실생활 속의 경험은 일화기억화 되어 오래 기억된다.

• 뇌는 이치에 맞고, 의미를 느끼는 지식을 가장 잘 배우며, 학습자의 삶과 관련이 적은 것에 집중하기 어렵다.

• 교사에게는 두 가지 선택의 길이 있다. 하나는 기존의 모형, 비디오, 인터넷, 가상세계에서의 견학여행 등을 이용하는 것이고, 다른 하나는 학습자의 기계적 암기에 의존하는 것이다.

효과적인 수업전략 – 실생활과의 연관

집중의 필요조건

모든수업은배울내용의의미와가치발견을통한동기유발이먼저다.

• 새로운 주제를 도입하거나 새로운 단원을 시작할 때는 시간을내서 새로운 학습에 대해 의미를 찾고 가치를 발견하게 한다. 이것이 학습에 대한 내적 동기를 형성한다.

• 인간의 뇌는 외부 정보를 받아들이기 전에 다음 두 가지 질문을던져 평가한다.

“이해가능하고이치에닿는가?”

(Does this make sense?)

“나에게어떤의미가있는가? 왜내가이를배워야하는가?”

(Does it have meaning?; Why do I have to know this?)

<원리30> 학습의내용, 방법, 수준, 속도, 표현방식에대해학습자스스로선택(choice)하고통제(control)할수있을때동기가향상되고학습이강화된다.

• 학습자 스스로 학습내용, 학습방식, 평가방식을 선택(choice)하고 주도할(control) 수 있을 때 학습에 대한 책임감, 주인의식, 동기, 성과가 향상된다.

• 무언가를 ‘선택’한다는 것은 엄청난 힘을 지닌다. 우리는 스스

로 선택한 것에 대해 책임 지려하기 때문이다.

효과적인 수업전략 – 학습자의 선택과 통제

<원리31> 뇌는사회적이며, 사람은사회적상호작용을통해더잘배운다.

• 모든 인간은 “소통/접촉의 욕구”를 통해 완전해지고자 한다.

• 인간은 사회적 동물이다. 그래서 뇌는 주변의 사회적 반응, 정서적분위기 등에 영향을 받으며 발달한다. 거울신경(mirror neuron)의발견을 통해 인간이 <행동 이해, 모방, 의도 이해, 공감> 등 네 가지가 대표적인 기능을 통해 사회적 동물임을 생물학적으로 증명하고있다.

• 학습의 사회적 특성은 실제적인 맥락 속에서 학습자의 능동적인 수업참여를 강조하는 교수 학습 방법의 하나인 상황학습(situated learning), 학습 공동체(community of practices) 등이 대표적이다.

• 상황학습의 접근은 배우는 것(learning)과 행하는 것(doing)은 분리될 수 없으며, 학습은 문화에 순응하고 그 가치관을 흡수하여 동화하는 것으로 보는, 비고츠키(L. Vygotsky)의 사회문화적 구성주의와문화인류학적 접근에서 이론적 토대를 두고 있다.

• 학습자의 사회적 상호작용 및 관계맺음에 대한 욕구가 존중되고 적극 활용될 때 효과적인 학습이 일어난다.

• 학습자는 자신의 생각을 발전시키고, 상대방에게 자신의 아이디어를 제시하고 반응을 살피면서 더 잘 배운다.

• 최적의 학습 수행은 타인(교사, 동료, 부모 등)의 도움이 매우중요하다. 모든 학습은 사회적 맥락과 깊이 관련되어 있다. 혼자서 하는 학습조차도 과거의 경험, 과거의 상호작용에 뿌리를두고 있다. 각자의 아이디어를 나누면 ‘1+1=3’이 된다.

• 상호작용을 통해 각 학습자들의 강점과 약점을 통합한다.

사회적 상호작용 강화수업

뇌는 다른 사람들과 상호작용할 때 더욱 더 활성화된다.

논의

토론

협동 학습

협력학습 활동의 예

생각하기-짝과 생각 나누기-발표하기(Think-Pair-Share)

바꾸어 말하기(Paraphrase Passport)

번호 부여하기(Numbered Heads)

뭔가 말해봐(Say Something)

전문가 직소(Expert Jigsaw)

독서 토론회(Literature Circles)

질문 생성자(Question Generator)

활동의 보상으로 칩 주고받기(Talking Chips/Drop a Chip)

<원리32> 뇌는배울내용(정보와기술)을맥락과함께제시하고,

경험을통해배울때더잘이해하고, 기억하고, 회상할수있다.

• 교육은 가르칠 내용을 학습자의 삶의 경험과 통합시킬 때 몰입하고 더 잘 배운다.

• 지식을 삶과 연결시키는 것이 뇌친화적 교수학습 원리 중 가장중요하다.

• 모국어를 배울 때 어휘와 문법을 실제의 삶 속에서 풍부한 상호작용을 통해 가장 잘 배우는 것이 전형적인 예다.

교육적함의

• (범교과)프로젝트 수업, 시연, 스토리텔링, 비유, 역할극, 현장실습, 견학 등의 경험학습(experiential learning)을 강화한다.

• 강의는 경험학습의 수단이거나 부분이 되게 한다.

효과적인 수업전략 – 맥락이 있는 수업내용

학습 효율성 피라미드

강의듣기 5%

읽기 10%

시청각수업듣기 20%

시범강의보기 30%

능동적

수동적

구체적

추상적

학생참여 과제종류

활동유형에따라내용을회상, 전이, 적용하는평균

정도

집단토의 50%

실제해보기 75%

서로설명하기 90%

기억률을좋게하는수업진행

• 학습자의 질문 중심 수업• 개방형 질문• 참여형 문제해결• 체험학습 & PBL• 실생활과 연결짓기• 그래픽 오거나이저 활용• KWL 활동• What I know; Want to know; Learned• Think-Pair-Share 활동

효과적인 수업전략

⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗

Q. 피자를이용해설명할경우뇌안에는어떤변화가일어날까?

15개 피자의 각각을 4쪽으로나누면 총 60쪽이 된다.

15 ÷ 1/4 = 15 x 4/1 = 60

효과적인 수업전략 – 삶의 경험과 연결/맥락 제공

그림만있는경우

글만있는경우

구체적인내용

추상적인내용

내용이구체적일경우, 시각적으로장면을떠올릴수있기때문에기억률이약간더높은것으로보인다.

http://theweek.com/article/index/248669/12-things-we-know-about-how-the-brain-works

효과적인 수업전략 – 구체성의 강화

기억률을좋게하는수업진행

• 학습자의 질문 중심 수업• 개방형 질문• 참여형 문제해결• 체험학습 & PBL• 실생활과 연결짓기• 그래픽 오거나이저 활용• KWL 활동• What I know; Want to know; Learned• Think-Pair-Share 활동

효과적인수업전략

160

<원리33> 뇌는강의일변도보다는안내성질문(guided question)

을자주던지며, 즉각적인피드백을제공할때더잘학습한다.

• 좋은 질문은 신정보와 구정보를 연결시키는데 도움이 된다. • 좋은 질문은 수동적 청취대신 학습자의 참여를 이끌어 낸다.

피드백이란?

• 학습자는 적절한 시기에 피드백을 받고 후속적으로 연습할 기회를 가지며 지식과 스킬을 정교화해 간다.

• 피드백을 받지 못하면 학습자는 배울 목표와 배운 것의 차이, 배운 내용의 정확성 등을 알지 못한다. 뇌는 학습자가 의식하지 못한 부분에 대한 타인의 피드백을 갈망한다!

• 가장 강력한 피드백은 스스로에게 하는 피드백(self-feedback)이다. 스스로의 학습 과정을 돌아보는 시간을 줄 때 학습이 효과적이다.

효과적인 수업전략 – 질문과 피드백

질문의 4가지주제

1. 학습자가 만드는 질문의 효과성; 성취도 향상

2. 비판적 사고를 이끌어 내는 열린 질문의 사용

3. 질문의 답을 생각해볼 수 있는 충분한 시간 제공

4. 질문의 답을 본문에서 찾아 명시적으로 설명하기

우수한교사가던지는 4가지질문

“[수업 시작 전]이 과를 가르칠 때 어떤 것에 집중해야 하나?”

“[수업 시작]여러분들 중 몇 사람이나 이 주제에 대해 알고 싶은가?”

“[수업 중간]나는 나의 수업을 어떻게 나의 의도와 일치시킬 수있는가?”

“[수업 후]나의 수업은 학습자들의 주의를 끌었는가?”

효과적인 수업전략 – 효과적인 질문

• 쉽게 이해하고 실수하지 않도록 조금씩 떠먹여 주는 방식의 교수법은 비효율적이다.

• 실수를 줄이기 위해 단기기억 상태에 있는 정보를 반복 회상하는 교수학습방식은 비효율적이다.

• 실수/실패는 노력하고 있다는 증거이고, 전략의 수정이 필요하다는 신호일 뿐이다.

• 방법이나 풀이법을 예로 보여주기 전에 스스로 해결해 보도록 하면서 바른피드백을 주는 방식이 효과적이다.

학습자의입장에서는피드백의의미

• 나는 어떤 지식과 기능을 습득해야 하는가?

• 나는 학습 목표에 어느 정도 도달하고 있는가?

• 나는 다음 단계로 무엇을 해야 하는가?

효과적인 수업전략 - 피드백

대표적인피드백활동평가(test, assessment); 응답에 대한 설명; 확인(verification); 재시도 지시(try-again); 오류가 있는 위치 표시(error-flagging); 심화학습(elaborated); 학습할 개념이나 역량의 속성 제시하기(attribute isolation); 주제 관련 정보 제공; 실제의 예를 제시하기(worked examples); 힌트(hints/cues/prompts); 오답분석; 칭찬 등

피드백의원리/전략• 적시에 한다(가까울수록 효과가 더 높다)• 피드백이 있을 것에 대해 사전에 예고를 한다.• 정답을 알려주지 말고 조금씩 힌트를 추가하여 스스

로 정답을 찾게 한다.• 완전히 이해할 때까지 반복, 심화 학습을 하게 한다.• 시간의 부족은 컴퓨터의 학습관리시스템(LMS)을 이

용하거나 동료검토(peer feedback)를 활용한다.(Brain-Targeted Teaching Model, 2012)

효과적인 수업전략 - 피드백

피드백을 어떻게 주어야 할까?

구성 내용 좋은피드백Time 언제, 얼마나 자

주?

- 객관적인 사실은 즉각적으로 제시(맞다/틀리다)- 학생들이 생각하고 처리할 수 있도록 약간의 시간- 다른 학생들과 차이가 날만큼 피드백 주는 시기를 지연

시켜서는 안 된다.- 모든 과제에 대해서 가급적 자주

Amount 몇 가지에 초점을두며, 얼만큼 강조해야 할까?

- 우선순위 : 가장 중요한 요소- 주요 학습 목표와의 관련성- 학습 발달 수준을 고려

Mode 어떤 방식으로?(말로, 써서, 시각자료로?)

- 내용에 가장 적합한 방식(책상 옆을 지나가면서 한마디씩 언급하거나, 별도의 모임에서 다루거나)

- 서로 주고받는 피드백이 최고!- 쓰기 과제에 대해서는 종이에 쓰는 방식- '하는 방법'을 모르거나 예를 필요로 한다면 시연해줄것

Audience 개별적 혹은 그룹/학급별?

- 개별적인 피드백을 주면 아이들은 "선생님이 나의 학습을 가치 있게 생각한다.'고 여긴다.

- 반 아이들 대부분이 과제의 공통되는 개념을 놓치고 있을 때 전체 학급에 대한 피드백이 필요.

좋은 피드백 vs 나쁜 피드백

피드백의목적: 1) 어떤부분이잘되었는지칭찬해주고, 2) 나아지려면어떻게해야할지제안해주기위해

좋은피드백 나쁜피드백

• 긍정적으로 제시• 지적할 때도 구체적으로, 논리적으로• 제안을 함께 제시(처방을 내리거나 선언하지 말 것)

• 실수 찾아내기• 잘못을 지적하고 어떻게 해야 하는지제안을 제시하지 않음• 과제를 제대로 하지 않았을 때 벌을주거나 창피를 주는 것

예시)" 재활용에 반대하는 사람들을 설득시키기에 조금 더 설득력 있는 주장이 없을까? 재활용에 드는 비용과 환경에미치는 영향을 더 알아보면 좋을 것 같구나."

예시)"보고서 제출이 늦었구나. 대체 뭘 했던 거니?"

"네 보고서가 우리 반에서 제일 짧아. 내용을 충분히 담지 못했구나."

피드백의 효과 - 즉각적인 피드백 vs 지연된 피드백

수학성적이저조한학생들에게피드백을즉각적으로해준경우와피드백을늦게해준경우의점수를비교한결과(Brosvic et al., 2006)

즉각적인피드백 지연된피드백

덧셈 뺄셈 곱셈 나눗셈

<원리34> 다중감각을활용한교수지도방법은다중기억회로를형성한다.

• 다양한 감각(청각, 시각, 촉각 등)을 자극하도록 수업활동을 구성하면 다른 감각은 각기 다른 기억회로를 형성한다.

• 다양한 학습 경험의 제공을 통해 복수의 기억망에 정보를 저장해 두면 더 효율적으로 회상할 수 있다.

• 억지로라도 배운 것을 회상하는 훈련을 시킴으로써 ‘마음 습관’의 형성을 돕는다.

• 학습의 종류에 따라 동일 뉴런의 다른 분기에서 시냅스가 다른방식으로 형성된다(Langone Medical Center, 2014).

• “더 기억하기 좋은 수업활동을 어떻게 짤 것인가?”

“각자 자신에게 맞는 회상 전략을 만들어 보도록 돕는다.”

효과적인 수업전략 – 복수의 기억회로

대뇌피질 반구(hemisphere)를 네 영역으로 구분하면?

전두엽

사고와언어

측두엽

언어능력, 청각

후두엽

시각정보

두정엽

체감각과운동감각의

수용과평가

각 영역은 기능이 완전히 분화되어 있는 것일까?

1차적으로는 각 영역에서 기능을 수행하나, 2차, 3차 처리과정

을 거치며 상호 통합적으로 작용

저장방식의 이해 - 기억은 흩어지고 모아진다

정보가뇌속으로들어오면, 개별적인속성으로나누어져저장된다.

1) what 경로 (색상, 모양, 크기등)

2) where 경로 (위치, 움직임등)

1

사과를본다2

뇌에서전기적신호로변환

사과가놓였던장소사과가움직이고있나, 정지해있나?

사과의색상, 모양, 크기

'두정엽' 부근에저장되는정보

'측두엽' 부근에저장되는정보

효과적인수업전략 - 이중부호화

항목을문자부호와영상부호로표상하면기억이향상된다는이론

각시스템은동일개념에대한서로다른유형의정보를처리하며, 하나의정보가활성화되면연결되어있는다른정보가함께활성화된다.

예) ‘고양이’를부호화할때 ‘고양이’라는단어뿐만아니라영상(image)까지기억하면, 단어나영상중하나만인출해도그항목을재생할수있다.

출처: Cognitive Psychology: Mind, Research, and Everyday Experience, 2nd Ed. by Bruce Goldstein.

읽기만한경우

듣기만한경우

보기만한경우

듣기와보기를함께한경우

• 비디오감상• 전시회관람• 설명해주는영상보기• 그자리에서하는것을지켜보는경우

14일후에기억한내용의비율(%)

http://theweek.com/article/index/248669/12-things-we-know-about-how-the-brain-works

학습양식별기억유지비율

효과적인 수업전략 – 전뇌(whole brain)의 사용

<원리35> 뇌는학습자가선호하는학습유형(learning style)에맞추어지도하기보다는다중지능(multiple intelligence)을활용할때더잘학습한다.

• 학습자가 선호하는 학습 유형에 맞추어 지도하는 것이 더 효과적이라는 오랜 통념은 근거가 없는 것으로 밝혀졌다(Harold Pashler 외, 2008).

• 지도방법을 과목이나 배우는 내용의 특성에 일치시키는 것이 더 효과적이다(예: 기하와 지리과목에는 시각의 활용한 수업, 시에 관한 학습은 언어를사용한 수업).

• 사람들은 학습에 영향을 미치는 다중지능을 가지고 있다. 각 학습자들이가지고 있는 적성과 지략을 기반으로 한 다중지능을 사용하도록 하는 것이더 효과적이다(Peter C. Brown 외, 2014).

• 각 학습자는 적성, 선험지식, 지능, 흥이. 자기유능감 등 다양한 자원을 가지고 있으면 이런 요소들이 학습하는 방법과 약점을 보완하는 방법에 영향을 준다.

• 학습에 영향이 가장 큰 학습자별 차이 중 하나는 언어 사용능력과 읽기능력이다.

효과적인 수업전략 – 다중지능의 활용

HOW 어떻게해야할까?

다중지능을고려한모둠구성

다중지능검사를통해개개인의다중지능을알아보고, 이를기준으로모둠을구

성한다. 모둠별로개인의특성과강점을살린활동을선택할수있다는이점이

있으며, 원하는방식으로배우고평가받는과정에서개개인의다양성을살려주

는모둠운영방식이다.

<원리36> 기억/학습은집중학습(massed learning)보다분산학습(spaced learning)이, 반복학습(입력)보다반복회상(출력)이더효과적이다.

분산학습은 응고화를 통한

장기기억으로의 전이를

용이하게 한다.

학습한 내용을 굳히는 방법으로, 개념 회상과 추론 능력을 기준으로 효과를 비교했을 때 인출활동이 심화된 입력활동보다 더효과적인 것으로 밝혀졌다(Karpicke and Blunt, 2011)

• 인출활동 – 예: 이해와 추론 유형의 문제 풀이(정확한 학습여부를 확인하기 위한 활동)

• 심화 입력활동 – 예: 개념도 작성하기출처:https://www.sciencemag.org/content/331/6018/772.abstract

이상적인 복습 시기• 1주 후 평가가 있을 때 – 1~2일 후 복습• 4~6주 후 평가가 있을 때 – 1주 후 복습• 1년 후 평가할 때 – 1~2 개월 후 복습

효과적인 수업전략 - 분산학습

뇌의 기억원리 - 반복된 연습과 회상 정도

회상정도

10분 1일 1주 1개월 6개월

http://isites.harvard.edu/fs/docs/icb.topic951136.files/powerOfTestingMemory-roedigerKarpicke.pdf

효과적인 수업전략 – 테스트의 기억강화

Research on learning shows that retrieval practice is the

most effective study method: Students don’t know this

Karpicke & Blunt, 2011, www.sciencexpress.org, Jan 20, p.1-4.

• 회상/출력의 기회를 더 많은 학습자가 갖도록 하기 위해서는 모둠 학습이 효과적이다.

• 학급 전체를 대상으로 하는 강의식 지도는수동적으로 듣는 기회만 제공하며, 스스로능동적으로 회상/표현해볼 수 있는 기회를제한한다.

효과적인 수업전략 – 회상과 표현의 강화

기억률을높이기위한책략

1. 반복시연(rehearsal)

시연이란나중에회상해낼것을생각하고미리기억해야할대상이나정보를눈으로여러번보아두거나말로되풀이하는것.

2. 정보를더큰단위로묶기(chunking)

3. 범주화(categorization)

자료들중속성이같거나비슷한것들을상위부류로묶는과정.

예: 사과, 나팔꽃, 제비꽃, 배, 귤, 복숭아, 코끼리 등의 단어를 암기할 때는 동물끼리, 과일끼리, 꽃끼리 묶어서 기억하는 것.

4. 정교화(elaboration)

기억해야할둘이상의자료간의공유하는의미나공통된참조물을찾아이들자료들을어떤의미를가지도록연결시켜기억에저장하는방법.

예: ‘TV-토끼’를 기억해야 할 경우, ‘TV안테나처럼 귀를 쫑끗 세운 토끼가...’처럼 심상(mental image)을 이용하여 기억하는 것.

작업기억의 효율성 높이기

음악 수업을 하면 뇌의 감

각피질이 20-40% 변한다!

감각피

질

<원리37> 예술 활동은 인지적 학습능력을 향상시킨다.

• 예술 교육 vs. 예술 통합교육• 예술교육과 주의력, 인지능력 향상과 상관 큼

효과적인수업전략 - 예술활동

<원리38> 뇌는일반적발달단계, 선험지식등의다양한개인차를고려한교수학습이이루어질때더잘학습한다.

• 인간의 발달과정은 예측가능하나 그 속도가 개인마다 다르다.

• 아동기, 청소년기에는 이성의 뇌가 아직 발달 과정에 있어서 감정의 뇌에 더 영향을 받는다. 이 시기에는 사고가 논리적이기보다는 충동적, 감정적이다.

• 모든 학습은 이전에 있었던 학습을 바탕으로 해서 일어난다. 이런 과정은 학습경험을 통해 생물학적 변화를 수반한다.

• 현재 학교 시스템은 학습자를 나이를 기준으로 나누나, 이는 인간 발달 단계에서 나타나는 불 예측성과 다양한 개인차를 반영하지 않는 잘못된 방식이다. 현재의 발달 단계와 성취능력이 기준이 되어야 한다.

기회의 창: 뇌 발달/성숙에 따른 민감기

운동발달

정서통제

어휘

언어습득

수학논리

악기연주

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

?

특정능력이발달하는데중요한시기가있다.

이시기에습득한해당능력은더오래지속되고유지된다.

운동능력발달

<원리39> 사회성, 감성스킬이인지적학습에결정적역할을한다.

학교 경영자에 대한 경고: 아이들의 생활과삶이란 사회성에 관련된 소위 '소프트 스킬측면'을 일축하거나 무시해서는 안 된다. 아이들의뇌는바로그사회성과감성위에작동한다. 그들의 감정과 느낌 그리고 그들의 행동 역시 그런 요소들에 의해 작동된다. 인지기능도 이런 요소들 위에서 작동한다. 인지기능과감정사이에는아주복잡한상호작용이이루어진다.

효과적인 수업전략 – 사회성/감성 교육 강화

아이들이 서로 잘 어울리고, 사귀고, 교사와 동료사회에 받아들여지고 있다고 느낄 때 그들의 학습도 향상된다.

사회성-감성 교육 핵심 5요소

자기인식능력self-awareness

자기관리능력self-management

책임감있는의사결정능력

responsible decision-making

관계능력relation skills

사회적인식능력

social awareness

사회성감성교육

타인을이해하고공감하는능력

목표달성을위해감정과행동을조절할수있는능력

자신의강점과한계는물론자신의감정과지향하는가치를인식하는능력

개인적, 사회적행동을할때윤리적, 건설적인판단능력

긍정적관계형성, 팀워크,

효과적인갈등해결능력 http://casel.org/why-it-matters/what-is-sel/

사회적 뇌의 운영시스템 - 핵심적인 사회적 속성 6가지

공감(Theory of Mind)

사회적신호인지

보상및상호관계

감정상태통제능력

소속감유대감

(가족,친구,

교사와의유대감)

사교기술(사회성)

사회적속성 6가지가수업분위기, 학교분위기, 학생의성공

을결정한다.출처: Teaching with poverty in mind(Eric Jensen) 6장

정서적 지원의 중요성

부모혹은양육자와의

안정적인유대감형성

(Attachment)

긍정적인태도

자신이주변을통제한다

는생각

자기유능감(self-efficacy)

자기존중감(self-esteem)

호기심, 각성상태, 독립성,

사회기술

빈곤아동들은자신이소외되어있고, 사랑받지못한다고생각하는

경향

☞학업성적저조, 문제행동, 자퇴및약물남용으로이어질가능성

☞대학진학자체를염두하지않는경향

☞가난의대물림현상

(Sroufe, 2005)

각각의감정들을하나의키보드에비유해보자.

타고난감정만으로는소수의계이름으로만연주가능

사회적으로중요한감정들은학습이필요

학습되는감정들

• 겸손

• 관대함

• 공감능력

• 낙관주의

• 열정

효과적인 수업전략 - 감성 키보드의 이해

학습되는감정들타고난감정들슬픔

기쁨

역겨움

분노

놀라움

두려움

• 동정심

• 인내심

• 수치심

• 협동심

• 감사

(Ekman, 2003)

학습환경의 최적화 - 긍정적인 감성 마침표!

가정이나학교에서활용할수있는것들

긍정적인발언, 웃음, 몸짓, 고개끄덕임, 칭찬, 신나는음악,

축하, 이름불러주기, 미리정해진축하의식들

긍정적인사건(Episode)

긍정적인

감성마침표

기억

향상

감성 마침표의 예

1. 지금잘하고있어.

2. 네가해낸거야.

3. 괜찮아.

4. 좋아, 잘했어.

5. 오늘정말열심히했구나.

6. 걱정하지마, 잘하게될거야.

7. 열심히하는걸보니선생님이기분이좋구나.

8. 앞으로충분히더잘할수있을거야.

9. 네가자랑스럽구나.

10. 그렇지, 그렇게하는거란다.

11. 오늘은네가최고구나.

12. 대단한데.

13. 정말놀라운발전이구나.

14. 네가해내리란걸예전부터알고있었단다.

15. 축하한다.

16. 정말빨리배우는구나.

17. 오늘은정말너의날이구나.

18. 너스스로도자랑스럽지않니?

19. 한번더해봐, 틀림없이할수있을거야.

20. 계속좋아지고있어.

21. 오우, 멋진데!

22. 정말놀라운일이구나.

23. 이제어떻게하는건지를아는것같구나.

24. 기억력이좋은데.

25. 좋아, 계속그렇게해.

26. 잘했어, 선생님이계속지켜볼게.

27. 정말자랑스럽구나.

28. 힘내자!

29. 행운이너의편인것같구나.

http://www.princetonol.com/groups/iad/Files/praise.htm

효과적인 수업전략 – 사회적/정서적 영역

<원리40> 교사의신념, 기대, 존중, 열정등과같은마음의상태가거울신경을통해학습자의행동과학습에직접적인영향을미친다.

거울신경은 마음이론(Theory of Mind)과 관련이 깊다. 마음이론이란 어떤 학설이아니라 인간의 신념, 의도, 욕구, 이해 등과 같은 마음의 상태가 자신 또는 상대방의 행동에 영향을 미친다는 것을 이해하는 능력을 말한다 이 능력은 뇌의 거울신경(mirror neuron)이 담당한다. 거울신경 덕분에 타인의 행동을 보고 있기만 해도 자신이 그 행동을 할 때처럼 뇌의 신경세포가 작동한다. 거울신경은 타인의 행동을관찰할 때만 작동하는 것이 아니라, 어떤 행동이 어떻게 일어났는지 이야기만 듣고있어도 작동한다.

효과적인 수업전략 - 거울신경

뇌기반교수학습원리를 5가지로통합

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뇌기반 학습원리 40의 정리

40개원리를 5가지핵심원리로암기하기

1. 뇌는 안전(safety; security)을 원한다.

2. 뇌는 영양이 필요하다.

3. 뇌는 사회적 상호작용을 필요로 한다.

4. 뇌는 감정/정서(emotion)의 역할이 크다.

5. 뇌는 의미를 탐색하고 정보를 처리한다.

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Student’s Life for the Better!