세계 최고 전문가들의 학습과학 특강

데이비드 A. 수자 지음 | 이찬승 , 김미선 옮김

교육을바꾸는사람들 2022년 11월 30일 출간

작품소개

책소개

마음.뇌.교육, MBE 융합과학 - 21세기 교수.학습과학의 새 패러다임
뇌과학이 밝혀낸 학습 원리에 맞게 교육과정과 수업은 어떻게 바뀌어야 하는가?

마음,뇌,교육은 뇌과학, 인지과학, 교육학이 만나서 새롭게 탄생한 융합과학이다. 이 신생 학문 분야의 탄생과 발전을 주도해온 이 시대 최고의 전문가들이 모여 뇌는 어떻게 발달하고 학습하는지에 대한 최신 신경과학 정보를 살펴보고, 이러한 정보가 교수법과 교육 관점에 어떤 의미가 있는지를 밝힌 책이다.
이 책에서 다루는 주제들은 폭이 넓고 깊이가 있다. 교사 입장에서 보면 “학생들을 가르치는 데 왜 뇌의 학습원리까지 공부해야 할까” 하고 의문이 들 수 있는 주제들이다. 하지만 마음?뇌?교육이란 신생 학문이 걸어온 길과 그 과정에서 밝혀진 뇌의 학습원리, 효과적인 교수법, 그리고 앞으로 나아갈 길을 마음 내키는 대로 읽어가다 보면 우리 교육이 안고 있는 난제들을 해결할 수 있는 소중한 통찰을 얻을 수 있을 것이다.

목차

서문/ 데이비드 A. 수자

1장 마음・뇌・교육(Mind・Brain・Education) 융합과학의 탄생 / 데이비드 A. 수자
인지심리학과 신경과학과 교육학은 어떻게 만나게 되었는가?
저자소개
참고문헌

2장 신경영상기술과 교육신경과학의 발전 / 마이클 I. 포스너
신경영상기술은 어떻게 발전했고, 교육학에 어떤 결정적 역할을 했는가?
저자소개
참고문헌

3장 신경과학이 교수학습에 미치는 영향 / 주디 윌리스
신경전문의이자 교사로서 나는 왜 학습과학 전도사가 되었는가?
저자소개
참고문헌

4강 감정과 직관이 학습에서 하는 역할 / 메리 헬렌 이모르디노-양, 매티어스 파에스
감정은 어떻게 학습에 영향을 미치며, 효과적인 사회성・감성 교육은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

5강 말하는 뇌 / 다이앤 L. 윌리엄스
언어발달에 관한 잘못된 통념은 무엇이며, 뇌는 어떻게 말하기를 배우는가?
저자소개
참고문헌

6강 읽는 뇌 / 존 가브리엘리, 조애나 A. 크리스토둘루, 트리샤 오룰린, 마리애나 D. 애디
뇌는 어떻게 읽기를 배우며, 난독증의 원인과 해법은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

7강 읽는 뇌 만들기 / 도나 코흐
아동의 뇌는 어떻게 읽기를 배우며, 효과적인 전략은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

8강 수학하는 뇌 / 키스 데블린
뇌는 어떻게 수학적 능력을 습득했는가?
저자소개
참고문헌

9강 간단한 셈을 하는 뇌 / 스타니슬라스 드앤
아동의 수 개념은 어떻게 발달하며, 산술능력 향상의 효과적 방안은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

10강 복잡한 계산을 하는 뇌 / 대니얼 안사리
뇌는 어떻게 수와 양을 표상하며, 발달적 난산증의 원인과 해법은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

11강 창의적-예술적 뇌 / 매리얼 M. 하디먼
예술은 창의성을 어떻게 향상시키며, 뇌 친화적 교수모형은 무엇인가?
저자소개
참고문헌

12강 교육신경과학의 미래 / 커트 W. 피셔, 케이티 하이키넨
교육신경과학은 앞으로 교육계에 어떤 변화를 가져올 것인가?

용어풀이
찾아보기
엮은이 소개

책 속으로

지금 여러분은 교육사에서 중요한 연구 중 하나로 기록될 책을 손에 들고 있다. 이 책은 교육신경과학(Educational Neuroscience)이라는 새로운 연구 분야가 만들어지는 데 중추적인 역할을 한 학자들을 한 자리에 모은 최초의 책이기 때문이다. _ 9쪽

교사란 궁극적으로 ‘뇌를 변화시키는 사람들’이다. 그들은 매일 뇌를 변화시키는 일을 하고 있는 것이다. 신경과학자들이 뇌의 내부에서 어떤 일이 벌어지는지 계속 연구하는 한, 인지심리학자들이 학습 및 행동을 설명하기 위해 계속 노력하는 한, 교육자들이 계속해서 연구결과를 교수법 개선에 적용하는 한, 이 새로운 분야는 단지 독립적인 학문으로 성장하는 데 그치지 않고 우리 아이들에게 훨씬 질 높은 교육경험을 선사할 것이다. _ 42쪽

학생들은 내가 ‘뇌 사용 설명서’를 통해 이 신경가소성 정보를 공유하자 공부하고 복습하려는 동기가 상당히 높아졌다. 신경가소성은 마치 근육이 반복운동으로 강화되는 것처럼 신경망과 기억도 복습과 연습이라는 신경 활성화를 통해 강화된다는 것이다. 이 지식을 학생들과 공유하면 “오늘 이 시간에 최소공통분모 학습을 영원히 끝낼 수 있다.”라는 당신의 말을 믿기 시작할 것이다. _ 96쪽

미래사회에서 가장 보수가 높은 직종은 아마도 컴퓨터로 할 수 없는 일이 될 것이다. 이러한 기회를 위한 준비로 학생들에게는 아직까지 아무도 풀지 못한 문제들을 해결하기 위한 개념적 사고능력이 필요하다. 미래사회에서 성공하려는 학생들은 현재 표준화시험으로 평가되는 교과내용을 훨씬 넘어서는 역량이 필요할 것이다. 즉, 비판적으로 사고하고, 명확하게 소통하고, 끊임없이 변화하는 기술을 사용하고, 문화에 밝고, 적응력이 강하고, 정확한 판단력과 열린 마음을 갖고 정확한 정보 분석을 토대로 복잡한 결정을 내릴 수 있는 능력이 요구될 것이다. 성공의 열쇠는 과학자와 교사의 협력에 있다. _ 103쪽

신경과학 연구는 역사상 처음으로 읽을 때 활성화되는 뇌 부위가 어디이며, 뇌가 다양한 언어와 표기체계를 지원하는 방식이 어떻게 다른지, 읽는 뇌의 발달과정은 어떻게 진행되는지, 그리고 난독증의 뇌는 어떤 차이가 있으며 그것을 효과적으로 치료할 수 있는 방안이 무엇인지를 보여주었다. 근본적인 질문은 신경과학의 방법과 지식이 교수방법과 교육정책에 어떤 점에서 유익한가이다. 읽을 때 일반적으로 뇌 부위에서 어떤 변화가 일어나는지 깊이 이해하면 유익하긴 하겠지만, 신경과학이 교육에 유익하게 활용될 수 있는 방안을 정확히 파악하는 것이 더 중요할 것이다. 우선적인 목표는 난독증을 파악하고 치료하는 것이 될 수 있을 것이다(Gabrieli, 2009). _ 193~194쪽

나는 누구보다도 교사와 부모들이 이 장을 읽고서 ‘읽는 뇌’가 복잡하게 구성되어 있고 놀라운 가소성을 갖고 있다는 사실을 깨닫기를 바란다. 읽는 뇌를 구성하자면 여러 가지 하부 시스템이 개발되고 연결되어야 한다. 읽을 수 있는 뇌를 만들려면 훈련과 경험, 즉 교육은 읽기 하부 시스템 개발에 초점을 맞추어야 한다한다(Berninger & Richards, 2002; Schlaggar & McCandliss, 2007). 읽는 뇌의 하부 시스템이 복잡하게 연결되어 있기 때문에 아동이 읽기에 어려움을 보이는 원인은 그만큼 많다(Spear-Swerling, 2004). 읽는 뇌가 어떻게 구성되는지를 이해하면 읽는 뇌가 어떻게 고장나는지 이해하는 데 도움이 될 것이다. _ 226쪽

대부분의 학생들에게 대수는 전형적인 현대의 수학적 사고, 즉 순수한 추상 개념에 관한 정밀하고, 논리적이고, 분석적인 사고와의 첫 만남이다. 노련한 수학자들은 그러한 사고를 ‘타고났다’고 느끼지만, 그것은 훈련과 연습의 결과이다. 뇌는 그러한 사고를 결코 자연스럽게 느끼지 않는다. 그것은 배워야 한다. 이것을 배울 수 있는 유일한 방법으로 알려진 것은 하향식(top-down) 접근방식이다. 먼저 규칙을 배우고 규칙을 적용하다 보면 의미를 알고 이해하게 된다. 인간의 뇌는 경험하는 모든 것에서 의미와 이해를 찾도록 만들어졌기 때문이다. _ 256쪽

나는 아동의 산술능력이 어림수에 대한 기초적인 표상을 토대로 하며, 그 표상은 우리가 진화론적 과거로부터 물려받았고 뇌의 두정엽 내피질 부위에 의존함을 강조했다. 그러나 산술의 발달은 이 양의 표상을 언어 기호나 아라비아 숫자 기호와 연결하는 능력을 비롯해, 공간 표상과 관련된 가까운 피질 부위를 재활용하는 것에도 크게 의존한다는 점 역시 강조했다. 이 표상들이 매우 유창하게 자동적으로 상호작용하도록 하는 것이 수학교육의 본질적인 목표이다. 유창성과 자동성은 특히 우리의 개념을 다듬어서 정확한 선형적 수의 표상으로 이끌기 때문에 둘 다 그 자체로 본질적이고, 전전두피질의 다목적 작업기억 자원을 다른 목적을 위해 쓰도록 해주기 때문에 필수적이다. _ 288쪽

복잡한 계산과제를 수행하는 뇌에 관한 신경과학적 연구가 넘어야 할 가장 큰 산의 하나는, 암산과제를 하는 동안 양의 처리와 풀이에 바탕이 되는 뇌의 활성화가 교육과 경험에 의해 어떻게 바뀌는가를 조사하는 것이다. 앞 장에서 거론했듯이, 읽기와 관련된 뇌 연구는 잘 짜인 개입(intervention) 프로그램으로 난독증의 비전형적인 뇌 활성화 패턴을 정상화할 수 있음을 보여주었다(Eden et al., 2004; Shaywitz et al., 2004; Temple et al., 2003). 그러한 발견은 수학에 어려움을 겪는 아동의 계산능력을 향상시키기 위해 고안된 프로그램들도 마찬가지로 신경세포를 바꿀 수 있는가 하는 질문을 제기한다. 또한 여러 발견이 수학 어려움의 특징으로 두정피질의 비전형적 활성화를 지목하므로, 연구자들은 교육적 보정(remediation) 프로그램이 수학에 어려움을 겪는 뇌를 정상적으로 활성화시킬 수 있는지, 수리 및 산술 훈련 프로그램이 뇌 활성화 패턴을 어떻게 바꾸는지 조사할 필요가 있다. _ 318쪽

인지 및 신경과학 연구는 예술이 비예술 분야에 영향을 미치는 방식에 연결되기 시작했다. 예컨대, 음악과 춤이 거울신경(mirror neuron, 타인의 행동을 보거나 듣기만 해도 그 행동을 직접 할 때와 똑같이 활성화되는 신경세포 유형-옮긴이)의 중재를 통해 기억 처리를 돕는다는 것이 입증됐다(Cross et al., 2006). 피험자가 어떤 동작을 수행할 때나 같은 동작을 수행하는 다른 누군가를 지켜볼 때도 거울신경이 활성화되는 수준은 비슷한 것으로 보인다. 다나재단 예술 및 인지 컨소시엄(Dana Foundation Arts and Cognition Consortium)에서 공개한 연구결과(2008)에 따르면 예술에 노출되는 경험과 학습을 위한 인지 및 주의 능력의 향상 사이에는 밀접한 상관관계가 있다(www.dana.org). _ 339쪽

수업시간에 학생의 참여를 높이려면 긍정적인 정서적 분위기가 조성되어야 한다. 그래야 수업 결과물을 만드는 데 각자 기여하도록 장려할 수 있다. 그러려면 학생들의 불안도가 낮고 몰입도가 높아야 한다. 나는 수업마다 포스터 만들기, 공연하기, 편지쓰기 등 적절한 예술통합 활동을 선택한다. 학생들은 지지를 받는다고 느끼면 자신감을 가지고 비판적 사고를 요구하는 활동에 더 열심히 참여하려 한다. 나는 학생의 학습을 평가할 때도 학생들이 그 순간을 ‘내가 아는 것을 보여줄’ 기회로 여기도록 일러주는데, 이때에도 무엇보다 중요한 것은 학생들과 정서적 유대감을 유지하는 것이다. 나의 교실에서 평가란 학습을 축하하는 잔치다. 뇌 친화적 수업 전 과정에 정서적 분위기가 학습 성공에 가장 결정적이다. _ 343쪽

출판사 서평

MBE 융합과학, 교육에 새로운 관점을 제시한다
MBE 융합과학, 즉 마음·뇌·교육은 뇌과학, 신경과학, 교육학이 만나 교육의 새로운 비전을 탐색하는 융합학문이다. 뇌기반교육(Brain-based Education)이라 부르기도 하고, 뇌 친화적 교육(Brain-friendly Education), 교육신경과학(Educational Neuroscience)이라고 부르지만, 이들 모두가 본질적으로 뇌영상기술의 발달로 뇌의 활동을 관찰하게 됨으로써 뇌의 학습 메커니즘을 어떻게 해석하고 교육에 활용할 것인지를 두고 뇌과학자, 신경과학자, 교육자들이 머리를 맞대고 새로운 가능성을 탐색하는 분야라고 볼 수 있다. 이 책은 이 분야가 어떻게 탄생했으며, 뇌과학과 인지과학이 밝힌 학습원리가 무엇인지, 이들 연구결과가 교육에 어떤 의미가 있는지를 고찰한다.

교육자들은 왜 마음‧뇌‧교육을 알아야 하는가?
이 책은 특히 교사, 학부모, 교육자, 그리고 교수학습분야의 연구자들에게 유용하다. 산만하고 집중력이 약한 학생들을 앉혀 두고 교과서에 나온 내용을 알기 쉽게 전달하는 것만으로 교육이 제대로 이루어질 것이라 생각하는 사람은 없을 것이다. 뇌영상기술의 발달로 뇌의 활동을 관찰할 수 있게 됨으로써 우리가 알게 된 가장 중요한 사실은 뇌는 고정된 실체가 아니라 경험을 통해 재구성되고 성장한다는 사실이다. 아이들이 살아갈 세상에서 도움이 될 교육을 하려면 무엇을, 어떻게 가르쳐야 하는지, 좀 더 근본적으로 왜 가르쳐야 하는지를 성찰하는 교육자라면 이 책을 탐독할 필요가 있다. 교사의 책무가 지금까지 지식의 전달이었다면 앞으로는 학생들의 뇌를 변화시키는 일이 될 것이다. 뇌가 어떻게 학습하는지를 깊이 이해하고 뇌의 학습원리에 맞게 가르치려면 어떤 전략을 사용하는 게 맞는지 깊이 연구할 필요가 있는 것이다.

마음‧뇌‧교육을 알면 무엇이 좋은가?
가르치는 사람이라면 누구나 한번쯤 이런 고민을 했을 것이다. 비슷한 방식으로 가르치는데 왜 어떤 아이들은 잘 따라오고 어떤 아이들은 못 따라오는지, 어떤 아이들은 지루해하고 어떤 아이들은 흥미로워하는지, 그리고 어떤 해는 보람을 느끼는데 어떤 해는 힘만 드는지 말이다. 기존의 교수 전략들은 어떻게 가르치면 효과가 있다고 주장할 뿐이지 그 근거를 대지 못했다. 마음·뇌·교육은 그 ‘왜’에 대한 해답을 제시한다. 배움은 ‘뇌’ 안에서 일어난다. 뇌에서 학습이 일어날 때 뇌가 어떻게 변하는지 뇌영상기술로 관찰한 내용을 기반으로 인지과학자들이 뇌의 학습 메커니즘을 밝혀냈다. 이렇게 밝혀낸 학습원리와 학습자에 대한 새로운 인식을 깊이 이해하게 되면 어떤 전략이 ‘왜 효과적인지’ 그 근거를 확보하게 된다.

이 책의 미덕은 무엇인가?
이 책은 마음·뇌·교육 분야의 발전을 주도해온 이 시대 최고의 전문가들이 모여, 이 분야가 어떻게 발전해 왔으며, 주요 발견 내용이 무엇이고, 앞으로 이 분야가 어떻게 발전할 것인지에 대해 정론을 펼친 책이다. 필진들은 각 분야 최고의 이론가와 실천가들로 과학적 근거가 분명한 정론을 펼친다. 따라서 이 책에서 밝히는 내용들은 신뢰성이 높다. 뇌가 읽기와 셈을 배우는 인지과정은 일반인들로서는 이해하기 쉬운 내용이 아니지만, 이 책은 교육자의 관점에서 충분히 이해할 수 있는 수준으로 쉽고 명쾌하게 설명한다. 이 시대 최고의 마음·뇌·교육 전문가들이 펼치는 학습과학 특강을 통해, 앞으로 교육이 나아가야 할 방향은 무엇이며 교사가 해야 할 역할이 무엇인지에 대한 소중한 통찰을 얻을 수 있다.

작가정보

저자(글) 데이비드 A. 수자

교육신경과학 분야의 세계적인 컨설턴트로 미국, 캐나다, 유럽, 오스트레일리아, 뉴질랜드, 아시아 등 세계 각지에서 20만 명 이상의 교육자들에게 교육신경과학에 대한 강연을 해왔다. 특히, 수자 박사는 뇌 연구결과를 교수 및 학습 전략으로 적용할 수 있는 구체적인 방법들을 제시했다. 뉴저지고등학교에서 과학교사로 근무했고, 장학사, 교육행정직을 거쳤으며, 시튼홀대학에서 교육학 겸임교수로, 럿거스대학에서 객원강사로 재직했다. 이후 과학서적을 편집하는 한편, 여러 학술지를 통해 교원능력 개발, 과학교육, 교육연구에 대한 논문을 수십 편 이상 발표해왔다. 뇌와 학습원리에 대한 12권의 저서를 출판했으며 이 책들은 프랑스어, 스페인어, 중국어, 아랍어 등 각국의 언어로 출판되었다. 전미교원능력개발위원회(National Staff Development Council)의 의장을 역임했으며, 교육신경과학 연구, 교원능력개발, 과학교육에 헌신한 공로로 수많은 상을 받았다.

번역 이찬승

공익단체 <교육을바꾸는사람들> 대표. 정의롭고 공정한 교육이라는 공교육의 새로운 청사진을 만들고 사회·경제적으로 불리한 위치에 놓인 아이들에게 꿈과 희망을 주는 교육 프로그램을 연구·개발·보급하고 있다.

번역 김미선

연세대 화학과를 졸업하고 대덕연구단지 내 LG연구소에서 근무했으며 숙명여대 TESOL 과정 수료 후 영어강사로 일했다. 현재는 ‘뇌? 라는 키워드를 중심으로 영역을 넓히며 과학 분야 전문 번역가로 활동하고 있다. 『의식의 탐구』 『 꿈꾸는 기계의 진화』 등을 번역했다.