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인지주의 학습이론(Cognitive Learning Theory)은 학습을 인간의 내부 과정으로 이해하고, 정보 처리, 기억, 문제 해결, 사고와 같은 인지 과정을 중심으로 학습을 설명하는 이론입니다. 인지주의 학습이론은 행동주의와는 달리, 학습자의 내부 인지 구조를 중요하게 여깁니다. 지금부터 인지주의 학습이론의 주요 개념과 이론가들에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
주요 개념
정보처리모형 (Information Processing Model)
정보처리모형은 컴퓨터의 정보 처리 과정을 비유하여 인간의 인지 과정을 설명하는 이론으로, 학습 과정에서 정보를 어떻게 인식하고 저장하고 인출하는지에 대해 설명하는데 매우 유용합니다. 이 모형은 감각기억, 작업기억(단기기억), 장기기억이라는 세 가지 주요 단계로 나누어집니다. 감각기억(Sensory Memory)은 외부 자극이 처음으로 저장되는 장소로, 시각적 정보는 약 1초, 청각적 정보는 약 2~4초 정도 원래의 형태 그대로, 매우 짧은 시간 동안 정보가 유지됩니다. 작업기억(Working Memory)은 현재 사용 중인 정보가 저장되는 곳으로, 정보가 약 7±2개 정도의 제한된 용량과 약 10~20초 정도의 시간 동안 유지됩니다. 장기기억(Long-term Memory)은 오랫동안 정보를 저장하는 장소로, 용량이 무한에 가깝고 기간도 영구적으로 저장됩니다. 이러한 정보처리모형을 학습에 적용해 보겠습니다. 먼저 정보가 감각 기억에 처음 들어오게 됩니다. 감각기억에 들어온 정보는 1~4초 정도의 매우 짧은 시간 동안 저장되기 때문에 시각적, 청각적 자료 등을 통해 주의 집중을 끌어올리고, 학습 주제에 관련된 흥미로운 이야기나 질문으로 흥미 유발을 최대한 유발합니다. 이후 정보는 단기기억으로 저장되는데, 이때 정보는 약 10~20초 정도 유지되며 용량도 제한적입니다. 따라서 분절화(Chunking), 반복, 노트 정리 등의 방법을 사용해서 최대한 정보가 빠져나가지 않도록 합니다. '분절화'란 정보를 의미 있는 단위로 나누어서 기억하기 쉽게 만드는 방법으로, 전화번호나 계좌번호를 끊어서 외우는 등의 방법을 말합니다. '반복'은 중요한 개념이나 사실을 여러 번 반복해서 단기 기억에 더욱 오래 유지될 수 있도록 하고, '노트 정리'는 학습의 주요 개념을 요약하고 정리해서 정보를 더욱 오랫동안 기억할 수 있도록 합니다. 작업기억은 단기기억의 한 부분으로, 단기기억보다 좀 더 능동적으로 정보를 처리하고 조작하는 능력을 말합니다. 정보를 작업기억에 최대한 저장하기 위해서는 문제 해결, 토론, 실습 등의 적극적인 학습 활동을 통해 학습자 스스로 정보를 능동적으로 처리할 수 있도록 하고 다이어그램이나 그래프, 마인드맵 등의 시각적 보조자료를 사용해서 정보를 시각적으로 조직화하고 구조화할 수 있도록 합니다. 또한 한 번에 많은 정보를 주어 인지적 부하가 일어나지 않도록 학습 자료를 적절히 나누어 제공합니다. 이제 장기기억입니다. 장기기억은 무제한의 용량으로 오랫동안 정보를 저장할 수 있는 기억으로, 장기기억까지 정보가 올 수 있도록 하기 위해서는 반복, 의미화, 조직화 등의 방법을 최대한 사용해야 합니다. 여기서 '의미화'는 새로운 정보를 기존의 지식과 연결해서 의미를 부여하는 것을 말합니다. 또한 효과적인 반복 학습을 위해 퀴즈나 플래시카드 등을 통해 학습한 내용을 회상하는 연습을 합니다. 마지막으로 인출(Retrieval) 과정으로 장기기억에 저장된 정보를 필요할 때 끄집어내는 것을 말합니다. 정기적 평가를 통해 학습 내용을 반복적으로 인출하고, 학습한 내용을 실생활에 적용해 봄으로써 인출의 기회를 더욱 증가시킬 수 있습니다. 이처럼 우리에게 들어온 정보는 감각기억, 단기기억 및 작업기억, 장기기억을 통해 인출하게 되는데, 대부분의 정보는 감각기억이나 단기기억에 머물렀다 사라지게 되고 장기기억까지 가는 것은 매우 어려우므로 학습 시 많은 노력을 통해 정보가 장기기억까지 가서 확실하게 인출될 수 있도록 해야 할 것입니다.
스키마 (Schema)
스키마는 정보의 범주와 그 사이의 관계를 조직하는 사고나 행동의 패턴을 나타냅니다. 또한, 기성 개념의 정신 구조, 세계의 어떤 측면을 나타내는 틀, 또는 정신적 도식이나 개념 모델과 같은 새로운 정보를 조직하고 인식하는 시스템으로도 표현됩니다. 스키마는 주의력과 새로운 지식의 흡수에 영향을 미치며, 사람은 자신의 스키마에 부합하는 것은 쉽게 알아차리지만, 스키마와 모순되는 것은 예외적으로 재해석하거나 적합하도록 왜곡합니다. 스키마는 빠르게 변화하는 환경과 세상을 이해하는 데 도움이 됩니다. 스키마를 사용할 때 대부분의 상황에서 복잡하게 생각하지 않고 자동적으로 생각하게 되기 때문에 사람은 새로운 인식을 신속하게 스키마로 정리할 수 있습니다. 사람은 스키마를 사용하여 현재의 지식을 정리하고 미래의 이해를 위한 틀을 제공합니다. 또한 스키마는 경험을 통해 형성되며 새로운 경험과 정보에 따라 변화할 수 있습니다. 이를 피아제는 '동화(Assimilation)'와 '조절(Accommodation)'이라는 두 가지 과정으로 설명했는데 동화는 새로운 정보를 기존 스키마에 통합하는 과정을 말하고 조절은 새로운 정보의 수용을 위해 스키마를 수정해 나가는 과정을 말합니다. 이러한 스키마의 종류에는 자기 스키마(Self-Schema), 사람 스키마(Person Schema), 역할 스키마(Role Schema), 이벤트 스키마(Event Schema) 등이 있습니다. '자기 스키마'는 자기 자신에 대한 정보를 조직화한 스키마로, 우리의 자아개념과 자존감에 많은 영향을 미칩니다. '사람 스키마'는 다른 사람들에 대한 정보를 조직화한 스키마로, 다른 사람들과 상호작용할 때 중요한 역할을 합니다. '역할 스키마'는 특정 역할에 대한 기대와 행동을 조직화한 스키마입니다. '선생님', '의사' 등에 대한 역할 스키마는 그들의 행동에 대한 우리의 기대를 형성합니다. '이벤트 스키마'는 특정 사건이나 상황에 대한 정보를 조직화한 스키마로, '외식', '여행'과 같은 이벤트 상황에 대한 우리의 기대와 행동을 형성합니다. 스키마는 우리가 살아가는 세상을 이해하고 해석하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 이것은 다양한 경험을 구조화하고 새로운 정보를 처리하며, 우리의 삶을 효율적으로 만들어 가게 합니다. 그러나 스키마는 편견과 고정관념과 같은 고정된 사고방식을 유발할 수 있기 때문에, 우리는 이를 인식하고 스키마를 유연하게 조정해 나가는 것이 중요합니다.
메타인지 (Metacognition)
메타인지는 자신의 공부 과정을 받아들여 그 이면에 있는 패턴을 이해하는 것을 의미합니다. 이것은 자신의 사고방식을 성찰하고 문제를 해결하기 위해 특정 전략을 사용할 때와 어떻게 사용하는지를 정형화하는 것으로 보일 수 있습니다. 메타인지는 일반적으로 인지 개념과 인지 조절 시스템의 두 가지 요인을 포함합니다. 연구에 따르면 이 두 가지 요인 모두 메타인지 지식과 학습에서 중요한 역할을 합니다. 학습자가 스스로 자신의 학습 방법을 평가하고 조절할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 학생이 특정 주제가 잘 이해되지 않는다면 스스로 그 원인을 분석하고 다른 학습 전략을 시도해 볼 수 있습니다. 이러한 과정은 학습 효율성을 극대화시키고 자율 학습을 촉진합니다. 메타인지는 계획, 모니터링, 평가의 세 단계로 나눌 수 있습니다. '계획'은 학습 목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 전략을 세우는 단계로, 시험기간에 구체적인 시험 계획을 세우는 것을 예로 들 수 있습니다. '모니터링'은 학습의 진행 상황을 점검하고 목표에 도달할 수 있는지 확인하는 단계로, 점검 및 확인 시 필요하면 학습 방법을 수정하게 됩니다. '평가'는 학습 결과를 평가하고 목표 달성여부를 확인하는 단계입니다. 시험 후 성적을 통해 피드백하는 것을 예로 들 수 있습니다. 이러한 방법을 통해 학습자는 자신의 강점과 약점을 정확히 파악하고, 더욱 효과적인 학습 전략을 개발함으로 학습에 많은 도움이 됩니다.
주요 이론가
장 피아제 (Jean Piaget)
피아제는 인지 발달 명제를 통해 인지적 학습 이론의 토대를 마련했습니다. 그는 인지 발달을 네 단계로 설명했습니다. 먼저, 감각운동기(Sensorimotor Stage, 0-2세) 단계입니다. 감각과 움직임을 통해 세상을 이해합니다. 다음은 전조작기(Preoperational Stage, 2-7세) 단계입니다. 언어 사용이 증가하고 상징적 사고가 발달합니다. 다음은 구체적 조작기(Concrete Operational Stage, 7-11세) 단계입니다. 논리적 사고와 구체적인 문제 작동 초프가 발달합니다. 마지막으로 형식적 조작기(Formal Operational Stage, 11세 이상) 단계입니다. 추상적 사고와 논리적 문제 해결 능력이 발달합니다. 피아제는 학습을 적극적인 과정으로 보고 아이들이 다양한 환경과 상호 작용하면서 스키마를 통해 세상을 이해하고 변화시키는 과정을 강조했습니다.
레프 비고츠키 (Lev Vygotsky)
비고츠키는 사회문화적 맥락에서 인지 발달을 설명하는 이론을 제시했습니다. 근접발달영역(Zone of Proximal Development, ZPD)을 주장했는데, 이는 아동이 혼자서는 해결할 수 없지만, 성인의 도움이나 더 능숙한 동료와 함께하면 해결할 수 있는 과제의 영역입니다. 또한 스캐폴딩(Scaffolding)을 설명했는데, 교사나 성인이 아동이 어려운 과제를 수행할 수 있도록 지원하는 과정입니다. 점차적으로 지원을 줄여가면서 아동이 독립적으로 과제를 수행할 수 있도록 돕습니다. 비고츠키는 언어와 사회적 상호작용이 인지 발달에 중요한 역할을 한다고 강조했습니다.
앨버트 반두라 (Albert Bandura)
반두라는 사회학습이론(Social Learning Theory)을 통해 인지주의 학습이론을 확장했습니다. 그는 관찰 학습과 모방의 중요성을 강조했습니다. 관찰 학습(Observational Learning)은 다른 사람의 행동을 관찰하고 모방하는 과정을 통해 학습이 이루어집니다. 자기 효능감(Self-efficacy)은 자신이 특정 과제를 수행할 수 있다는 신념으로, 학습과 성취에 중요한 영향을 미칩니다.
인지주의 학습이론의 교육적 적용
인지 학습 가설은 학습자가 이를 어떻게 얻고 데이터와 아이디어를 준비하는지에 중요성을 둡니다. 이는 학습자를 동적 데이터 프로세서로 보고 학습 핸들 가운데 인지 구조와 형태를 발전시키는 지점으로 간주합니다. 인지학습가설의 학습기법은 다음과 같다. 우선, 기초 정보의 활성화입니다. 인지주의 학습 가설의 중심 표준 중 하나는 사용되지 않은 데이터를 정보로 인터페이스 하는 것입니다. 강사는 현대적인 패브릭을 소개하기 전에 현재 학부생들이 패브릭에 대해 무엇을 알고 있는지에 대해 이야기하는 등의 활동을 통해 학생들의 기초 정보를 제정할 수 있습니다. 이는 개념화, 질문 또는 KWL 차트(알고 있음, 알아야 함, 학습함)와 같은 현실적인 구성 요소를 활용하여 수행할 수 있습니다. 사용되지 않는 개념을 친숙한 개념과 연결함으로써 학부생은 주제에 대한 보다 기초적이고 조화로운 이해를 창출합니다. 둘째, '의미학습 촉진'입니다. 인지 학습 가설은 암기보다는 의미 학습의 중요성을 강조합니다. 강사는 학생들이 사용하지 않는 정보의 적절성과 활용을 통해 학습에 변화를 줌으로써 중요한 학습을 발전시킬 수 있습니다. 이는 실제 일러스트레이션, 사례에 대한 생각, 학부생이 배운 내용을 실제 환경에 적용할 수 있는 문제를 기반으로 한 학습 시나리오를 제공함으로써 이루어질 수 있습니다. 학부생이 자신의 주장 단어에서 개념을 명확하게 하고, 동료를 가르치거나, 자신의 만남과 관련시킬 수 있도록 권한을 부여하면 이해가 증가하고 장기적인 유지 관리가 보장됩니다. 셋째, '메타인지 전략'이 있을 수 있다. 메타인지, 즉 거의 자신의 주장을 고려하는 것은 인지 학습 가설의 긴급한 구성 요소가 될 수 있습니다. 강사는 학생들이 학습 준비를 준비하고 선별하고 확인하도록 교육함으로써 학생들이 메타인지 적성을 창출하도록 지원을 제공할 수 있습니다. 기술에는 명확한 학습 목표 설정, 자체 평가 및 학부생이 어떤 절차가 효과가 있었고 효과가 없었는지, 그리고 그 이유를 고려하는 지능적인 연습이 포함됩니다. 예를 들어, 과제를 완료한 후 학부생은 자신이 직면한 과제와 이를 어떻게 극복했는지 되돌아볼 수 있습니다. 이는 말하자면 학습 과정을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 미래에 학습을 더욱 실용적으로 관리할 수 있는 기술을 갖추도록 준비시킵니다. 넷째, '인지전략'이다. 교실 내에서 인지 기술을 활용하면 학습 생존 능력을 크게 향상할 수 있습니다. 이러한 전략에는 요약, 메모 및 메모 작성, 메모리 도우미 장치 활용이 포함됩니다. 강사는 학부생에게 데이터를 효과적으로 요약하고 구성하는 방법을 지시하는 동시에 핵심 초점과 기본 생각을 인식할 수 있는 권한을 부여할 수 있습니다. 메모를 단서, 메모 및 개요로 구성하는 코넬 메모 작성 전략과 같은 전략을 활용하도록 학부생을 교육함으로써 메모 작성을 진행할 수 있습니다. 정신 보조원은 디자인, 잘림 또는 운율을 통해 데이터를 염두에 두고 공부하는 데 도움을 주어 메모리를 덜 요구하고 더 신뢰할 수 있게 만듭니다. 다섯째, '비계형 지도방법'입니다. 플랫폼은 한국어로 '비계'를 의미합니다. 비계란 건축공사 중 높은 곳에서의 작업을 강화하기 위해 도입된 임시적 틀을 말하는데, 여기서는 교육적 틀을 암시한다. 프레임워크는 학부생이 현대 개념을 배울 때 일시적으로 돌려주는 것을 포함하는 인지 학습 가설을 기반으로 한 교육 전략이 될 수 있습니다. 이 등은 학부생의 능력이 향상됨에 따라 지속적으로 추방됩니다. 강사는 복잡한 과제를 더 작고 합리적인 방식으로 나누고, 방향을 제시하고, 학습 핸들을 통해 입력을 제공함으로써 교육을 플랫폼 화할 수 있습니다. 사례에는 시각적 도움말 활용, 문제 해결, 학부생이 문제를 겪을 때 단서 또는 프롬프트 제공이 포함됩니다. 학생들의 확신과 능력이 성장함에 따라 자유와 권위를 증진하기 위해 비계가 꾸준히 제거됩니다.
이처럼 인지주의 학습이론은 학습자의 내부 인지 과정을 중시하며, 학습이 단순히 외부 자극과 반응의 결과가 아니라, 정보의 처리와 변형을 통한 능동적인 과정임을 강조합니다. 이를 통해 학습자의 능동적인 참여와 메타인지적 능력을 길러주는 다양한 교수 전략과 학습 방법이 개발되고 적용됩니다.