나의 뇌 진화시키는 법_ 효과적인 공부법

 
 

교육의 뇌과학
_2025.2 버버라 오클리, 베스 로고스키, 테런스 세즈노스키
 
(가르치는 직업에 있는 분에게 모두 도움이 되는 책인 것 같습니다. 실용적인 예시들이 많이 나오기 그런 부분들은 책을 참고해 주세요. 참고로 이 책에 나온 모든 학습예시는 학습열망이 있는 아이들에게만 가능한 이야기 같다는 생각이 들어요. 무엇보다 중요한 것이 동기부여가 아닐까요. 일단 책 내용을 간략히 볼게요^^)
 

1. 작업기억 _ 학습속도를 결정하는
 

경주용 자동차 같은 두뇌와 등산객 같은 두뇌가 있다.
작업기억은 말 그대로 작업 중인 기억이고, 이 용량이 작은 사람이 학습에 더 어려움을 겪는 것은 사실이다. (아래 문어다리가 4개인 사람과 8개인 사람이라 생각하면 편할 듯)

즐겁게 음악을 들으면서 공부해도 좋은 성적을 얻는 학생이 있는데 작업기억용량이 큰 뇌를 가지고 있는 것이다. (but 어떤 학생이든 수학 공부를 할 때는 음악을 듣지 말아야 한다. 수학과 음악이 사용하는 두뇌 영역이 겹치기 때문이다) 이들은 어떤 유형의 수업을 받아도 잘 배우고, 심지어 자기 주도적 학습을 할 때 더 높은 성과를 보이기도 한다.

하지만 배경지식을 쌓아서 장기기억이 많아지면 (아래 문어다리가 더 늘어나는 건 아니지만) 작업기억에 더 많은 정보를 담을 수 있으니 작업기억을 강화할 수 있다!!
장기기억의 신경세포 연결 고리는 작업 기억을 활성화하고 확장한다!!

작업기억을 통해 학습 - 해마는 정보가 저장된 신피질로 연결하는 역할 - 신피질은 장기기억 저장소 (서술적체계의 학습)

학습 속도가 빠르다고 반드시 좋지만도 않다. 노벨상을 수상한 경제학자 프리드리히 하이에크는 동료들과 달리 더디고 힘들게 자료를 파악하는 과정에서 획기적인 실마리를 발견했다. 
 
1860년대 산티아고 라몬 이 카할의 사례를 보면, 카할은 느리게 학습하는 유형으로 천천히 어렵게 배워나갔다. 카할은 예술가가 되고 싶었지만 아버지는 그를 의사로 만들고 싶어 했다. 작업 기억력이 좋지 않아 새로운 정보를 장기 기억에 담는 데 어려움을 겪었으며, 터무니없는 행동으로 몇몇 학교에서 퇴학당하기까지 했다. 결국 아버지는 카할에게서 손을 뗐다. 그런데 놀랍게도 카할은 의학박사학위를 받았다. 또한 획기적인 연구로 신경 해부학계에서 엄청난 명성을 얻었고, 심지어 노벨상까지 받았다. 현재 그는 신경과학의 아버지로 불린다. 그는 자신이 성공한 이유가 천재가 아니었기 때문이라고 설명한다. 함께 연구하던 천재들은 자신이 옳을 때가 많았기 때문에 오류를 인정하고 고치는 연습을 해보지 못했다. 이 경주용 자동차 같은 두뇌를 가진 사람들은 빨리 해답을 찾아 결론을 내렸지만, 자신이 틀렸을 때 오류를 수정할 수 없었다. 뛰어난 지능을 활용해 왜 자신들이 옳을 수밖에 없는지 합리화할 방법을 찾아냈다. 그러나 카할은 자신이 틀렸다는 사실을 깨달으면 유연하게 생각을 바꿀 수 있었고 덕분에 과학적 돌파구를 찾아낼 수 있었다. 
 

2. 모두에게 적합한 수업법
 

작업기억용량이 작은 학생을 위해 준비한 교육전략이 모든 학생에게 도움이 되기도 한다. 교사주도 수업이 효과적이고, 주기적으로 수업을 중단하고 학생들이 못다한 필기를 할 기회를 줘야 한다. 수업 내용 세분화해서 여러 번 연습하는 수업이 매우 중요하다.(적극적인 연습→장기기억으로)

• 가능한 짧고 간단한 말로 지시한다.
• 학생들과 자주 시선을 마주친다.
• 지시사항을 칠판에 써놓는다.
• 암기요령을 알려준다.
• 빈칸이 있는 개요나 필기용 인쇄물 (빈칸채워넣기)
• 천천히 설명한다.
• 질문을 던지고 잠시 멈추어 정보인출에 도움주기
• 필기할 단서를 준다 ("5가지 항목을 살펴볼 거예요. 첫 번째는..."처럼 단서가 있으면 학생들이 체계적으로 필기하기 쉽다)

 

3. 작업기억 강화방법
_ ①능동적 인출연습, ②수면, ③운동
 
① 기억해 내기(능동적 인출연습)

단순 재학습이 아니라 핵심개념을 능동적으로 인출하면 장기기억의 연결고리를 견고하게 한다. 학습자가 정보를 인출할 때마다 해마는 신피질 여기저기에 저장된 정보 사이의 연결 고리를 강화라는 것이다. 신피질에서 강화된 기억은 해마를 거치지 않고도 곧바로 정보인출이 가능하다. 해마는 기억의 용량이 제한적이고 정보를 장기적으로 유지하는 부분은 신피질이다. 
"학습을 혁신하려면 정보를 빼내는 인출 연습에 초점을 맞춰야 한다. 연구 결과에 따르면 인출 연습은 강의, 다시 읽기나 필기 같은 흔한 방법보다 효과가 더 강력하다."
 

② 쉬는 동안(or 수면 중) 학습이 진행된다

수업 중의 짧은 휴식은 해마를 쉬게 하면 학습이 더 강화된다. 수면 중 오프라인 모드가 되는 두뇌에서는 수리, 보수, 대규모 재구성이 되는데 이때 기억이 전체적으로 견고해진다. (견고한 신경세포 연결고리를 생성하여 기억응고화)
잠잘 때는 깨어 있을 때와는 다른 신경 화학 물질이 풍부하게 분비되고, 이 물질이 장기 기억에 새로 형성된 연결 고리를 밀봉하는 역할을 한다. 

한 연구에 따르면 학습 후 15분 동안 눈을 감고 휴식을 취하면 휴식 없이 다음 과제로 넘어갔을 때보다 방금 배운 내용을 훨씬 더 잘 기억했다. 수업 중에 1분 미만으로 쉬어도 (휴식을 통해 신경세포의 연결을 강화하기에) 학생들이 새로운 내용을 더 잘 받아들일 수 있다. 즉 능동적으로 쉬는 시간을 주면 학습을 더 잘할 수 있다. 
"활동 사이사이에 여러 차례 짧게 휴식하면 기억응고화가 일어난다. 깨어있는 동안 휴식은 전혀 시간낭비가 아니다. 장기기억을 형성하는데 결정적 역할을 한다."
 p111 산만 모드(복도를 걷거나, 샤워할 때, 잠들 때, 산책할 때 등)에서 무작위로 연결고리가 생긴다. 잠시 쉬면 뇌에서 놀라운 진전이 일어난다. 

산만모드에서 학습의 진전이 생긴다

③ 운동

운동은 두뇌에서 비료와 같은 뇌유래 신경영양인자(BDNF)를 만들어낸다. 한 번만 운동해도 BDNF수준이 높아지지만, 규칙적으로 운동하면 더욱 높아진다.

운동을 하면 BDNF가 생겨서 다른 신경세포들과 쉽게 연결된다.

 

4. 수업 Tip
 

① 재충전을 돕는 활동

• 조별활동으로 편안한 분위기에서 서로 이야기하기 (휴식은 해마의 부담을 줄인다)
• 집중모드 후 요가하며 몸풀기, 화장실 다녀오기
• 1분 동안 요약하기 (방금 배운 내용, 키워드) _인출연습효과
• 1분동안 이해 안 되는 부분 파악하기 _메타인지
• 조별활동으로 서로 물어보고 가르쳐준다.
• 관련된 이야기 간단히 들려주기
• 흥미 자극 퀴즈내기
• 유머 곁들이기
• 움직임 곁들이기, 일어나서 스트레칭, 야외 학습

② 차례차례 대답하기

• 질문을 던지고, 생각할 시간을 주고, 차례차례 답변하게 한다 (단, 누구도 중간에 끼어들어 흐름을 방해하지 말아야 함) 모든 학생이 발표한 후 오답을 수정한다. 차례차례 대답하면 학습 효과가 높아지고, 모든 학생이  '이해했는지' 확인할 수 있다. 

③ 생각하고 짝지어 이야기 나누기

• 타이머를 맞춰 집중적으로 생각할 시간을 주고 (인출효과) 서로의 생각을 이야기한다.
• 학생들이 조별로 이야기를 할 때 교사가 자신의 책상으로 돌아가 이메일을 확인하거나 자료를 정리하지 않도록 주의해야 한다. 교사가 학생들 사이를 돌아다니면 진행에 도움이 될 뿐 아니라 교사가 학생에게 관심을 기울인다는 사실을 보여주고 친밀한 관계를 형성할 수 있다. 돌아다니면서 정답을 정확하게 아는 모둠의 학생에게 발표를 권하고, 그 모둠에서 가장 수줍어하고 평소 발표를 꺼리는 학생이 이야기하게 하자.

       **참고 문장**
(*아래 문장들은 아이가 선생님 놀이할 때, 부모가 질문할 때 유용하게 사용할 수 있을 것 같아요)

• 동생이나 친구가 이해할 수 있는 말로 ----을 설명해 보세요.
• 1분 안에 ----을 할 수 있는 사례나 방법을 최대한 많이 생각해 보세요.
• 만약 ----을 하면 무엇이 잘못될 수 있는지 설명해 보세요
• 이야기 속 주인공을 한 단어로 설명해 보세요. 그 주인공의 구체적인 생각과 행동을 통해 그 단어의 의미를 설명해 보세요.

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5. 효과적 공부법

 

① 미루는 습관 고치기

어려운 과제는 미루기 쉽다. 좌절감이 느껴질 때까지 열심히 노력한 다음(집중모드), 쉬어보라고(산만 모드) 조언하자. 어려운 주제를 공부할 때는 두 모드 사이를 왔다 갔다 하면 불안감을 줄이면서 앞으로 나아갈 수 있다. 

p107 미루는 습관을 고치는 동기부여 : 학생들이 배우는 과정에서 직면하는 어려움을 극복할 수 있도록 중간중간 자극을 주고, 금방 보상받을 수 있다고 느끼게 하고, 하루하루 성과를 가치 있게 여길수 있도록 가르쳐야 한다. 
 
p121 중간중간 단계를 나누어서 과제를 수행하게 하는 일정이 꼭 필요하다. (평가기준과 예시가 반드시 필요)

• 해야 할 일 목록 만들기
• 주변 정리하기
• 규칙적으로 과제점검(책임감 높이기)

 

② 집중하지 못하는 경우

• 어려운 과제 잘게 나누기 :  '첫 번째 문제를 2분 안에 풀어야 해' 같은 방법으로, 더 작은 목표를 제시하는 것도 도움이 된다. 
• 수업집중을 위한 형성평가 : 잠시 멈추고 기억해 내기, 1분 동안 요약하기, 이해가 잘 가지 않는 부분 1분 동안 살피기, 차례차례 대답하기, 생각하고 짝지어 이야기 나누기. 
• 포모도로기법 : (토마토처럼 생긴 타이머에서 유래된 말) [25분 과제집중 - 5분 휴식]을 서너 차례 반복한 후 30분 쉬는 것이다. (*타이머를 사도 되지만, 어플도 있음) 학생이 어리다면 집중모드 시간을 줄인다. (ex. 나이에 1을 더한 만큼 집중, 9살이면 10분간 과제집중) 쉬는 시간이 특히 중요하다. 쉬고 있는 것 같아도 두뇌는 학습을 계속하고 있다. 보통 집에서 활용하지만, 수업 중에도 활용할 수 있다. 수업 시간에 조용히 과제를 한 다음, 다 끝나면 잠깐 휴식을 즐기게 하면서 포모도로 기법을 경험하게 하는 것이다. 

 

6. 두뇌를 진화시키는 공부 _ 단순 강의가 아닌 능동적인 직접지도

 

① 서술적 학습과 절차적 학습

아래 두 경로 모두 학습에 꼭 필요하다. 스스로 연습해야 하는 이유는 '연습'경로가 발달하도록 돕기 위해서다. 두 체계는 통합과정을 통해 기억을 강화하는 것으로 보인다. 수면과 운동이 두 기억체계 모두의 학습을 강화한다. 
최근연구에 따르면, 신발끈 묶기부터 수학의 복잡한 패턴 파악, 언어를 빠르고 자연스럽게 말할 수 있는 능력 등 복잡한 개념을 학습할 때도 *절차적 체계가 중요하다는 사실이 밝혀졌다.
(*절차적 체계 : 뇌 뒤쪽 시각 및 청각 체계에서 시작됨. 이 뇌의 뒷부분은 아주 어릴 때 가장 먼저 성숙하며(그래서 모국어 잘 배움) 가장 마지막에 성숙하는 부분은 계획과 판단이 이루어지는 전전두엽 피질이다)
 

 
*적절한(질 좋은 적은 양의) 숙제는 중요하다. 서술적 기억과 절차적 기억을 함께 쌓을 수 있다. 시간을 두고 반복학습을 하게 하고, 자기 조절 기술도 개발할 수 있다. 시간을 두고 반복하는 것이 중요하다. 중간 휴식기는 장기 기억에 신경세포 연결 고리를 만드는 과정이기 때문이다. 
 
*끼워넣기 연습 : 패턴이나 차이점을 파악하며 절차적 학습을 강화시키는 방법이다. 예를 들어 외국어의 경우 현재형, 과거형, 조건부 시제 등을 따로따로 배우고 난 뒤 시제를 섞어서 연습하기, 문학의 경우 직유, 은유, 과장, 의인화 등 문학적 장치를 배운 뒤 문학작품을 읽을 때마다 문학적 장치 찾기 놀이하기 등
 
*키보다보다 손글씨 : 종이에 펜을 누르고, 쓰고 있는 글자를 바라보고, 글자를 쓸 때 나는 사각사각 소리를 들으면서 여러 감각이 활성화된다. 우리는 손으로 쓸 때 더 잘 학습하고 더 잘 기억한다. 그래서 시간이 더 많이 걸리고 지루하더라도 어린이는 손 글씨 배우는 단계를 거쳐야 한다. 
 
p163 이 책의 공동 저자 오클리의 사례를 들어 절차적 학습의 예시를 보자. 20분 분량의 일반적인 TED 강연을 하려면 70시간은 연습해야 한다. 그래서 오클리는 다가오는 TED 강연을 앞두고 몇 주 동안 충실하게 연습했다. 결과적으로 잔뜩 긴장은 했지만 강연을 부드럽게 진행할 수 있었다. 강연하는 동안 오클리는 자신이 무슨 말을 하고 있는지 생각할 필요조차 없었다. 너무 긴장해서 생각할 겨를이 없었으므로 오히려 다행이었다.
 
연습을 통해 스키마가 구축(연결 고리를 하나로 묶어주는 신경세포 선반)되는데, 기존의 스키마 덕분에 학생은 한 주제에 대한 새로운 내용을 더 쉽게 배울 수 있다. 아래와 같은 그래픽 오거나이저가 도움이 된다. 
 ① 템플릿을 주고 채워 넣게 하기
 ② 비교 대조를 위한 도표
 ③ 역사적 사실을 나타내는 연대표
 ④ 인과관계 정리표
 
*난독증 : 절차적 체계와 자동화 기술과 관련된 훨씬 더 근본적인 문제에서 비롯된다. 이런 어린이는 서술적 기억 기술을 발달시켜 보완해야 한다. p164
 

7. 온라인 수업

실시간 온라인 수업(대면수업, 직접지도와 비슷)과 녹화수업이 있는데 두 방식을 혼합할 때 가장 효과적이다.
(*책에 세세한 실용적인 예시들이 많이 나오는데요, 가르치는 직업이나 심지어 유튜버에게도 도움이 될 것 같습니다. 그런 부분은 책을 참고하세요)

• 음향이 중요하다(전문 마이크). 조명과 카메라의 위치도 신경 쓰자. 교사의 어조와 목소리는 연습이 필요하다(낮은 목소리로 문장 읽기 연습). 교사는 본인의 목소리가 높은 편이라면 연습을 많이 하거나 코칭을 받는 것이 좋다.
• 약간의 유머를 섞어야 한다. 교사의 존재감이 돋보이는 영상을 만들자.

 

1. 실시간 온라인 수업

•  교육자나 학생모두를 피곤하게 만들기도 한다.
•  카메라를 똑바로 보는 시선이 집중을 위해 중요하다. 
• 수업참여를 위해 상호작용요소는 필수 (질문 하기)

2. 녹화수업

•  지루함을 없애려면 1분당 160~185 단어 정도의 비교적 빠른 속도로 말하는 것이 좋다. (정지 가능하므로)
•  교사의 존재감을 알려야 한다 (온라인 수업에도 교사가 화면에 나와야 결석률이 낮다. 이메일을 통해 여러 번 자주 일깨워주면 교사의 존재감도 알리고 학생의 미루는 습관을 줄이는 데 도움이 된다) 교사의 존재감이 "학생들이 온라인 수업에 계속 참여해서 끝마치게 하는 중요 요소 중 하나"라고 밝혀졌다. 

8. 기타 내용으로는,

 

• "뜻밖의" 보상은 시냅스에서 도파민을 분출해 학생들이 새로운 신경세포 연결 고리를 더 효율적으로 만들 수 있게 한다. (뜻밖의 보상 : 활기찬 목소리, 긍정적 격려 등)
• 예상되는 보상은 동기를 유발하지만, 학생들은 때로 교육자들의 생각(좋은 성적 받기)과 다른 보상(또래 집단의 인정)을 원할 수도 있다. 
• 반항하는 아이의 경우, 일대일로 만나서 친밀한 관계를 맺고 행동을 개선할 방법을 계획할 수 있다. 
• 스트레스 : 개인이 어느 정도 통제가능한 일시적 스트레스는 오히려 건강에 유익하다. 아드레날린, 코르티솔이 적당히 분비되면 신경세포들이 잘 연결된다. 사회정서적 학습(협동학습)이 스트레스를 줄인다. 학기가 끝날 무렵에는 끈끈한 팀이 될 수도 있다. 서로 지지해 주는 구성원 덕분에 스트레스 호르몬 수치가 낮아진다. 중간, 기말고사 후 정기적으로 모둠을 재구성하자. 좋은 팀은 스트레스를 조절하는 사회적 완충 역할을 한다. 협동학습의 단점은 집단이 커질수록 창조성이 떨어진다는 점이다. 혁신적이고 창의적인 진전을 이루려면 혼자 개별적으로 일하거나 2~3명 정도의 작은 팀으로 일해야 한다. 그다음 대규모 팀으로 발전시켜야 한다. (집단에서는 개인들이 아이디어를 덜 생각해 냄)

 

마무리

 
학창 시절 공부잘하는 어떤 아이는 음악을 들으며 공부를 한다더군요. 박완서님의 책에 자녀가 라디오를 틀어놓고 공부를 하는 장면이 잠시 나오는데 그 애가 서울대를 갔다고...그런데 남편도 학창시절 음악 틀고 공부했다고 평소에 말하곤 했어요. 저는 이해가 안 됐죠. 저는 집중할 때 옆에서 시끄러우면 신경쓰이거든요. 방해받아요. ㅎㅎ 그런데 이 책이 그 비밀을 알려주네요. 내 뇌의 작업기억용량이 작은 거라는 것을. ㅠㅠ
 
하지만 낙담하진 마세요. 배경지식을 쌓으면 쌓을수록 작업기억으로 불러들일 수 있는 정보가 많아지니까요. 
충분한 연습/수면/운동은 우리 뇌를 진화시킵니다. 
 
미루는 습관,
하기 싫은 일이 있을 때, 가장 좋은 방법이 뭔지 아시나요? "하기 싫은 일일수록 빨리 해치우기"입니다. ㅎㅎ제가 터득한 방법입니다. 빨리 해치워버려야 제 뇌의 스트레스 호르몬도 덜 분비되지 않겠어요?^^

책을 읽는동안 황농문 저서의 [몰입]이 아주 많이 겹쳐서 떠올랐어요. 아래 링크 참고해 보세요.
 
이 책에 나오는 모든 교수법이나 수업 Tip들이 효과를 거두려면, 아이들이 학습하려는 동기부여가 있어야 합니다. 그래서 동기부여에 관련된 아래 책들도 참고해 보세요. 

"목표는 배우는 사람이 원하는 것이어야 한다.
핵심은 목표다.
먼저 배우는 당사자가 목표를 선택해야 한다.
경험상 사람들은 타인이 설정한 목표로는 의욕이 생기지 않는다."
_by 교사를 대상으로 코칭 프로그램을 운영하는 짐 나이트
 
 
청소년/MZ세대를 움직이게 하는 것_ 동기부여 방법

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가르침에 관하여_최고의 교수법

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천재들의 습관, 몰입 Think hard  (수학, 영어) - https://naturalmedicine.tistory.com/m/201

천재들의 습관, 몰입 Think hard  (수학, 영어)