뇌기반 학습과학 개요

- 주교재의 서장과 1장 -

조규복

2014년

학습과학과 뇌기반 학습(5주차 강의)

1

뇌기반 학습과학 개요

<서장> 신경과학은 교육발전에도움이 되는가?

<제1장> 뇌의 ABC

<연구샘플> 고등학생의 스마트기기 활용상호작용 분석 연구

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- Yes, but …

- 화상화기술 : 작업중 관찰

지각, 인지, 정서 분석

- 학습과정과 학습환경 정비의 중요성 이해

: 실증기반 교육정책(교수학습)

- 학생, 학부모, 교사, 정책입안자

<서장 – 신경과학은 교육발전에 도움이 되는가?>

3

- 신경과학 + α

- 교육문제에 대한 새로운 관점,

새로운 문제제기

- 기존의 가설 가부 검증,

기존의 교육실천 효과에 대한 배경정보 제공

- 통합학문적 접근방법

<서장 – 신경과학은 교육발전에 도움이 되는가?>

4

- ‘인간의뇌가 여러가지 학습경험과 교실환경에대해 어떻게 반응하는가?’

- ‘그렇게반응하는 이유는 무엇인가?’

=> 이제까지의교육연구(정책, 실천)의 상당부분이

지극히 한정적인 정보에 바탕을 두고 있음

=> 교육방법의효과(성공)유무에 대한 신뢰로운정보를 바탕으로 하고 있지만,

자세한 설명이 부족하고,

그 기반인 학습과정에 대해서는 대부분 해명되지 않음

ex)외국어 학습 적령기(학년)

<서장 – 신경과학은 교육발전에 도움이 되는가?>

5

- A 지식습득

- B 뇌

- C 인지기능

- D 뇌 발달

- E 정서

- F 뇌기능과 학습의신경기반

- G 유전적 특징

- H 행동을 통한 실천적 전체론적 학습

- I 지능

- J 학습의 기쁨

- K 카프카의 성

- L 언어

<1장 – 뇌의 ABC>

6

- M 기억

- N 뉴런

- O 학습의 호기

- P 가소성

- Q 질 높고 건강한 생활

- R 표상체계

- S 스킬

- T 집단과 사회적 상호작용

- U 학습과 교육의 보편성

- V 학습커리큘럼의 다양성

- W 교육신경과학연구

- XYZ 향후 전망

A 지식습득 = 학습

- 2레벨 : 세포레벨(신경과학) , 행동레벨(교육과학)

-2관점 : 습득(수동). 획득(능동)

<1장 – 뇌의 ABC>

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B 뇌 = 장기의 하나

- 2 기능 : 정신기능(언어, 사고, 의식 등)

생체기능(심박, 체온, 호흡 등)

- 구조 : 좌반구/우반구

전, 후, 측, 두

-세포 : 그리아세포,

뉴런(신경세포:정보전달,기본기능단위)

<1장 – 뇌의 ABC>

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C 인지기능 = 정보처리와 지식 축적 과정

- 고차원 인지기능 : 대뇌피질 담당

: 지각, 기억, 학습

언어, 사고, 계획, 의사결정

<1장 – 뇌의 ABC>

9

D 뇌 발달

- 생물학적 요인(유전) + 경험(환경)

<1장 – 뇌의 ABC>

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E 정서

- 뇌 안 대뇌변연계와전두전야에서의 ‘과정’을 통해 발생

- 인간행동과 조절에 필수적임

- 3요소 : 특정 심리상태

생리적 변화

행동에 대한 정서

- 감정은‘정서’를 의식적의로 해석한 것

- 다양한 정서

<1장 – 뇌의 ABC>

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F 뇌기능과 학습의 신경기반

- 정보처리는 뇌의 표층부에서 일어나고,

그 결과,

뇌의 구조가 변화함

<1장 – 뇌의 ABC>

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G 유전적 특징

- 인과관계 -> 상호작용관계

유전 행동

<1장 – 뇌의 ABC>

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H 행동을 통한 실천적 전체적 학습

- 구성주의의 근거 제공

- 구성주의 : 학습자 중심, 활동 중시

인간적 물리적 환경과의 상호작용에

능동적으로 참여하는 것을 중시함

<1장 – 뇌의 ABC>

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I 지능

‘하나의 개념 혹은 수치로 인간의 지적 능력을 설명할 수 있는가?’

‘지능을 측정하는것이 가능한가?’

‘측정된 지능을 통해 사람의 행동과 뇌의 기능에 대해 무엇을 알고 무엇

을 예측가능한가?’

‘인간의 잠재능력을 고려하고 있는가?’

(잠재능력은 환경과 정서의 영향을 받음)

‘교육현장의 교수학습, 진로지도 등에 도움이 되는가?’

-지능검사는 수치화, 고정적, 문화편향, 한정적 결과

<1장 – 뇌의 ABC>

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J 학습의 기쁨

- 참가(참여) : 목표 추구를 위한

내적 외적 동기 부여된 과정

- 개별학습 vs 사회적 상호작용

- 당근채찍 vs 내적동기

<1장 – 뇌의 ABC>

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K 카프카의 성

- 신경과학 vs 교육정책(관료조직)

- 이유 : 무이해, 지적태만, 재고 거절반응

기득권 유지

착오, 틀린 해석, 왜곡(신경신화)

- 방법 : 지식관리(무엇을 어떻게 전달하는가)

건설적 회의론 > 혁신적 추진

<1장 – 뇌의 ABC>

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L 언어 = 인지, 정보 전달 도구

- 2유형 : 음성(음소, 자연적 습득)

문자(기호, 의도적 습득)

- 뇌과학의 주요 연구분야(실어증)

<1장 – 뇌의 ABC>

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M. 기억 = 습득정보의 상기(형성과 보관)

- 과거의 경험을 기억가능하게 하는 인지과정

- 재활성화를 통한 선명화

- 반복, 훈련, 시험 : 기능숙달과 내용이해 방해

<1장 – 뇌의 ABC>

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N 뉴런 = 신경세포(정보전달)

- 신경 Impuls 전달

- 전기적, 화학적 특성

- 정보입력은 뉴런의 수상돌기 담당

- 시냅스 : 뉴런과 뉴런 연결

- 3요소 : 축색종말, 시냅스간극, 뉴런 수상돌기

<1장 – 뇌의 ABC>

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O 학습의 호기

- 특정 기능 습득을 위한 최적 시기 : 감수기

- 뇌발달 + 경험

- 2유형 : 체험예기형(음성언어),

체험의존형(문자언어)

<1장 – 뇌의 ABC>

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P 가소성 = 자극 반응의 유연성

- 정보에 따라 시냅스 형성, 소거, 전달효율 변화

- 선천적이며 평생유지 : 평생학습의 근거

<1장 – 뇌의 ABC>

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Q 질 높고 건강한 생활

- 균형잡힌 식사, 정기적 신체활동, 수면,

- 환경(소음, 환기 등)

학습효과 상승, 학습문제 감소

<1장 – 뇌의 ABC>

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R 표상체계

- 각각의 표상체계(정보 지각, 처리, 통합)

ex)플라통의 동굴의 비유

- 개별학습의 중요성

<1장 – 뇌의 ABC>

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S 스킬 = 기능

- 행동의 자연단위

예) 음성/ 문자, 발신/수신

음성이해, 음성생성, 읽기, 쓰기

음성단기이해, 식별, 문법확인 - 스킬

- 지식과 기능의 분리된 평가의 문제

<1장 – 뇌의 ABC>

25

T 집단과 사회적 상호작용

: 학습과 발달을 위한 필수조건

- 신기술은 학습목적 상호작용 촉진에 기여되는가?

- 연구계획 참고

<1장 – 뇌의 ABC>

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U 학습과 교육의 보편성

: 경험 -> 유전자 프로그램(밍) -> 뇌 발달

- 모든 사람은 교육을 받을 권리가 있다

<1장 – 뇌의 ABC>

27

V 학습커리큘럼의 다양성

- 경험 -> 개인차 고려 -> 학습과정의 다양화

- ex) 남여차

<1장 – 뇌의 ABC>

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W 교육신경과학 연구

XYZ 향후 전망

- 뇌 과학 연구는 뇌처럼 끝없이 진화해 나감

<1장 – 뇌의 ABC>

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- 제목: 고등학생의 스마트기기 활용 상호작용 분석연구(학교내 스마트폰 활용을 중심으로 )

-목적○ 학교에서 학습외 목적으로 과다하게 스마트폰을사용하는 학생이 적지 않음○ 학교내 스마트기기 사용이 학생들의 대인관계에영향을 미칠 것으로 판단됨

<연구 샘플>

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• <부정적 영향>

• - 인터넷 사용이 대인관계를 약화시킴(Kraut et al., 1998)

• - 사회적 접촉이 적은 사람일수록 인터넷을 많이 사용(Shapiro, 1999)

• - 수업중 디지털교과서 활용으로 학생-학생간 및 학생-교사간 상호작용 감

소(류지헌 외 2008)

• - 학교폭력피해중 약 10%가 사이버공간 혹은 휴대전화를 통해 이루어지고

있음(학교폭력대책위원회 2012)

• <긍정적 영향>

• - 인터넷을 사용한 후 친구와의 대화 및 친구수 증가(越智, 2001)

• - 63%의 학생이 수업 중 스마트기기 사용으로 친구들과의 관계가 호전되었

다고 인식(조규복 2013)

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○ 스마트기기를 매개로 한 학생들의 상호작용과 이에 대한

인식 분석

- 학생들의 학교내 스마트기기 활용 특성에 대한 증거기반(

실증적) 파악

- 학생들의 스마트기기 활용 중 온라인·오프라인 상호작용

분석

- 스마트기기 활용이 학생들에 미치는 영향 분석

- 스마트기기 활용에 대한 학생과 교사의 인식 조사

- 스마트기기 활용 문제의 개선점과 교육적 가능성 검토

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○ 조사대상

- 주체 : 핸드폰 수합과 비수합 고등학교의 고등학생(2개 학

급)(<표 1> 참조)

- 시간 : 수업외 시간(쉬는 시간, 점심시간, 방과후 시간)과

수업시간 , 기타시간(학급회의, 학교행사)

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○ 분석방법

- 질적분석 객관성 보완을 위한 근거이론 기반 상호작용 기

록(음성/문자언어) 분석

- 신뢰도 향상을 위한 3각측정법(Triangulation) 활용

- 설문자료의 통계분석을 통한 스마트기기 활용 특성과 인식

분석(설문지 선택형 문항 기록)

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35

<질적분석 절차 : 일화분석법(서술적 관찰) + 학생 중심 분석>

필드워크 과정 연구 과정(활용특성 분석)

전체 관찰

(Holistic a

pproach)

교사와 사전 면담,

서술관찰

조건별 활용특성 및 패턴 정리

(1)누가 : 성별, 학년

(2)누구와 : 학생-학생/ 학생-교사

(2)언제 : 수업/수업외(쉬는시간 등)

(3)어디에서 : 교실/교실밖(복도, 운동장 등), 오프/온라인

(4)무엇을 : 사적/공적, 학습/학습외,

(5)어떻게 : ICT활용/비활용

(6)왜 : 목적(배경)

초점 관찰

(selective

approach)

집중관찰학생(2-3

명) 선정 및 관찰

(면담포함)

위의 조건중 2-3개와

연구목적 달성에 적합한 학생 2-3명 초점 관찰

(중점 조사 학교 선정)

이론적 샘

플링스마트기기 활용

활동 동영상 전사,

논의 주제 선정

심층결과에 대한 이론적 검토

분석카테고

리 추출

(Grounede

d theory)

상호작용 자료에 대한 재분석