[교육심리] 학습자의 인지발달을 알아봅시다(인지발달의 원리/뇌의 역할)

 연령에 따라 구사하는 어휘나 지적인 수준에는 큰 차이가 있다. 아동과 성인의 사고에는 질적으로 다를 수밖에 없는데 교사는 이러한 점을 고려한 수업을 해야 한다. 따라서 학습자의 인지발달과 그에 따른 학습자의 인지적 수준 차이를 이해해야 한다.

 먼저 인간이 태어나서부터 노년기에 이르기까지 변화과정을 발달이라한다. 인간은 연령이 증가하고 그에 따라 신체가 성장하는 생물학적 발달을 넘어 정서와 심리적 발달의 작용을 거치는데, 심리학에서 분과 된 발달심리학은 인간의 발달적 변화와 특징을 지속해서 연구한다.

 인간 발달은 다음과 같은 기본원리를 가지고 있다. 1) 인간 발달은 예측이 가능한 패턴을 가지기에 보편적인 특성이 존재한다. 2) 그러나 예측 가능한 순서와 패턴을 가지지만, 그 발달의 속도에 따라 개인의 차이가 존재한다. 개인의 발달 속도에 차이가 있는 것은 유전과 환경에 따라 조금씩 다르다고 볼 수 있다. 이것은 신체적 발달뿐 아니라 어휘를 배우는 속도 등에 차이가 있음을 설명한다. 3) 신체적 발달이나 지적인 발달에 있어 유전적 요인 못지않게 환경적인 요인도 중요하게 작용한다. 그래서 발달심리학에서는 유전과 환경의 요소가 상호 작용한다고 본다. 4) 신체적 발달, 인지적 발달, 정서적 발달, 성격 발달, 도덕성 발달 등이 발달에 포함되는데 이러한 영역들은 유기적으로 상호작용한다.

이 중 먼저 인지적 발달(cognitive development)은 지식과 이해, 기억, 인식과 같은 정신구조 내에서 일어나는 사고발달의 변화를 말한다. 연령이 증가하며 보다 방대한 양의 지식을 알게 되고, 기억되는 정보의 양과 질이 변한다. 인지발달을 위해서는 뇌 구조에 대한 이해가 필요하다. 뇌에는 중요한 영역이 여럿 있다. 그중 대뇌피질은 뇌의 앞부분과 정수리에 위치한 뇌의 겉면이다. 대뇌피질은 우리의 뇌에서 추리하고, 해석하고, 계획하고 결정하는 역할을 한다. 예를 들어, 골프장에서 골프공이 날아올 때 우리는 이 자극을 눈(감각)을 통해 먼저 인식한다. 그리고 이러한 정보를 대뇌피질에 즉시 전달하는 것이다. 그래서 대뇌피질이 ‘위험하다’는 해석하면, 그 공을 피하라는 ‘명령’을 내리는 역할을 담당하게 되는 것이다. 그러면 골프공을 피하기 위해서 동작하는 반응을 하게 된다. 이렇게 감각기관을 통해 들어온 외부의 자극을 뇌에 전달하여, 뇌가 명령하는 정보를 주고받는 구체적인 작업은 뇌세포의 일부분인 뉴런(neuron)이 담당한다. 뉴런은 뇌에서 운반을 담당하는 아주 중요한 역할이다. 인간에게는 보통 1000억 개 정도의 뉴런이 있다. 뉴런은 또 다른 뉴런과 서로 연결되어 있으며, 그 모양과 크기는 매우 다양하다. 뉴런의 구조는 세포체 (cell body), 수상돌기(dendrite), 축색돌기(axon), 종말단추(terminal button)로 이루어져 있다. 뉴런에 자극이 전달되는 방향은 세포체→ 수상돌기→ 축색돌기→ 종말단추로 이어지게 된다. 세포체는 세포의 활기도를 결정하며 건강을 책임지는 역할을 한다. 또한 세포체는 수상돌기와 축색을 연결한다. 그리고 수상돌기는 가지모양으로 짧게 뻗어 있어서 다른 뉴런으로부터 정보를 받아들이는 역할을 한다. 세포체는 수상돌기가 전하는 정보를 통합하는 역할을 한다. 수상돌기의 모양이 나뭇가지처럼 생겼는데, 이는 정보를 전달하기에 완벽한 구조이기 때문이다. 축색돌기는 길고 가느다란 관이다. 이는 세포체로부터 뻗어 나오며 다른 뉴런에 정보를 전달하는 통로가 된다. 인간으로 본다면 팔의 역할과 같은 기능을 수행한다고 볼 수 있다. 축색돌기의 길고 가느다란 관의 끝은 여러 가지 갈래로 갈라져 있는데, 그 끝의 돌출부를 종말단추라고 한다. 종말단추는 화학적 물질을 내포하고 있다. 바로 이 종말단추에서 신경전달물질을 방출한다. 종말단추는 다른 뉴런의 수상돌기와 직접 닿아있지는 않지만, 대신에 매우 작은 틈새가 있어 그사이에 뉴런의 종말단추와 수상돌기 사이에서 접합점 역할을 한다. 이 작은 틈새를 시냅스 (synapse)라고 한다. 성인들의 뇌에는 단독 뉴런과 다른 뉴런들 사이에 수천 개의 시냅스가 형성되어 있어서 뇌의 다른 부분들을 통합하고, 이를 통해 의사소통이 가능하게 한다. 뉴런들 간의 연결은 이때 무엇보다 중요한데, 뉴런이 또 다른 뉴런에게 전기적 신호를 보내어 정보를 주고받는데 이 뉴런 간의 연결이 활발해야만, 우리의 두뇌가 원활하게 활동한다는 것과 같다. 바로 이 두뇌가 원활하게 작용이 되어야 우리의 사고가 계속해서 지속적인 발달을 한다는 것이다. 아동에서 청소년으로 갈수록 뉴런들 간의 연결부위인 시냅스가 형성되는데, 뇌의 발달이 가속화되려면 시냅스가 증가해야 한다. 하지만 이 스냅스는 영원한 것이 아니기 때문에 계속해서 생성될 수 있도록 신경을 써야 한다. 시냅스는 뇌에서 자주 사용이 되면 활성화되어있지만, 사용되지 않는 시냅스는 쇠퇴하고 없어지게 된다.

 특히 이 시냅스와 관련하여 많은 자극과 경험을 통해 뉴런들 간의 연결이 활발해지고, 사고가 발달할 수 있기 때문에 감각을 계발할 수 있도록 보고, 만지고, 듣는 다양한 체험이 중요하다. 그래서 교육학자들은 유아기 아동기의 학습자들이 뇌의 발달에 민감한 시기로 시냅스가 증가하는 시기로 보기 때문에 적절한 교육 경험을 제공하여 인지적 발달을 시켜야 함을 강조한다. EBS에서 2012년 방영된 ‘배움 너머: 세상과 나 사이’를 보면 두뇌를 발달시키기 위해 어떻게 해야 하는 가에 대해 소개하고 있다. 이 프로그램에서는 어린 시기에 자녀들에게 다양한 자극을 경험시킴으로 뉴런 간의 연결을 통해 뇌의 발달에 도움을 줄 수 있다는 이야기를 거듭한다. 이처럼 고정된 영상매체를 통한 것은 뇌의 발달을 시키기가 어렵다. 그래서 유아기 아동기의 학습자는 감각 훈련을 통해 뉴런의 연결을 늘리는 것이 필요하다. 성인들 또한 새로운 정보를 계속해서 받아들이고 사과과정을 거쳐야지만 뉴런의 연결성이 살아나고 퇴보하지 않을 것이다. 계속해서 지적인 자극을 하는 것이 인지발달에서 가장 중요하다.