“교직은 더 이상 ‘알아듣는 소수에게만 배움을 베푸는 기술’이 아니다.” 이제 가르치는 일은 교수 경험과 과학적인 지식을 바탕으로 교실 전체 아이들의 학업 향상을 돕는 전문직이라는 것이다.
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수백 년 동안 유능한 교사들은 학생들을 가르칠 때 어떤 전략을 사용해야 하며, 그것들을 어떻게 적용해야 하는지를 경험을 통해 터득해 왔다. 하지만 그들은 그런 전략들이 왜 어떤 경우에 효과적이고 어떤 경우에 효과적이지 않은지, 그 이유를 알지 못했다. 인지신경과학 연구들이 보여 주는 것은 바로 그 ‘왜’에 해당하는 내용이다. 어떤 전략이 ‘왜 효과적인지’를 아는 교사들은 좀 더 능수능란하게 수업 전략을 구사할 수 있게 될 것이다.
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2000년 이후 교육신경과학은 제 길을 꿋꿋하게 걸어왔고, 앞으로도 더욱 발전할 것으로 보인다. 이 분야에 관심을 보이는 교사들이 예전보다 훨씬 많아졌다. 결국 교사란 궁극적으로 ‘뇌를 변화시키는 사람들’이다. 그들은 매일 뇌를 변화시키는 일을 하고 있는 것이다
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신경망의 연결이 연장되고 재구성되는 양상은 피아제가 기술한 패턴화 이론을 그대로 따른다. 학생들이 패턴을 인식하고 새로운 정보를 기억과 짝지음으로써 지식을 늘릴 때마다 신경망은 범위가 넓어진다. 앞서 논했듯이, 예측이 정확하면 그에 반응해 도파민이 분비되고 이것이 쾌감을 생성하기 때문에 그 신경망은 변형과 수정과 강화를 계속한다. 학생이 특정한 신경세포의 경로를 활성화시키는 정신 활동이나 신체 활동에 참여할 때마다 연결이 이뤄지고, 이런 연결들의 결합으로 형성되는 패턴이 강화된다. 그 패턴에 새로운 정보가 더해지면 그물망이 연장되면서 문제의 답이나 선택을 포함한 미래 예측도 더 정확해진다.
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이 신경가소성 과정을 통해 뇌가 변할 수 있음을 알게 됨으로써 학생들은 긍정적 마인드를 가질 수 있게 된다. 자신의 행동 변화를 통해 자신의 뇌가 연결이 더 견고하고, 더 효율적이고, 접근하기 쉽고, 오래 가는 신경망을 발달시킬 수 있다는 것을 알게 되면 학생들은 목적 달성에 필요한 기술, 지식, 지능을 발달시키기 위해 최선을 다하겠다는 긍정적 마인드, 역경을 극복하는 힘, 동기 등을 갖게 된다. 교사들은 노력과 연습이 어떻게 뇌를 바꾸는지 학생들에게 인식시킴으로써 결과적으로 기억과 정보를 불러내거나 지식을 전이하는 능력을 향상시켜 하나의 환경에서 학습한 것을 새로운 상황들에 즉시 응용하도록 도울 수 있다. 나는 나의 학생들에게 “모든 유형의 고차원적 사고, 연습, 복습을 할 때뿐만 아니라 즉각적 만족을 미루는 것을 의식적으로 선택하기, 목표 달성을 위해 공부하기, 가장 성공한 전략을 평가하기 등을 할 때도 너희들 자신이 하는 정신적 노력이 너희들의 뇌를 스스로의 의지로 통제할 수 있는 더 효율 적이고 성공적인 도구로 만든다.”고 설명한다.
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과학과 교육 간의 협업을 통해 21세기 교육은 발전의 동력을 얻었다. 지금까지는 교실에서 관찰하면서 시간을 보낸 적도 없는 과학자들이 일방적으로 교사들에게 이래라 저래라 지침을 주던 방식에서 뇌과학의 발전으로 실험실과 교실 간의 연결통로가 생겼다. 앞으로 과학을 가장 광 범위하고 유용하게 교실에 적용하는 방안은 십중팔구 교육자가 과학자에게 제공하는 정보에서 개발될 것이다. 창의적이고 전략적인 교사들이 교실에 심은 씨앗들이 이러한 협력을 통해 분석되고, 복제되고, 확장되고, 보급되어 전 세계의 학생들에게 이득을 가져다줄 것이다.
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학습에서 감정은 결정적인 역할을 한다. 학생들이 미세한 감정적 신호들을 읽는 능력을 축적하게 되면 새로운 지식을 언제, 어떻게, 왜 사용해야 하는지에 관한 일련의 학습 직관이 형성되도록 돕게 된다.
교사들은 학습 맥락에서 감정을 배제하려 애쓰기보다는, 이 신경과학적 관점을 활용해 수업에 감성적 환경을 조성하여 학생들이 이들 미세한 감정 신호를 느낄 수 있도록 유도하는 것이 좋다. 학생들이 이 신호를 알아차리고 그 감정에 몰입하는 법을 배우게 되면, 학습은 학생들의 삶에 더 많은 연관성과 의미를 갖게 되고, 궁극적으로 일상생활 차원으로까지 지행합일이 이루어지게 된다.
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모든 아이들의 말과 언어가 제대로 발달된 상태로 취학하는 것이 아니며 이 기술을 써서 읽기, 쓰기, 구두 발표를 할 준비가 된 것은 아니다. 마찬가지로 고학년이라고 해서 그들의 뇌가 모두 다 고등 사고력이나 구어 언어를 추상적인 수준으로 이해하고 생성할 준비가 되어 있는 것은 아니다. 뇌의 발달과 경험적 학습은 상호작용하는 두 과정이다. 언어 사용능력을 지원하는 뇌의 구조와 기능은 아이가 학교를 다니며 성장하고 발달하는 동안 계속해서 성장한다. 뿐만 아니라, 학습과정에서 아이들이 하는 경험도 결과적으로 뇌의 구조와 기능을 변화시키는 것으로 보인다. 뇌는 고정된 것이 아니다. 현대 신경 과학은 뇌가 발달과정의 전개에 따라 변할 뿐 아니라 환경에서 입력되는 정보와 학습자의 경험에 의해서도 변한다는 더 중요한 사실을 밝힘으로써, 이 과정에서 교사의 역할이 지극히 중요함을 일깨워 주었다.
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뇌 영상은 향후 읽기를 잘 할지 못 할지를 예측하는 데 소중한 역할을 할 것이다. 따라서 유전자 정보와 가족력 정보를 함께 활용하면 뇌 영상은 난독증 예방과 치료에 도움이 되고 더 많은 아이들이 읽기를 배우는 데 성공하게 해줄 것이다.
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읽는 뇌를 제대로 이해하고 그 지식을 바탕으로 읽는 뇌를 가르쳐 만들려면 다양한 관점과 여러 분야의 전문 지식이 필요하다. 증거를 기반으로 가르치려면 증거에 대한 이해와 더불어 그에 대해 비판적 사고가 필요하다. 무엇보다도 평가하고 개입프로그램을 준비하려면 교육자들은 교육적 기회만 고려할 것이 아니라, 수많은 읽기의 하부 기술과 시스템들의 강점과 약점을 이해하고 고려해야 한다. 그런 의미에서, 읽기를 가르치는 일은 정말 로켓 과학이다.
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적용 가능한 지식과 유용한 기술을 만들려면, 기계적 학습은 이해를 수반해야 한다. 이해로 대체되는 것이 아니라, 이해를 ‘수반’해야 한다는 점에 주목하라. 수학은 머리로 하는 하나의 활동이다. 운전이나 스키처럼 수학이라는 활동도 기본기의 숙달에 달려 있다. 필요한 이해가 기계적 학습에 단순히 추가되는 것을 넘어, 실로 짝을 이룰 필요가 있다. 이해와 암기 중 하나라도 빠지면 성공하지 못한다.
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수백만 년의 진화를 통해 인간은 특정한 생존 기술을 가진 뇌를 장착시켜 왔다. 그 타고난 재능의 일부가 바로 패턴을 인식하고, 연관성을 보고, 신속하게 판단하고 유추하는 우리 마음의 탁월한 능력이다. 이러한 생각을 해내는 방식은 모두 다 본질적으로 ‘흐릿하다’. 우리의 뇌는 산술을 하기 위해 진화하지 않았으므로, 산술에서 등장하는 종류의 정밀한 정보 조작에는 전혀 적합하지 않다. 우리는 산술을 하려면 완전히 다른 이유로 개발되었거나 진화 과정에서 선택된 정신 회로들을 집합시켜야 한다. 그것은 작은 동전으로 나사를 돌리는 것과 같다. 물론 할 수는 있지만, 더디고 결과가 항상 완벽한 것은 아니다.
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나는 아동의 산술능력이 어림수에 대한 기초적인 표상을 토대로 하며, 그 표상은 우리가 진화론적 과거로부터 물려받았고 뇌의 두정엽내피질 부위에 의존함을 강조했다. 그러나 산술의 발달은 이 양의 표상을 수의 언어 기호나 아라비아 숫자 기호의 표상과 연결하는 능력을 비롯해, 공간 표상과 관련된 가까운 피질 부위를 재활용하는 것에도 크게 의존한다는 점 역시 강조했다. 이 표상들이 매우 유창하게 자동적으로 상호작용하도록 하는 것이 수학 교육의 본질적인 목표이다. 유창성과 자동성은 특히 우리의 개념들을 다듬어서 정확한 선형적 수의 표상으로 이끌기 때문에 둘 다 그 자체로도 본질적이고, 전전두피질의 다목적 작업기억 자원을 다른 목적을 위해 풀어주기 때문에도 필수적이다.
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아이들에게 미래에 맞는 교육을 하려면 현재의 교육 방식과 결별하고 패러다임을 전환시키고 다양한 분야의 전문가들 사이에서 협력이 활발하게 일어나야 할 것이다. 창의력과 혁신 역량이 아이들의 미래를 약속할 수 있다. 교육자들은 앞선 생각을 하는 사람들이다. 바로 그 창의적인 사고력을 발휘하여 교육을 새롭게 상상하고 바꾸어야 할 책무가 있다.
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신경과학, 인지과학, 발달과학은 일찍부터 교육 분야에 귀중한 통찰을 제공해 왔고, 연구자와 실행자의 협력에 더 기여할 만반의 준비가 되어 있다. 하지만 이러한 서로 다른 학문들 사이의 협력으로 가는 길에는 일정한 변화가 필요하다. 교육신경과학에는 새로운 사고방식뿐만 아니라, 새로운 종류의 연구를 지원하기 위한 현실적인 하부구조도 필요하다. 연구에 실제적 기반을 둔 교육이라는 꿈을 실현하려면, 과학자와 교육자들 사이에 연구에 관한 정보를 교환할 소통 체계를 확립하고, 연구학교들을 설립하고, 학습과 발달에 관한 데이터베이스를 공유하고, 교육공학자educational engineer라는 새로운 직업을 자리 잡게 하는 등 기반 여건을 개선해야 한다.
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