교육을 바꾸는 사람들 대표 이 찬 승http://21erick.org

수락중학교 교원연수(2015-1-8)

두뇌과학적 교수학습원리와학습부진의 이해

강의 개요

21세기 아동 청소년의 뇌 이해

패러다임의 전환

뇌의 기능과 발달

정보처리와 기억

감정과 정서

몸-마음의 연결

뇌의 학습원리

주의와 상태변경

동기

학습전략

학습부진 해결의 새로운 접근

21세기아동 청소년의 뇌 이해

청소년 학습자의 이해

컴퓨터, 비디오, 영상물에대한과다노출로인한뇌의변화

빠른 처리나 검색

몰입과 집중의 어려움

감성, 사회성 발달 저해

공감능력 부족

패러다임의 전환

21세기가 직면한 교육문제,왜 교육뇌과학적 접근이 필요한가?

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

1. 동학년 간의 능력차가 매우 크고 다양해졌다.

2. 특별지도, 관리가 필요한 아동의 수가 급증했다.

3. 다양한 차이는 다양한 소통방식·인간관계·작동원리(dynamics)를 요구한다.

4. 모든 아동의 몰입을 이끌어 낼수 있는 ‘새로운 학습환경’의제공이 필요하다.

※ 21세기 초 <미국, 일본, 캐나다, 호주, 독일, 네덜란드, 영국, 이태리, 프랑스> 등이 이 새로운 융합과학을 받아들이고 추진에 들어감.

21세기 교실이 마주한 도전

마음-뇌-교육 융합과학(MBE Science)은초(超) 학과성격(transdisciplinarity)을 띤융학과학이며. 새로운 뇌기반교수학습 원리

교육패러다임의 전환 - Bloom의 교육목표 분류

출처: 10 Best Teaching Practices, Donna Walker,2011 P6

교육패러다임의 전환 - Marzano의 교육목표 분류

자아개념과 인지믿음 체계

9

출처: 10 Best Teaching Practices, Donna Walker,2011 P6

뇌는 과거의 학습과 경험으로부터 수많은패턴을 추출하고 이를 축적한 패턴을 통해세상을 이해하고 예측한다.

자기체계(self-system)

자기체계 – 세상을 이해하고 어떤목적을 추구할까를 결정하는 데도움을 주는 상호 연결된 개인의신념 체계. 이는 한 개인의 자신에대한 지각의 총화를 말한다. 어떤특정 현안 과제를 마주하면 자기체계가 작동하게 된다. 그 과제가자신에게 중요한 의미가 있고, 달성 가능한 것이라면 그 과제를 수행하려는 즉 목표를 달성하려는동기가 유발된다. 반대로 그 과제가 자신에게 의미가 없고 달성이가능하지도 않으면 그 과제를 수행할 동기는 유발되지 않는다. 현안 과제가 자기체계를 통과하여인지적 학습을 하는 쪽으로 선택하였다면 그 다음은 상위인지 시스템이 작동한다.

http://www.vaniercollege.qc.ca/pdo/2013/04/teaching-tip-learning-with-marzano/

Marzano의 교육목표 분류체계

자기체계몰입여부 결정

상위인지 체계목표와 전략 수립,자기조절, 평가

인지체계정보의 처리

Marzano의 교육목표분류체계

뇌기반 교수학습 원리란?

[정의]

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

뇌기반교수학습이란?

학습의 뇌과학적 이해

뇌 운전하기(Driving Your Brains)

뇌기반 교수학습원리 – 차세대 과학(미국)

(출처: Next Generation Science Standards Public Review, 2013)

뇌의 기능과 발달

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

청소년의 뇌 이해

변연계와 전두엽의 발달

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 (세)

발달

(%)

위 그림은 연령에 따른 뇌의 변연계와 전두엽의 발달을 보여준다. 전두엽(이성의 뇌)은 변연계(감정의 뇌)보다 완전

히 발달하는데 10~12년 더 걸리기 때문에 많은 청소년들이위험한 상황에 잘 말려든다.

100

80

60

40

20

0

변연계전두엽

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

전두엽

전두엽

편도체

편도체

19

뇌의 작동원리

뇌는 경험과 학습에 의해 일생 동안 지속적으로 변한다.

• 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).”

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

[고정관점1] 아이들이 할 수 없는 과제를 용기를 내서 해보도록 장려하는 것은 부질없는 일이다. 또 한 번의 실패 경험을하게 할 필요가 없다. 몇 달 관찰하면 잘 할 아이와 못할 아이가 다 판별이 난다.

[성장관점2] 우리 학교는 모든 아동이 학기 초 얼마나 잘 하느냐와 상관없이 높은 성취 목표를 제시하고 도달할 수 있기를 기대한다. 학기 초 형편없어서 실망을 주는 것도 사실이다. 하지만 끈질기게 노력하면 놀라운 발전을 하는 경우를 종종 본다. 우리는 아동이 지금 어떤 상태와 수준에 있는지 알기 위해 형성평가를 자주실시하고 피드백을 준다. 그리고 계속 관찰하면서 능력을 키워주고(empower) 바람직한 방향으로 나아가도록 이끌어 준다.

(Five Big Ideas, 2013)

아동의 잠재력에 대한 교사의 관점

학업 성공의 잠재력과 정서 지능(Emotional Intelligence)

각각의 점은 학생들의 원점수이다.(평균이 아님)

학생들의 학업 성적은 지능(IQ)만으로 예측할 수 없다.

정서지능과 노력이중요한 예측 변인

노력과 지능

자기통제력

5분위수

최종G

PA

백분위수

구분

(Eric Jensen, 2009)

정보처리와 기억

뇌는 <감각등록, 단기기억(작업기억), 장기기억> 이 긴밀하게서로 협력하여 정보를 처리한다[정보처리 이론].

뇌의 작동원리 - 작업기억(working memory)의 중요성

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

작업기억

IQ

습관

3Rs

뇌의 학습원리 – 인지적 자산

학습은 학습자가 정보를 처리하는 3단계, <입력(input)-처리(processing)-출력(output)>에 관련된 능력인‘인지적 자산(cognitive assets)’만큼 배울 수 있다.

• 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.

• 인지적 자산 - 주의, 작업기억, 장기기억, 시각/청각 정보처리, 논리/추론, 기초지식과 이해력 등

작업 기억력 한계를 극복하는 방법

1. "잠깐 멈춤" 기법. 내용을 받아들이도록 몇 분간 멈춘다.

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

2. 이해를 돕기 위해 기억 단위를 짧게, 그 다음 다시 반복Chunk content into smaller chunks to aid understanding, then review.

3. 내용에 관심을 집중시킬 사전 활동 실시Prime the learning to create an attentional bias to the content.

4. 도파민, 노르에피네프린이 분비되어 전두엽을 자극시키기 위한신체 움직임을 먼저

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

효과적인 기억술 RARE

1. Relevance(관련성)

관련성은 학습의 제1조건 – 배울 내용에 대해 흥미와 중요성을 느끼지 못하면 뇌는 주의를 기울이지 않으며 주의를 기울이지 않으면 학습이 일어나지 않는다.

“나의 선생님은 내가 누구이고 무엇에 관심이 있는지 아는가?”

“선생님은 배울 내용을 나의 삶과 연결짓는가?”“선생님은 내게 중요한 것을 존중해 줄 만큼 나를 잘 아는가?”

2. Action(행동, 동작, 제스츄어)

배울 내용 중 핵심 개념을 2-3개 찾게 한다. 팀을 짜서 브레인스토밍을 통해 결정하게 한다. 가장 중요한 개념 2개를 각 팀이행동으로 표현하게 한다. 3분짜리 촌극을 만들어 발표하게 한다.

3. Retrieval(인출, 회상)

배운 내용을 노트를 보지 않고 회상하게 한다. 실험 결과 복습 후 평가했을 때는 정답률이 79%, 쪽지 시험을 봤을 때는 92%의 정답률을 보였다.

일주일에 한 번씩 배운 내용에 대해 쪽지 시험을 본다.

어제 배운 내용을 회상해보게 한다(예: 쓰기, 빈칸 채우기).

1-2주 간격으로 배운 것을 회상하게 한다.

회상 시간을 갖는 것을 규칙화한다(예: 배운 것 3분 동안 빠르게 쓰기).

4. Emotion(감정과 정서)

긍정적이든 부정적이든 감정은 관련 호르몬 분비를 촉진하여 기억의 부호화

를 촉진한다. 학습에 감정과 정서를 첨가하는 방법에는 3가지가 있다.

예상치 못한 활동을 보여준다

짝과 함께 배울 개념을 1분짜리 촌극으로 발표하게 한다. .

경쟁시킨다. 한 사람은 개념을 설명하고 다른 한 사람은 질문을 2-3가지한다. 역할을 바꾼다.

효과적인 기억술 RARE

작업기억의 인지적 부하(cognitive load)를 최소화/적정화하는 교수학습이 효과적이다.

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

• 내재적 인지부하((intrinsic cognitive load)

학습자료나 과제의 난이도와 복잡성에 의해 결정되는 인지부하

예: 3(5 + 9)=42

• 외생적 인지부하(extraneous cognitive load)

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

• 본질적 인지부하(germane cognitive load)

새로운 지식을 기존의 지식체계에 통합시키려는 정신적인 노력

인지 과부하를 막기 위해 교사는 어떤 일을 해야 하는가?31

효과적인 수업전략 – 인지부하의 관리

인지부하 전략

멀티미디어를 활용한 수업

글자 글자 글자

내재적 본질적외생적

전체인지부하

내재적 인지부하가높다면…

본질적 인지부하를높이기 위해

벨소리와 휘파람소리를없애라

작업기억 용량 수준

내재적 인지부하 – 요소간 상호작용

출처: Cognitive Load Theory by Vinny Nasso, Jessica Strahl

출처: Applying the Science of Learning by Richard E. Mayer, 2011

정보제시의 원칙 – 공간근접성의 원칙

주의와 인지부하의 원리

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.

인지부하를 낮추는 방법

인지부하를 줄이는 수업 스킬

1. 과제가 요구하는 인지부하를 고려하여 수업 속도를 조절한다. 2. 기록된 자료를 적극 활용한다. 3. 일상적으로 사용되는 절차, 방법에 익숙하게 한다. 4. 반복-반복-반복을 통해 가장 기본적인 것을 자동화된 수준으로 익히게 한다.5. 시청각 자료를 균형감 있게 함께 사용한다. 이를 통해 뇌의 정보처리의 부담을 분산시킬 수 있다.6. 기초가 약한 학습자에게는 문제풀이의 전 과정을 먼저 충분히 보여준다. 7. 끊임없이 배경지식과 연결 지으며 수업을 진행하고, 배경지식을 필요할 때다시 언급한다. 8. 단원의 학습목표를 명확히 하고 수업을 시작한다.9. 속도를 조절하고, 학습자를 일으켜 세워 간단한 신체를 움직이는 활동을 하고 옆의 동료와 배운 것에 대해 이야기를 나누게 한다. 10. 수업할 때 이해하기 쉬운 용어, 표현, 예, 안내성 질문을 사용한다.11. 양식이 다른 자료는 분리하여 제시하지 않고 통합적으로 제시한다.12. 복잡하거나 어려운 과제는 작은 단위로 쪼개서 인지부하를 줄인다.13. 수업 중 수시로 질문을 던져 이해 정도를 확인한다(cf. thumbs up).14. 학습부진 아동, 한국어 사용이 미숙한 다문화가정 아동의 경우, UDL식 접근으로 수업을 진행한다.

기억 방식에는 최소한 두 가지 유형이 있다: 하나는 주입해서 저장하는 방식이고, 다른 하나는 하나의 사건을 영화장면처럼 의미있는 경험으로 자동으로 저장하는 방식이다.

장기기억에는 의식적으로 서술할 수 있는 서술기억과 의식적으로서술할 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

절차기억 만들기

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

• 쓰기, 그리기 등을 함으로써 습득하게 된다.• 기능습득은 반복된 연습을 필요로 하지만, 마침

내 자동화된다. • 테스트는 참 평가(authentic assessments)를 통

해 할 수 있다.

일화기억 만들기

• 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.

감정과 정서

감정상태는 이해(패턴찾기), 기억, 학습, 의사결정에 결정적인 역할을 한다.

• 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).

뇌의 학습원리 – 위협과 안정감

학습은 적절한 도전과 정서적 안정감에 의해 향상되고, 불안, 걱정, 스트레스에 의해 방해 받는다.

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!

도파민과 학습

• 안전(safe)하고 안심이 되며(secure), 소외되지 않고(accepted), 심한 스트레스를받지 않는 환경 속에서 학습은최적화된다.

• 흥미있고, 의미있는 학습 경험은 도파민이라는 신경전달물질을 분비해서 주의력을 높이고 기억을 담당하는 뇌부위의기능을 활성화한다.

정서적 건강(emotional health)이 학습에 중요하다!

http://www.peakachievement.com/transforming-seniors-lives

스트레스와 정보처리

스트레스를 받게 되면 정보가 기억의 응고화와 저장을 담당하는 뇌의 부위로 이동할 수 없게 된다. 즉 기억담당 부위로 나아갈 경로가 차단된다. 뇌는 위협이나 두려움 같은 부정적 정보를 감지하면이의 신속한 평가를 담당하는 편도체가 과활성화 즉 대사과다상태(代謝過多狀態)가 된다. 그 결과정보를 처리하는 주변 부위들에포도당과 산소 공급이 줄어들면서정보가 다음의 처리기관으로 이동할 수 없게 된다. 이것이 편도체의정보 필터링 기능이다.

http://stuff4educators.com/index.php?p=1_99_Educator-Anatomy

http://thebrain.mcgill.ca/flash/a/a_04/a_04_cr/a_04_cr_peu/a_04_cr_peu.html

두려움을 처리하는 2가지 경로

편도체의 정보 하이제킹

효과적인 수업전략 – 수업에 영향을 미치는 2경로

교실 분위기

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.

학습 활동

어떤 교수 활동이 학생들을

학습 내용에 정서적으로

연관시키게 할 수 있을까?

정서(Emotions)

(비명시적 기억) (명시적 기억)

희망(Hope)낙관적인 생각과 장기간의 노력

집중력(A)

(만족지연)

챔피언 마인드Champion Mindset

순서처리능력(S)

기억력(M)정보처리능력(P)

“학습부진 맞춤형학습지도 모델:”

CHAMPS!!

학습운영시스템의 이해

각각의 감정들을 하나의 키보드에 비유해보자.

타고난 감정만으로는 소수의 계이름으로만 연주가능

사회적으로 중요한 감정들은 학습이 필요

학습 되는 감정들

• 겸손

• 관대함

• 공감능력

• 낙관주의

• 열정

학습환경의 최적화 - 감성 키보드의 이해

학습 되는 감정들타고난 감정들슬픔

기쁨

역겨움

분노

놀라움

두려움

• 동정심

• 인내심

• 수치심

• 협동심

• 감사

(Ekman, 2003)

감성 마침표의 예

1. 지금 잘하고 있어.

2. 네가 해낸 거야.

3. 괜찮아.

4. 좋아, 잘했어.

5. 오늘 정말 열심히 했구나.

6. 걱정하지마, 잘하게 될 거야.

7. 열심히 하는 걸 보니 선생님이 기분이 좋구나.

8. 앞으로 충분히 더 잘 할 수 있을 거야.

9. 네가 자랑스럽구나.

10. 그렇지, 그렇게 하는 거란다.

11. 오늘은 네가 최고구나.

12. 대단한데.

13. 정말 놀라운 발전이구나.

14. 네가 해내리란 걸 예전부터 알고 있었단다.

15. 축하한다.

16. 정말 빨리 배우는 구나.

17. 오늘은 정말 너의 날이구나.

18. 너 스스로도 자랑스럽지 않니?

19. 한번 더 해봐, 틀림없이 할 수 있을 거야.

20. 계속 좋아지고 있어.

21. 오우, 멋진데!

22. 정말 놀라운 일이구나.

23. 이제 어떻게 하는 건지를 아는 것 같구나.

24. 기억력이 좋은데.

25. 좋아, 계속 그렇게 해.

26. 잘했어, 선생님이 계속 지켜 볼게.

27. 정말 자랑스럽구나.

28. 힘내자!

29. 행운이 너의 편인 것 같구나.

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

가르쳐주지 않고 기대하는 것 - 어른들의 잘못이다

교실/가정에서 일어나는 행동/태도 문제들의 다수는 ‘기대할 수 없는 것의 기대’로부터 시작된다

아이들에게 상황에 따라 어떻게 감성적으로 반응해야 하는지 지도가 필요하다. 많은 아이들은 어떤 상황에 어떤 반응을 보이는 것이 적절한지 알지 못한다.

스트레스와 학습

아래 상태를 어떻게 개선할 수 있는가?

• 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

최적의 학습 상태 조직하기

상태교사의

행동

목표상태

도입기상태

따분함좌절감현기증배고픔분노

회의론무관심짜증분개절망공포졸림

짓궂음

목표상태

예측자신감호기심긴장감

호기심이 많음

흥미진진함기대

얼떨떨함도전

학생들은 교사가 얼마나 알고 있는가보다는 자신들에 대해 얼마나 관심을 가져주는가에 관심이 있다.They won’t care how much you know until they know how much you care.

수업의 질을 결정하는 8가지 요소

1. 시간 주제에 대해 깊이 생각할 수 있는 시간의 제공

2. 기회 학습자를 적극적으로 생각하게 하는 수업활동의 제공

3. 일상적 수업구조 생각의 발판을 마련해주는 것은 물론 독자적인 생각의 도구와 패턴 제공

4. 언어 생각을 표현하고 되돌아볼 때 필요한 어휘의 사용

5. 모델 보여주기 깊이 생각하는 학습자로서의 모델이 되어 주고이에 대해 토론, 공유하기

6. 상호작용과 관계 맺기 협력적 수업 분위기 속에서 각자 기여한부분의 가치를 인정하고 존중하기

7. 물리적 환경 상호작용을 촉진할 수 있는 공간 배열과 생각을 고안하고 구상하는 과정을 시각화

8. 기대 수업의 결과에 대한 명확한 기대를 공유하고 결과의 도출에 집중하기

출처: Intellectual character: What it is, Why it matter, and How to get it. Ron Ritchhart, 2002

몸-마음의 연결

학습에는 신체의 생리적 작용과 기능이 전반적으로 개입한다.

• 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.

• 생리작용을 주관하는 “생명의 뇌”까지 자극하는 학습이 효과적이다.

생리작용의 개입

신체-뇌의 상호작용

출처: Kid’s Eye View of Science, 2010

감정과 운동-포도당 생산 -기억에 영향

출처: Gore JB, Krebs DL, Parent MB(2006)

감정과 신체활동은포도당 생산을 촉진하고, 포도당 공급은 기억에 영향을준다.

"Movement is Good 4 the Brain"

움직임은

정신을 맑게 하고

스트레스 줄여주며

전반적인 몸 상태를 좋게 한다.

학습과 신체의 움직임

뇌에 영양을 주는 요소

• 음식(Food)

• 물(Water)

• 산소(Oxygen)

• 환경(The Environment)

• 수면(Sleep)

• 음악(Music)

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)

생리작용의 개입

주의와 상태변경

주의의 4가지 종류

• 지속적 주의(Sustained Attention)

한 과제나 대상에 지속적으로 주의를 집중할 수 있는 능력

• 선택적 주의(Selective Attention)

특정 자극에 주의를 집중하고 그 외의 자극에는 주의를 빼앗기

지 않는 능력

• 교대적 주의(Alternating Attention)

서로 다른 두 가지 과제 사이를 번갈아 오가며 주의를 기울일 수

있는 능력

• 분할적 주의(Divided Attention)

여러 과제에 동시에 반응하며 주의를 기울일 수 있는 능력http://21erick.org/bbs/board.php?bo_table=11_5&wr_id=100158

주의집중과 몰입의 조건

주의

현재의 나의 기분은?(How do I feel?)

나는 흥미를 느끼는가?(Am I interested?)

몰입

이것은 내게 중요한가?(Is this important?)

나는 이것을 해낼 수 있는가?(Can I do this?)

교사의 확인질문 2가지

나는 학습자의 주의를 차지하고 있는가?(Do I have their attention?)

그들은 적극 참가할 상태인가?(Are they engaged?) (Marzano, 2011)

주의의 3가지 수준

• 생존모드(survival mode)

인간이나 동물은 생존하기 위해 생존에 관계되는 정보나 자극에 가장 먼저 주의를 기울인다.

• 흥미모드(interest mode)이는 학습자가 흥미로운 자극에 주의를 기울일 때의 뇌의 모드다.

• 선별모드(selective mode)

학습자의 뇌가 다른 여러 자극들 중에서 교사의 수업 내용에 선택적으로 주의를 집중하게 되는 상태를 말하며, 이는 학습을 위해 최적의 준비상태에 이른것을 의미한다.

http://21erick.org/bbs/board.php?bo_table=11_5&wr_id=100158

효과적인 수업전략 – 주의의 유지

주의의 유지(staying focused) 여부는 배우는 내용의, 새로움(novelty), 관련성(relevance), 의미(meaning)에 달렸다.

• 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?

수업 시간에 "계속 집중하기" 어떻게 가능할까?

수업 계획 시, 다음의 내용을 고려한다.

1. 학생들이 처음 배우게 되는 학습 분량

2. 수업 시간 배분

3. 내용 전달 방식

4. 피드백

조절(accommodation)을 통해 적응을 돕는다.

1. 환경(environment)

2. 전두엽의 집행기능(executive functioning)

3. 커리큘럼(curriculum)

4. 스킬 개발(skill development)

수백가지상태

태도와믿음 감각

정서

불안평화로움

희망에 참

의심

분노호기심

예측

더 없는 행복

혼돈만족

갈구

공감

자부심

학습자의 마음 상태

학습환경의 최적화 - 매슬로우의 욕구 위계이론 (Maslow, 1943)

자아실현의 욕구(Self-

Actualization)존경의 욕구(Esteem)

소속감과 사랑의 욕구(Love & Belonging)

생리적 욕구(Physiological)

안전의 욕구(Safety)

인격적 성장과 잠재력의 실현 등 자신의 꿈을 펼치고자 하는 욕구

자기존중, 성취나 책임, 평판 등 자신의 이미지에 대한 욕구

특정 집단이나 가족에 소속되어 사람들과 교류하며사랑 받고 싶은 욕구

위협적인 요소를 피하고 보호받고자 하는욕구

공기, 음식, 음료, 주거, 난방, 생식, 수면등 살아가는 데 반드시 필요한 기본적인욕구

☞ 기본적 욕구(음식, 주거, 의료 서비스, 안전, 가족, 우정)가 채워

지지 않으면 상위 단계에 위치한 학습에서의 성공을 기대하기

어렵다.

자녀 뇌의 상태 읽기

http://daronlarson.blogspot.kr/2011/01/holy-grail-of-brain-training.html

모든 수업은 학습자의 상태변경이 먼저다.

상태관리 4가지 원칙

• 상태를 신속히 읽는다.

• 상태를 정확히 읽는다.

• 현재의 상태에 맞게 반응한다.

• 문제가 일어나지않도록 상태를 사전에 관리한다.

효과적인 주의관리 – 마음상태 변경

효과적인 주의관리

학습은 15-20분 단위의 수업활동마다 교수학습 방식(mode)을 바꿔줄 때 효과적이다.

• 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.

수업은 몇 분 단위로?

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

몇 개의 짧은 수업으로 나누기Rest Between Block Lesson Segments

동기

동기는 보상, 낙관주의, 높은 기대/관심에 의해 강화되며, 낮은 자

존감, 비관주의, 낮은 기대/관심에 의해 저하된다.

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

동기의 이해

소속감을 가지니 안심이 돼! 나도 해낼 수 있어!

나는 가치있는 존재! 어려움, 함께 헤쳐 나갈 수 있어!

• 희망은 긍정적 기대다. • 희망은 긍정적 호르몬 분비를

촉진한다. • 희망은 기분과 끈기를 향상시

켜 성공 확률을 높인다. • 부모/교사가 자녀/학생에게

모든 것을 다 잘해주더라도만약 자녀/학생이 잘 해낼 것이라는 믿음을 주지 않으면모든 것은 허사가 된다.

• 너무나 많은 아동이 부정적피드백을 받는다. 그들에게는지속적으로 희망이 필요하다.

희망은 성공의 가장 중요한 요소!

가장 중요한 것은 - 희망

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

• 희망은 자신의 모든 자원을 동원하게 해준다.

• 성공할 수 있다고 믿음이 있을때 우리는 더 열심히 노력한다.

• 희망이 있을 때 학생/자녀는 교사/부모에게 협력적이다.

희망이란 어떤 것인가?

“네가 한 그 방식 참 좋은 데! 그런아이디어 어디서 났어? 넘 멋지다!”

“네가 이번에 잘 하지 못한 것 안다. 그러나 나는 항상 널 믿고 널 지지해. 너는 결국은 해낼 거야. 포기하지 말고 좀 더 끈기를 발휘해보자.”

희망이란?

[희망] 희망이 있어야 한다. 희망이란 장기적으로 노력을 기울이게하는 연료다.

[의미성] 학습자에게 의미가 있는 것이어야 한다.

[달성 가능성] 달성 가능한 목표이어야 한다. 주어진 목표가 달성가능하다는 생각이 들어야 한다.

[자신감과 긍정적 마인드] “나는 노력하면 해낼 수 있어!”라고 자신에 대한 믿음이 있고 낙관적이어야 한다.

학습부진 아동의 동기관리

학습부진을 벗어나려면

학습자들에게 긍정적 기대와 믿음을보낼 때 학습자들의 뇌는 이에 긍정적으로 반응한다.

기대효과(The expectation effect) - 자신 혹은 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 효과를교육학에 접목한 것

효과적인 학습전략 - 기대

하버드대 교육신경학 교수 토드 로즈

어린 시절의 토드 로즈(중앙 소년) –

산만하고 학업 능력이 떨어졌다

사진: EBS 다큐 제작진중앙일보 2014.11.08

• 13세 때 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)와학습장애 진단을 받았다.

• 18세에 고교에서 퇴학당한 후 시간당 4달러25센트짜리 아르바이트를 전전했다.

• 19세엔 여자 친구가 임신을 했다. 사람들이 보기에 그는 ‘스스로를 망치려고 작정한 아이’였고 감옥이 어울리는 청소년이었다.

토드 로즈 사례서 배우기

무엇이 기적을 낳았을까?

사고뭉치 아들을 끝까지 믿어준 엄마, 아들과 시간을 나누려고 노력한 아빠, 학생의 가치를 지지해준교수, 그리고 그런 기대에 부응하기 위해 노력한자신(로즈)이 있었다. 긍정적 피드백이 긍정적 행동을 낳고 그 행동은 다시 좋은 피드백을 불러오는‘긍정의 피드백 루프(feedback- loop)’가 순환을거듭하면서 어느새 그의 산만함은 혁신의 자질로변형됐다. 중앙일보 2014.11.08

교사의 역할

• 첫 번째 사례 - 초등학교 시절, 교사가 시(詩) 쓰기 숙제를내주자 글쓰기를 좋아한 로즈는 밤새 시를 썼다. 하지만 교사는 “네가 쓴 게 아니야”라며 로즈에게 F를 줬다. 그때부터 로즈는 무기력을 학습하기 시작했다고 한다. 부정적 피드백이 그를 악화시키고, 악화된 그에겐 더 가혹한 혹평이돌아왔다. 부정의 악순환이 로즈의 ADHD를 악화시키고 학습능력을 손상시켰다.

• 두 번째 사례 - 교사는 로컬 칼리지 시절 아버클 교수다. 그는 로즈를 신뢰했으며 타인에게도 늘 로즈에 대해 긍정적으로 말했다. 학업에 문제가 생기면 “토드, 이건 너답지 않아” 하고 단호하게 말했다. 그에게 있어 ‘나다운 것’이 처음으로 긍정적으로 정의되는 순간이었다. 가족 외식으로 수업에 빠진 적이 있는데 교수는 “토드가 빠질 리 없는데 걱정”이라며 휴강을 결정했다. 로즈는 그런 기대에 부응해야 했고, 그런 피드백의 선순환이 로즈를 하버드로 이끌었다.

중앙일보 2014.11.08

아이가 학업에 재능이 없다면

“좋은 친구를 사귀려는 노력은 학업 성취와 매우 밀접한 관련을 갖는다. 부모들에게 두 가지를 제안한다. 아이가 학업에 재능이 없다면 방과 후 활동에서 ‘능력의섬’을 찾도록 하자. 어떤 분야에서든 아이가 뛰어난 모습을 보인다면 자연스레 매력적인 친구가 생길 것이다. 둘째, ‘부모가 집에 있을 때’ 아이가 편하게 집에 데려올 수 있는 친구를 만들도록 도와주자. 이 과정을 통해부모와 아이가 서로의 기대에 부응하기 위해 노력하게된다.” (능력의 섬: 아이가 자존감의 닻을 내릴 수 있는 작은 거점. 농구

나 기타 연주 어떤 분야든 상관없다.)

토드 로즈 사례서 배우기

토드 로즈 사례가 주는 시사점

• 평균적인 뇌는 없다. 모든 아동의 뇌는 고유하다!• 뇌는 학습과 경험을 통해 일생 동안 변한다!• 휴대전화와 같은 선물로 아이를 변화시킬 수 없다.• 또래 집단에 인정받으려는 욕망은 부모의 선물보다 훨씬 강렬하다.• ‘또래 멘토링’ 같이 아이들에게 너무 많은 권한을 주면 대개 실패한다.• 통념과 달리 가족 중 한 명이 아이의 학업에 참여하는 건 효과적이다.• 아버지와 돈독한 아이는 고차원적 문제를 해결하는 능력이 뛰어나다.• ‘노력해서 잘했다’는 말이 ‘영리하다’는 칭찬보다 효과적이다. 자기통

제력과 노력을 인정받았기 때문이다.• 시험 전 자기의 걱정을 간단히 글로 작성하게 하라. 효과는 놀랍다.• 부모는 ‘원기를 회복하는 틈새’를 통해 스스로를 보호하고 위로해야

한다.• 아이가 ‘능력의 섬’에서 작은 승리나 성공을 경험하게 하라.

중앙일보 2014.11.08 변형

토드 로즈의 낮은 작업기억 해법

• 로즈의 작업기억은 최하위 2%. 작업기억은 학업성취도와 직결된다. 작업기억이 떨어진다고 지능이 낮은 건 아니다.

• 무엇이든 필요한 건 손등과 손목에 적었다. 즉각적으로메모했다 : 휴대전화·태블릿·노트북·데스크톱 등 모든걸 활용.

• 인터넷을 할 때 ‘15분 사용제한 깃발’이 화면에 자동적으로 뜨도록 했다. 특정 시간에 인터넷에 접근할 수 없는 프로그램을 설치했다.

• 매일 아침 15분은 반드시 ‘일정 관리 시간’으로 할애.스마트폰의 일정관리 앱을 최대한 활용했다.

• D’oh Book(이런! 아차! 노트)을 쓴다.중앙일보 2014.11.08

학습의 내용, 방법, 수준, 속도, 표현방식에 대해 학습자 스스로 선택(choice)하고 통제(control)할 수 있을 때 동기가 향상되고 학습이 강화된다.

• 학습자 스스로 학습의 목표, 학습할 내용/과제, 학습방식, 보고/발표 방식을 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.

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효과적인 동기유발 – 학습자의 선택과 통제

동기향상 아이디어

동기를 향상시키는 21가지 아이디어

1. 선택권과 통제권을 준다.

2. 학습 목표를 명확히 한다.

3. 안심하고 활동할 수 있는 활동 분위기를 만든다.

4. 학습이 일어나는 장소와 위치에 변화를 준다.

5. 다양한 학습 경험을 제공하여 다양한 관심을 충족시킨다.

6. 팀 단위의 긍정적 경쟁을 활용한다.

7. 보상을 제공한다.

8. 역할과 책임을 부여한다.

9. 협력해서 함께 해결하게 한다.

10. 잘 해낸 일에 대해 격려하고 칭찬한다.

동기향상 아이디어

동기를 향상시키는 21가지 아이디어

11. 되돌아보기와 성찰을 권장한다.

12. 교사의 열정을 통해 학습자의 열정을 이끌어 낸다.

13. 학생 개개인을 알고 관심을 보인다.

14. 학습자의 흥미를 동기의 원천으로 활용한다.

15. 학습자 스스로 내적 동기를 일으키도록 돕는다.

16. 학습자의 불안을 관리한다.

17. 목표는 달성가능할 정도로 높인다.

18. 실망하고 있는 학습자에게는 피드백을 제공하고 다음에 향상시킬 수 있는 기회를 제공한다.

19. 학습자의 진전 상황을 추적하여 관찰한다.

20. 즐거운 수업을 한다.

21. 성공을 경험할 수 있는 기회를 제공한다.

뇌와 학습

학습은 뇌세포(neuron)가 물리적으로 성장한 결과다.

뉴런은 수상돌기(dendrite), 세포체(cell body), 축삭(axon)으로구성되며, 이 중 정보 입력을 받는 부위가 가지돌기이다. 경험(자극)에 따라 수상돌기의 모양, 크기, 연결이 커졌다 줄어들었다 한다.

뇌의 학습원리 – 뇌세포의 성장

http://www.theemotionmachine.com/mindfulness-and-neuroplasticity

<신경세포의 구조>

http://ko.wikipedia.org/

• 학습과 기억의 물리적 기반은 신경세포의 축삭말단(axon terminal)과 다른 신경세포의 수상돌기(dendrite) 사이로 전기적 자극(impulse)이 신경접합부(synaps)

의 간극을 뛰어넘는 현상. • 하나의 신경세포에서 다른 신경세

포로 전기화학적 신호가 효과적으로 전달될 수 있도록 시냅스 기능의 효율성을 높이는 것.

뇌의 학습원리 – 학습의 생물학적 정의

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.

학습에 의해 신경연결이복잡/정교해진다.

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

전기 신호가 함께 흐른 신경세포들은 함께 신경회로를 만든다Hebb's Rule: Neurons That Fire Together Wire Together

“교사는 신경세포를 흥분시키는 사람”

뇌의 학습원리 – Fire Together, Wire Together

뇌의 학습원리 – 인지적 자산

학습은 학습자가 정보를 처리하는 3단계, <입력(input)-처리(processing)-출력(output)>에 관련된 능력인‘인지적 자산(cognitive assets)’만큼 배울 수 있다.

• 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 수있다.

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

• 인지적 자산 - 주의, 작업기억, 장기기억, 시각/청각 정보처리, 논리/추론, 기초지식과 이해력 등

학습은 과거의 사전지식, 경험을 바탕으로 학습자에 의해 재구성되는 과정이다. 학습은 백지상태에서 일어나지 않는다.

• 개인의 경험이 다 다르므로 지식도 다 다르게구성된다.

• 기존의 사전지식이 광범위하면 그만큼 새로운 지식의 연결도 수월해 진다.

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

뇌의 학습원리 – 사전지식의 재구성

• 모든 학습자는 임의적 형태든 무의식적으로배운 것이든 사전지식을 가지고 있다.

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

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

• 사전지식은 개인마다 다르고 매우 복잡한 형태며 변화에 저항감이 높다.

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

사전지식이란?

뇌의 학습원리 – 선험지식의 재구성

학습과사전지식

사전지식의 유무와 구조 파악 신정보와 구정보의 연결

교사는 학습자의 뇌 속에 학습이 일어나가 위해서는 관련 사전지식(prior

knowledge)의 양과 구조를 파악하고 신정보와 구정보의 통합을 통해 정보의 패턴을 읽을 수 있도록 해야 한다.

배경지식이 없으면 정보의 패턴 분석이 거의 불가능하여 결국 이해에 실패할 가능성이 높다. 그래서 효과적인 교수학습을 위해서 교사는 학습자의선험지식의 파악, 그리고 신정보와 구정보의 연결이 매우 중요하다. 이런요소들을 고려하지 않은 수업은 ‘밑 빠진 독에 물 붓기’일 뿐이다. 학습은이렇게 신정보와 구정보의 통합을 통해 일어난다.

뇌의 학습원리 – 사전지식의 역할

빈곤층 학생의 어휘력과 인지 능력

언어능력

(어휘력)

작업기억

인지처리

보상처리 기억공간인

지시각인

지

효과

크기

빈곤층 아동의 인지 능력은 언어능력(어휘력)

에서 부유층 아동과 가장 큰 차이를 보인다.

(Nobel et al.,2005)

☞ 왜 언어능력(어휘력)에서 엄청난 차이를 보이

는가, 또 대안은?

사회 계층에 따른 부모-아동의 말

아동의 나이 (mos)

아이들이

들은

단어

수

전문직 부모

노동자 계층 부모

기초생활보호대상자 부모

(Eric Jensen, 2009)

학습의 이해 -가르침의 착각

“가르친다고 학습이 일어나지 않는다!!”

교사가 설명을 많이 할수록, 학생들은 수업에서 더 멀어진다

학습은 학습자에 의해 일어난다.학습은 <주의, 호기심, 배운 것 정리하기, 복습하기, 의미도출하기, 좀더 상세하게 논의하기, 적용하기, 선험지식과 연결짓기, 배운 내용에 대해 옆사람과 자기생각 말하기, 자신의 삶과 관련지우며 가치를 부여하기> 등을 통해일어난다.

뇌친화적 교수학습 전략

모든 아동의 뇌는 각기 다르다.

• 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.

학습자 뇌의 특성

공정하고 효과적인 수업

다중지능을 고려한 모둠 구성

다중지능 검사를 통해 개개인의 다중지능을 알아보고, 이를 기준으로 모둠을 구

성한다. 모둠별로 개인의 특성과 강점을 살린 활동을 선택할 수 있다는 이점이

있으며, 원하는 방식으로 배우고 평가 받는 과정에서 개개인의 다양성을 살려주

는 모둠 운영방식이다.

뇌는 사회적 상호작용을 통해 더 잘 배운다.

• 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.

• 교사는 학습자 스스로 이해에 도달할 수 있도록 산파역할만 한다.

• 상호작용을 통해 각 학습자들의 강점과 약점을 통합한다.

• 인간은 사회적 동물이다. 그래서 뇌는 주변의 사회적 반응, 정서적 분위기 등에 영향을 받으며 발달한다. 이는 인간이 가지고있는 거울신경(mirror neuron)의 역할과 밀접한 관련이 있다.

효과적인 수업전략 – 사회적 상호작용

사회성, 감성 스킬이 인지적 학습에 결정적 역할을한다.

학교 경영자에 대한 경고: 아이들의생활과 삶이란 사회성에 관련된 소위'소프트 스킬 측면'을 일축하거나 무시해서는 안 된다. 아이들의 뇌는 바로 그 사회성과 감성 위에 작동한다. 그들의 감정과 느낌 그리고 그들의 행동 역시 그런 요소들에 의해 작동된다. 인지기능도 이런 요소들 위에서 작동한다. 인지기능과 감정 사이에는 아주 복잡한 상호작용이 이루어진다.

효과적인 수업전략 – 사회성/감성 교육 강화

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

사회적 뇌의 운영시스템 - 핵심적인 사회적 속성 6가지

공감(Theory of Mind)

사회적 신호 인지

보상 및 상호관계

감정상태 통제 능력

소속감유대감

(가족,친구,

교사와의 유대감)

사교기술(사회성)

사회적 속성 6가지가 수업분위기, 학교분위기, 학생의 성공

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

뇌는 배울 내용(정보와 기술)을 맥락과 함께 제시하고, 경험을 통해 배울때 더 잘 이해하고, 기억하고, 회상할 수 있다.

• 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.

교육적 함의

• (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

강의 듣기 5%

읽기 10%

시청각 수업듣기 20%

시범강의 보기 30%

능동적

수동적

구체적

추상적

학생 참여 과제 종류

활동 유형에 따라 내용을 회상, 전이, 적용하는 평균

정도

집단토의 50%

실제 해보기 75%

서로 설명하기

90%

그림만 있는 경우

글만 있는 경우

구체적인 내용

추상적인 내용

내용이 구체적일 경우, 시각적으로 장면을 떠올릴 수 있기 때문에 기억률이 약간 더높은 것으로 보인다.

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

효과적인 수업전략 – 구체성의 강화

수업의 마무리 활동으로 상위인지활용 활동(metacognitive activity)과 배운 내용 되돌아보기(self-reflection)가 효과적이다.

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

효과적인 수업전략 – 상위인지전략

• 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.

학습전략

동기:성공과 실패의원인진단자기유능감

모니터하기되새기기와 자기평가

상위인지metacognition

상위인지와 학습전략

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.

상위인지 적용의 주요 활동은?

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

학습에 있어서 상위인지의 구성

효과적인 수업전략 - 상위인지전략

상위인지전략 활용활동 4요소

• 자기 점검(self-monitoring) - 자신의 수행 과정이나 전략을스스로 확인·점검하는 정신적 과정이나 행위

• 자기 질문(self-question) - 학습자가 과제 수행과 관련하여스스로 질문을 제기하는 일(예: 나는 읽기 활동 중에 무엇을얼마나 잘 이해했는가?)

• 자기 평가(self-evaluation) - 언어 사용 중이나 혹은 후에

언어 학습 과제에 대한 자신의 수행이나 능력, 태도 등을 스스로 확인하는 일

• 자기 조절(self-regulation) - 학습자가 과제 수행과 관련하여 스스로 과제 목표나 계획, 수행, 결과 들을 점검·수정·평가하는 지적 행위

효과적인 수업전략 - 상위인지전략

대표적인 상위인지 전략

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

효과적인 수업전략 - 뇌의 집행기능 향상

뇌의집행기능

계획/착수 집중 노력 기억 행동정서

•조직화•우선순위정하기•착수하기

•선택적 집중•초점유지•주의전환

•각성조절•노력유지•처리속도조절

•좌절관리•정서조절

•정보유지와처리하기•기억의 인출

•행동 모니터링과 행동조절

중앙집행기능(EFs)

효과적인 수업전략 – 마인드 맵(mind map)

http://www.nhcs.k12.nc.us/parsley/Curriculum/ThinkingMaps.html#CM

효과적인 수업전략 – 컨셉 맵(concept map)

수업시작을 위한 두 가지 질문

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

수업 마무리를 위한 3가지 질문1.[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

https://allthingslearning.wordpress.com/2012/04/

피드백 매트릭스

다음 중 바람직하지 못한 피드백은?

“너는 그 수학문제들을 모두 정확히 풀었구나. 너는 천재야!”

“용어에 관한 것은 잘 준비를 했더구나. 그러나 정서 뇌의 기능에 대해서는 설명이 충분하지 못했어. 다음에 이부분을 다시 복습할 수 있는 시간을 내보자. 그러면 다음번 시험에서는 더 잘 준비할 수 있을 거야.”

“이번 과제물 매우 잘했더라. 이를 위해 노력을 많이 한게 분명해. 이번에는 준비를 철저히 한 거지.”

효과적인 수업전략 – 피드백의 기술

결과보다 노력을 칭찬하라!

• 이번 과제를 위해 궁리를 많이 해더라. 잘했어!• 이번 과제에 노력을 많이 쏟았더라. 잘했어!• 이번에 엄청난 집중력을 발휘했더라. 계속 그

렇게 해!• 이번에 준비를 참 충실히 했더라. 반드시 보답

이 있을 거아!• 이번에 고민 많이 했더라. 매우 훌륭했어!• 조사해서 알고 있는 정보가 대단한 데. 훌륭해!

효과적인 수업전략 – 피드백의 기술

피드백의 효과 - 즉각적인 피드백 vs 지연된 피드백

수학성적이 저조한 학생들에게 피드백을 즉각적으로 해준 경우와 피드백을 늦게 해준 경우의 점수를 비교한 결과(Brosvic et al., 2006)

즉각적인 피드백 지연된 피드백

덧셈 뺄셈 곱셈 나눗셈

학습부진 해결의새로운 접근

개별화 수업 지향 – 구성주의 UDL 접근

학습이론

사전지식 및 경험과연결시킨다.

학습자가 능동적으로지식을 구성한다.

의미를 추출한다. 개인차를 중시한다.

“동일한 학습목표를 제공하고 개인별로 다른 방식으로학습한다.”Given the same learning goals, different students learn in different ways.

출처: http://www.cast.org/index.html

개인차를 고려한 수준별 수업/평가

출처: http://www.cast.org/index.html

분절형 교과서 설계

(신남수, 2013 재인용)

완전학습 지향 – 평가결과의 상시 피드백

보편적 학습설계(UDL)

UDL(Universal Design for Learning)이란 무엇인가?

정의1: 모든 개별 학습자에게 동등한 학습기회를 제공하기 위한교육과정 개발 원칙(cast.org)

정의2: 학습과학을 근거로 한 3가지 원칙을 중심으로 이루어진 수업지도를 위한 틀(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.

UDL의 의미

UDL의 정의

UDL(Universal Design for Learning)이란 무엇인가?

정의1: 모든 개별 학습자에게 동등한 학습기회를 제공하기 위한교육과정 개발 원칙(cast.org)

정의2: 학습과학을 근거로 한 3가지 원칙을 중심으로 이루어진 수업지도를 위한 틀(Karen R. Harris 외, 2012)

UDL은 모든 개별 학습자에게 가장 적합한 학습목표(goals), 학습방법(methods), 학습자료(materials), 평가(assessments)를 개발하기 위한 청사진이다. 이는 한 가지 획일적인 방법 대신 개인의 욕구에 대해 유연하고 맞춤식 접근을하는 것이 특징이다.

학습 효율성 피라미드

강의 듣기 5%

읽기 10%

시청각 수업듣기 20%

시범강의 보기 30%

능동적

수동적

구체적

추상적

학생 참여 과제 종류

활동 유형에 따라 내용을 회상, 전이, 적용하는 평균

정도

집단토의 50%

실제 해보기 75%

서로 설명하기 90%

왜 뇌친화적인가?

1. 문제해결 학습(Problem-/Project-Based Learning: PBL)

2. 협동학습(Cooperative Learning)과 학습 세포조직(Learning Cell)

3. 또래지도(Peer Teaching)

4. 토론(Class Discussion)

5. 생각해본 후 짝과 나누기(Think-Pair-Share)

6. 그래픽 오거나이저/개념지도(Graphic Organizer/Concept Map)

7. K-W-L(What we think we KNOW; What we WANT to learn; What we LEARNED)

8. 학습자의 개방형 질문 중심 수업(Inquiry-Based Learning)

9. 짧은 글쓰기(One-Minute-Paper)

10. 거꾸로 교실(Flipped Classroom)

RTI 삼각형 프로그램 - 3단계

단계3 (Tier3)

목적: 소수의 특정 학생 개인별 집중지도를 위한 개입 2단계로 반응하지 않는 1~5% 학생들 대상 3:1 소그룹으로 진행읽기 수업: 2단계 읽기 90분/주 외에 150분 추가수업(30분씩 주 5회)

8~12주 간격으로 진전 상황 점검

단계2 (Tier2)

목적: 소그룹 대상 개별화 지도를 위한 개입 1단계로 반응하지 않는 5-10% 아동 대상 5:1 소그룹으로 진행 읽기 수업 - 1단계 읽기 45분/주 외에 90분 추가수업(30분씩 주 3회)

수학 수업 - 1단계 수학 45분/주 외에 60분 추가수업(30분씩 주 2회)

6~8주 간격으로 진전 상황 점검

단계1 (Tier1)

목적: 정규 교육과정 속 핵심과목 성취도 향상을 위한 개입 읽기 수업 - 45분/주 (15분씩 주 3-5회)

수학 수업 - 45분/주 (15분씩 주 3-5회)

4~6주 간격으로 진전 상황 점검 주 단위 평가, 성적 점검, 관찰을 통해

2단계 대상학생 발견을 위한 진전 상황 점검

정규 핵심교육과정(정규반+교사)

• 데이터 기반 의사결정• 연구기반 지도• 부모+교사

보충을 위한 개입(무학년+교사)

• 데이터 기반 의사결정• 연구기반 지도• 부모+교사+보조교사/컨설턴트

강도 높은 집중개입• 데이터 기반 의사결정• 연구기반 지도• 문제해결팀/아동성공팀

특수개입 대상자격 결정 후• 특수 서비스 제공

출처http://www.garlandisd.net/departments/response_to_intervention/documents/rti_pyramid.pdf

RTI 삼각형 프로그램 - 4단계

문제해결 모형 실행절차

1. 모든 학생 대상 분석(analyze)2. 잠재 위험군 학생 확인과 학습결손 영역과 문제분야 결정(identify)3. 문제 요소에 맞는 개입전략의 선택과 실행(act)4. 개입프로그램에 대한반응의 평가를 위한 진전도 점검(monitor)

http://izo.es/en/services/real-time-interactions/solutions-real-time-interactions/real-time-process-optimization/

RTI 의 개념 이해 - 문제해결모델

RTI 표준모델과 문제해결모델의 통합

137

단계3 (Tier3)

동료들에 비해 1-2년 이상 뒤쳐져 있다.

검진받은 것에 대해 진전이 매우 느리다 집중적인 개입 프로그램이 필요하다.

단계2 (Tier2)

동료들에 비해 0.5-1년 정도 뒤쳐져 있다.

검진받은 것에 대해 진전이 느리다적절한 개입프로그램이 필요하다

단계1 (Tier1)

대개 동 학년/상위 학년에 소속되어 배운다 뒤쳐질 가능성이 낮다 개입프로그램의 필요성이 낮다

문제확인(Define) - 문제점은 무엇인가?

문제분석(Analyze) - 왜 문제점이 발생하고 있는가?

개입 기획/실행(Implement) - 문제점을 어떻게 해결할 것인

가?

개입 평가(Evaluate) - 효과가 있는가?

RTI 표준모델 + RTI 문제해결모델

RTI 표준 모델

감성과 사회성 발달 문제Emotional and Social Challengers

급성/만성 스트레스 요인들Acute/Chronic Stressors

인지기능의 저하Cognitive Lags

건강과 안전 문제Health and Safety Issues

능력 키우기(주의력, 작업기억 등)Skill-Building

희망/성장을 위한 마음 갖추기Hope & Growth Mindset

기본적인 지원과 조정Accommodations

교사-학생 관계성 증진Relationships

다양한 참여 프로그램Enriched Engagement

문제가 무엇인가?

부정적 환경이 행동/학업수행에 미치는

4가지 영향

해법은 무엇인

가?

변화를 만들기 위한

5가지 성공 열쇠

교사상의 패러다임 전환

가장 성공적인 교사란?

어떤 학습자라도 긍정적, 낙관적 전망을 가지면

배울 수 있다는 강한 믿음을 가지고.

동료교사와 협력을 통해

자원과 전문지식을 나누며

모든 학생들의 욕구를 충족시키는 사람

“맥락이 있고, 의미있는 수업을 통해 기본지식(basic skills)부터 충실히 가르치면

모든 학습자는 배울 수 있다!”(Brain-Friendly Strategies p13)

We can Change Every

Student’s Life for the Better!