뇌 기반 학습이란?(개념, 원리)

안녕하세요 에듀몬입니다. 4차 산업혁명시대가 시작되면서 교육현장에서도 창의융합형 인재를 기르기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있습니다. 특히 인공지능이 우리의 삶에 밀착하여 테두리 안으로 들어오면서, 뇌 기반 학습의 중요성이 대두되고 있는데요. 이번 시간에는 뇌 기반 학습의 개념과 원리에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 뇌 기반 학습의 배경

 

  뇌 기반 학습은 다양한 학문영역이 포함되는 융합 학문입니다. 생명공학, 유전학, 생물학, 컴퓨터 과학, 심리학, 사회학, 교육학, 화학, 물리학, 인지과학 등이 통합되어 뇌의 구조와 기능에 영향을 미치게 됩니다. 이론적으로 보면 우리가 가지고 있는 육체와 정신은 뇌의 지배를 받고 있지만 각 개인은 자신의 뇌를 객관적으로 인지하지 못하는 경우가 많습니다. 잠재적으로 숨은 기억도 있고 자신이 원하지 않는 모습은 다른 모습으로 저장되어 있기도 하므로 실제적인 뇌의 패턴에 기반 한 학습을 설계하기 위해서는 보여지고 싶은 왜곡된 자신이 아니라 본래의 객관적 자신을 파악하게 하는 것이 중요합니다. 우리는 유전적인 뇌에 후천적인 지식과 경험을 쌓으며 자신의 뇌를 만들어왔습니다. 일부 연구자는 유전적인 뇌가 이미 후천적인 지식과 경험의 한계를 결정 한다고도 합니다. 그럼 우리의 노력과 결과는 이미 예정 된 것일까요? 뇌의 패턴에 관련이 깊으면 적은 노력으로 연결되고, 관련이 적으면 많은 노력을 기울이게 됩니다. 이런 적응을 통해 원하는 것을 점점 더 쉽게 인출하게 되는 것입다.

  운동패턴의 형성을 보면 비록 자전거를 오랫동안 타지 않았더라도 뇌의 어딘가에 저장되어 많은 세월이 흐른 후에도 자전거를 탈 때 인출 됩니다. 이러한 뇌의 메커니즘을 학습에 적용하여 스트레스가 적고 적은 노력으로 쉽게 발화가 일어날 수 있는 뇌의 근육을 만들어 주는 것이 중요한 것입니다. 한 개인이 획일적이고 객관적으로 선택하는 학습방법은 뇌가 주체가 되지 않는다면 중요하지 않습니다.

  중요한 것은 학습자가 가질 수 있는 최선의 선택을 뇌가 할 수 있도록 하는 것입니다. 유전적이고 후천적인 모든 뇌의 기록은 그 사람의 뇌의 패턴과 흐름을 만들어 냅니다. 이러한 뇌의 리듬에 거역하지 않고, 스트레스를 과도하게 유발하지도 않으면서 최대한 리듬을 타면서 쉬기도 하고, 가속도를 내기도 할 수 있는 생리기제를 반영하는 것이 뇌 기반 학습입니다. 수만 년 인류의 역사를 보면 인간은 정해진 교육과정의 틀에서 획일적으로 성장해 온 것은 아닙니다. 오히려 투쟁과 공존의 반복 속에 선택하고 결정하며 자신에게 필요한 욕구를 스스로 만들도록 하는 것은 매우 중요합니다.

  또한 신경생리적인 뇌의 패턴과 변화를 보고 조절하는 지속적인 학습경험은 점점 목표로 하 는 뇌의 패턴으로 굳어져서 자발적인 학습발달을 유도하게 됩니다. 인지 및 정서적 자극에 대해 뇌가 가져오는 생리적인 변화는 현재 인류가 추측하고 알 수 있는 유일한 과학적인 표현수단입니다. 자극에 대한 심장박동의 변화가 감정적 변화를 보여주듯이 뇌의 변화는 자극의 종류와 특성에 따른 뇌 영역과 패턴을 보여주며 알파와 베타파와 같은 정의된 뇌파의 분류별 특성을 보여줍니다. 이렇게 학습유형에 따라 뇌 패턴이 변화하는 특징을 규명함으로써 학습과 뇌의 신경생리학적 변화가 학습발달에 어떻게 적응되는지에 대한 인과 관계를 파악하여 연결고리를 알아나 가는 것이 뇌 기반 학습이 나가야 할 방향이라 할 것입니다.

 

 

 

 

2. 뇌 기반 학습의 원리

 

  뇌 기반 학습의 원리는 학습할 때 우리는 학습내용에만 반응하는 것이 아니라 각자의 경험, 지식, 환경등과 같은 다양한 요인에 함께 반응합니다. 많은 사람이 학습에 대한 원인을 규명하고 적절한 해결책을 제시하기 위하여 노력해 왔지만 인지적, 정서적, 육체적 요소가 같이 상호작용하여 기존의 뇌 패턴에 일으키는 변화는 원인과 보여지는 결과의 인과관계가 불확실합니다. 이에 반하여 두려움, 슬픔, 놀람, 뜨거움 등은 자극에 대하여 즉각적으로 반응하므로 자극과 반응을 연결하기가 쉽습니다. 뇌 기반 학습을 적용하다는 것은 생리적인 데이터를 통한 문제 분석과 이에 근거한 학습전략을 구성하여 학습에 적용하고 활용하다는 것입니다. 뇌 기반 학습 의 목표는 기존 지식과 경험이 만든 뇌의 패턴에 대하여 변화를 가져오는 학습을 실시해야 한 다는 점이 중요합니다.

 

< 전통적인 학습과 뇌 기반 학습의 패러다임 비교 >

구분		전통적인 학습의 패러다임	뇌 기반 학습의 패러다임
이론의 기저	기반학문	인문학 중심	인지과학 및 신경과학 중심
	학습과학	-과학으로 인정되지 않음 -뇌 과학 연구와 무관 -뇌 역할 간과	-과학으로 인정되고 장려됨 -뇌 과학에 기반을 둔 연구 및 응용 -뇌 기반 학습, 신경학습(Neuro-Learnong)
교사/학습자 관계	교사의 역할	-지식의 전달자	-학습의 촉매자, 조력자
	학습자 역할	-지식의 수용자	-지식의 창조자, 응용자
학습의 형태	학습속성	-정보의 습득과 개념의 조화 -내용중심	-정보의 활용과 도구의 조작,내용,가치,의미중심. -경험을 통한 학습(Learningby Doing)
	학습방법	-지식전달 위주의 학습상황 -강의 중심, 설명식 수업 방법 위주 -많은 내용을 전달하는 것을 최대 목표	-문제해결중심의 학습 -교사의 직접적인 설을1/4 이하로 제한 -반성의 시간을 통해 학습 내용을 토의하고 유의미한 정보로 체득하기 (적은 내용을 심도 있게 가르치기)
	학습/교육 프로그램 강조점	-정적 지식, 정보	-인지적 전략/기술의 학습
	표현방식	-말,글,그림 위주의 표현방식	-다중지능 활용, 다양한 표현 방식(몸짓,노래등) -다양한 시각적 요소
	학습상황	-현실과 괴리(추상적 지식)	-다중지능 활용,다양한 표현방식(몸짓,노래)
수업의 요소	교실분위기 (물리적 환경)	-훈육, 조직적, 정숙함 -책상에 앉아서 앞을 보는 제한된 수업활동	-표현의 풍부,변화의다양,시끄러움 -짝, 조원들과 마주보면서 움직임 -주제어에 맞게 손으로 직접 만지고 조작 할수 있는 수업 보조 자료로 환경조성 -교실 환경자체를 다양한 학습자가 즐길수 있는 잘 조직된 만물시장으로 꾸미기 -학습자가 자유롭게 움직일 수 있는 교실 분위기(화장실,식수대)
	인지적 요인(기억)	-정보의 유형에 무관하게 반복과 훈련중심의 기억훈련	-지식·정보의 유형에 따른 수업 방식의 변화 (예, 절차기억-반복과 훈련을 통한 기억향상) -일화기억-실제체험을 통한 기억력 향상 -의미기억-이미지, 청각적 요소를 통한 기억력향상
	정서적 요인	-학습을 하기 위한 긴장과 스트레스	-낮은 스트레스와 높은 즐거움, 몰입 -음악을 통해 학습자의 긴장을 완화 -게임을 통한 학습자의 긴장해소와 몰입 증가 -간단한 체조나 신체활동을 통한 두뇌 자극
	학습 동기	-등급에 의한 학습 강요	-필요에 의한 본질적인 학습 동기 -아동의 발달 단계에 따른 동기 유발
교수학습/평가	교과목의 구성	-학문적 계열성과 각 교과의 분절 과목들을 분리하여 가르침	-통합적, 주제 중심적, 실생활중심 -간 학문적으로 학습
	수업의 구성	-1교시 40-50분 단위의 수업	-블록 수업(120분내지 150분 연계수업)을 통한 수업의 속성을 유지하고 뇌의 통합적인 활동 증진
	수업활동	-똑같은 교재와 똑같은 속도로 학습함	-학습자 개개인의 차이를 존중 하고, 자신의 흥미와 강점에 맞는 활동을 바탕으로 약점을 보완해 나감
	수업도입 및 전개	-실생활의 지식을 교과지식과 연결하지 못함	-생활 중심의 주제, 학습자가 이미 알고 있는 지식, 흥미 있는 주제를 통해 의미 있는 학습 촉진 -수업 전 전 시간 학습에 대한 워밍업 (과거 기억과 경험에 대한 뇌의 활동 촉진)
	평가	-불명확하고 일회성의 피드백	-적절하고 의미 있는 피드백 -과정과 수행 중심의 평가

 

※ 참고문헌: 뇌 기반 학습법을 적용한 중학교 음악수업의 능률적인 수업지도안(마지현, 2018)