교육심리학) 인지주의 학습이론(잠재/통찰학습, 정보처리이론, 전략과 전이)

배경 : 행동주의 이론으로 설명할 수 없는 인간의 사고과정, 행동 연구. 신경과학, 의료기술, 컴퓨터 발달 등

인지주의 주요 원리 : 능동적 존재인 학습자, 사전경험/지식별로 다양한 인간 반응, 행동잠재력 변화가 있는 학습

 

1. Tolman의 잠재학습 : 3집단 쥐 미로실험 -> 안주다가 강화를 준 시점에서 급속하게 실수확률이 줄어듦

• 눈에 보이지 않는 인지적 변화가 '급속하게' 시점에서 일어남 = 학습 = 잠재학습(latent learning)

• 학습이란 단순히 자극-반응의 연합이 아닌, 어떤 행동시 특정 결과를 얻을 것이라는 기대를 학습하는 과정 = 기대가 일어났다는 것으로도 학습 여부를 판단할 수 있음 = 이런 유기체의 반응은 '행동의 목적지향성(O)'

• 목적적 행동주의 S자극->O(유기체의 내적=인지적 생각, 목적지향, 기대)->R반응

 

1. 통찰학습(게슈탈트 이론, 형태주의 이론) 

• Gestalt theory : 유기체는 환경을 능동적으로 구조화하고 조직함으로써 형태를 구성함

• Kohler(쾰러)의 통찰학습 실험 : 천장에 매달린 바나나를 얻기 위한 침팬지의 발판쌓기!

• 지속적인 시행착오 학습이 아닌 아하! 하고 문제해결 과정을 통찰

• 자극-반응의 반복적인 연합(=강화)을 해주지 않고도 문제해결이 가능

 

1. 정보처리이론

• 감각기억=감각등록기

• 환경으로부터 처음 들어온 자극/정보를 원래 형태 그대로 보존하는 곳

• 매우 큰 용량/짧은 기억시간(1~4초)

• 작업기억(working memory)(구 용어 : 단기기억)

• 처음으로 의식적인 사고가 발생(마음의 작업대)

• 지식을 구성하는 장소, 정보의 단기간 저장과 처리가 동시에 이루어짐

• 정보를 처리하기 위한 3가지 요소로 구성됨

• 음운고리(Phonological loop) : 단어/소리 단기간 저장하는 체계, 유지시연(리허설, 반복적 읽기)을 통해 정보를 저장

• 시공간 스케치판 : 시각/공간정보를 단기간 저장하는 체계

• 중앙집행기 : 정보의 흐름 통제, 작업기억의 핵심

• 음운고리에서 음성학적 정보, 시공간 스케치판에서 시공간 정보가 상호 독립적 : 각자의 정신적 작업 가능, 어느 하나만 돌리면서 생각하지 않음('자전거'단어를 알고, 이후 자전거를 봤을 때 '자전거'단어와 매칭 가능)

• 제한된 용량(약 7개 쁠마 2)/성인 기준 10~20초의 기억시간 : 작업기억의 한계는 인지적 부하(cognitive load)와 관련

• 인지적 부하를 줄이는 방법(작업기억의 한계 극복방법) : 청킹(정보의 덩어리 묶어서 저장하기 : 전화번호 3~4개로 묶어서 기억), 자동화(구구단이 자동으로 나오게 하기), 분산처리(작업기억에서 시공간 스케치판/음성학적 고리를 독립적으로 처리 및 저장하게 함) - 학습전략에서 구체적으로 다룸

• 장기기억

• 정보가 최종적으로 저장됨, 영구적인 정보저장소

• 용량 무제한

• 장기기억 속 저장 유형 = 지식의 유형

• 지식 중 '선언적 지식'

• "무엇은 무엇이다." 사실에 관련한 지식

• 의미(semantic)기억(개념, 아이디어) 혹은 일화(episodic)기억으로 저장됨, 명시적임

• 지식 중 '절차적 지식'

• "어떻게 하면 된다" 행하는 방법에 대한 지식 (자전거타기, 운전하기, 수영하기 등)

• 암묵적임

• 기억 과정 

• 주의(attention) : (감각기억->작업기억)자극에 의식적으로 초점을 두는 과정, 용량과 지속성 한계적, 자극간 전이가 쉬움

• 지각(인식)(perception) : (감각기억->작업기억)자극을 해석하고 의미를 부여하는 과정, 학습자마다 다름(모형에서의 구부러진 화살표), 사전지식에 의존, 올바른 인식을 할 수 있도록 지도 필요

• 부호화(encoding) : (작업기억->장기기억)새로운 정보를 장기기억에 표상하는 과정, 정보를 유의미하게 부호화(정교화, 조직화, 심상 등)해야 인출이 용이함

• 인출(retrieval) : 장기기억 내 저장 정보를 작업기억으로 이동시키는 과정. 정보가 부호화된 맥락과 방법의 영향 받음(부호화의 질이 인출의 질 결정)

• 망각(forgetting) : 장기기억에서 정보 소실, 인출 불가하게 되는 것. 인출 실패=망각의 원인

• 소멸/쇠퇴 이론 : 시간이 지나며 점차 정보 망각(에빙하우스 기억 곡선)

• 간섭(interference) 이론 : 이전 혹은 이후에 한 학습이 현재의 이해를 방해(기억 속 저장된 항목들 사이의 혼동으로 인한 망각 발생)

• 역행 간섭 : 새 정보가 기존 정보 기억 방해, 오늘 배운건 기억하는데 어제 배운건 기억 못하는 경우 (목록의 마지막 내용을 더 잘 기억=최신 효과recency effect)

• 순행 간섭 : 기존 정보가 새 정보의 기억 방해. (목록의 첫 내용을 더 잘 기억=초두 효과primacy effect)

• 망각에 대한 교육적 적용

• 밀접한 관련이 있는 개념을 함께 가르치기=간섭 줄이자.

• 이미 학습한 정보와 새로운 개념 간 유사점과 차이점 살펴보게 하자.

• 정보가 부호화된 맥락과 방식을 고려하자.(유사한 상황에서 인출이 용이하도록, 시험 때 같은 자리 등)

• 장기기억 속 지식이 더 자세하고 서로 연결되어 있을수록(그림 등) 인출이 용이해진다.

• 연습을 통한 자동화가 인출을 촉진하기도 한다.

• 초인지(메타인지)

• 사고과정에 대한 지식, 기억체계의 과정 전체를 지각하고 통제

• 초인지적 학습자는 목표와 동기를 계힉/통제/이끄는 방법을 안다.

• 정보에 주의집중/변형/조직/정교화/재생에 도움을 주는 전략을 알고 쓴다.

• 주의집중의 중요성을 지각하고 자신에게 효과적인 학습환경을 조성한다.

1. 학습전략

• 묶기(청킹) 전략 : 작업기억의 용량제한 극복용, 많은 작은 정보를 묶음단위로 처리, 기억할 수 있는 정보량이 늘어나는 효과

• 심상(imagery)전략 : 이중부호화(dual-coding)이론에 기초, 장기기억 안에서도 언어와 심상이 분리된 기억체계를 가지는점을 이용, 장소법, 핵심단어법

• 정교화(elaboration) 전략 : 기존 지식/경험에 새 정보 연결하여 도식(인지구조) 확장, 새 정보의 유의미성 증가, 자신만의 언어로 정리하기(자신의 언어가 곧 기존 지식경험)정교화 시연(경험이 가미된 리허설), 기억술(mnemonic devices)

• 조직화(organization) 전략 : 관련있는 내용을 공통범주나 유형으로 묶는 전략, 개요 작성, 개념도(마인드맵) 등

• 맥락을 이용한 인출전략 : 정보를 받아들인 상황을 떠올려보기(강의 장소 등)

• 인출연습전략 : 독서 학습에서 주로 이루어짐, 로빈슨의 SQ3R, 토마스와로빈슨의 PQ4R

 

1. 학습의 전이(transfer) : 선행학습이 새로운 학습이 영향을 미치는 것

• 새로운 학습을 미래의 다른 상황(다른 학습)에 적용하는 능력이 높으면 전이가 잘 되는 것

• 긍정적 전이 : 선행학습이 새로운 학습에 긍정적 영향(현악기 연주자가 피아노 연주자보다 다른 현악기 습득을 잘함)

• 부정적 전이 : 그 반대(영단어가 중국어, 이탈리어 알파벳 발음 학습에 헷갈리는 영향)

• 수평적 전이 : 선행학습이 유사한 학습영역에 영향(수학의 사칙연산-화학 등에서 수리적 계산)

• 수직적 전이 : 선행학습이 보다 같은 영역의 보다 고차원 학습영역에 영향

• 전이의 교육적 고찰

• 이해를 동반한 학습이 전이를 촉진한다.(먼저 이해가 잘 돼야 함)

• 학습되었던 상황과 전이가 일어날 상황이 비슷할 때 더 쉽게 전이된다. (인출-맥락 간 관계 참조)

• 전이는 자동적으로 일어나지 않고, 교사가 그러한 수업을 계획해야 한다. (실제 사례 제시, 관련 교과 통합 등)

 

1. 인지주의 학습이론의 교육적 시사점

• 교사는 학습자의 선행지식을 활성화해주어야한다. (새로 배울 지식과 잘 연결되도록)

• 학습자의 주의를 끄는 수업을 계획하자. (주의/지각이 잘 되어야 단기적으로 기억 저장 용이, 시청각 자료 제시 또는 관련 활동 해보기)

• 작업기억에 인지적 과부하를 걸리지 않게하자. (제한된 용량으로 장기기억으로 잘 넘기도록 청킹, 자동화 등 전략 사용)