학습자의 인지발달_Ⅰ

1. 발달의 개념

 발달은 생명이 시작되는 순간부터 죽음에 이르기까지 전 생애를 통해 이루어지는 모든 변화의 양상과 과정을 말한다(송명자, 2010). 발달과 밀접한 개념에는 성장(growth)과 성숙(maturation)이 있다. 

 발달은 복잡한 과정이지만 일반적인 원리가 존재한다.

첫째, 발달에 영향을 미치는 요소는 학습이다. 가령, 교사의 교수 능력은 교수 연수 프로그램을 통해 배운 교수 기법으로 다양한 수업에서 적절히 활용하는 과정을 통해 발달하게 될 것이다. 

둘째, 경험 또한 발달에 영향을 미친다. 가령, 부모가 가정에서 책을 읽어주거나 체험학습을 통해 사회적 경험을 얻은 아이는 그렇지 못한 아이에 비해 학교생활에서 유리할 수 있다. 

셋째, 사회적 상호작용은 발달에 필수적이다. 사회적 상호작용은 학생의 지식, 신념, 관점을 타인과 나누고 비교할 수 있게 해준다.

넷째, 언어사용은 발달에 영향을 준다. 언어는 사고의 매개체가 되고 관념과 사회적 경험을 공유할 수 있는 수단을 제공한다.

다섯째, 발달 속도에는 개인차가 있다. 

 

1) 발달의 쟁점

(1) 유전(Nature: 자연) 대 환경(Nurture: 육성)

 발달은 유전과 환경이 조화를 이루면서 영향을 미치는 데 생물학적 요인은 신체 발달과 같은 측면에, 환경적 요인은 도덕성 발달과 같은 측면에서 강하게 작용한다. 인지발달 또한 유전(성숙)과 환경(학습)의 결과로 일어날 수 있다. 

 성숙은 유전적으로 결정된 방향으로 발달하는 것이고 환경과는 무관하게 일어나는 발달이다. 예를 들어, 아기는 어떻게 우는지 우는 법을 배우지 않고도 태어나면 바로 운다.

 학습은 환경에서의 경험의 결과로 일어나는 행동이나 사고의 변화이고 자극 없이 일어날 수 없다. 예를 들어, 내 이름과 사는 곳은 학습했기 때문에 알고 있다. 따라서 성숙은 유전에, 학습은 환경에 그 바탕을 두고 있다.

 

(2) 연속적 발달 대 단계적 발달

 첫째, 연속적 발달이란 발달이 기술이 발달하듯 순조롭게 진행되고, 경험은 돌보는 사람과 환경에 의해 제공되는 것이라 가정한다. 연속적 발달을 주장하는 학자는 인지능력은 점진적으로 획득하는데 새로운 발달적 행동은 이전 행동 위에 구축된다고 본다.

 둘째, 단계적 발달은 예상할 수 있고 불변의 발달단계를 거쳐서 발달한다고 가정한다. 이 경우 급격한 변화가 일어나서 새로운 단계로 발전되어 간다. 모든 아동은 개인차가 있으나 같은 순서로 기술을 획득한다. 단계적 발달은 시간 경과에 따른 변화를 설명하는 데 환경적 요인보다 선천적 요소에 더 초점을 둔다. 

2) 인지발달의 중요성

 인지발달은 사고의 변화 과정으로 개인이 정보를 지각하고 이해하며 평가할 수 있는 지적 능력을 습득하는 과정을 말한다(신명희 외, 2014). 신경과학, 뇌 연구로 인해 인지발달을 이해할 수 있는 중요한 연구 결과가 보고되었다(Eggen & Kauchak, 2004).

 첫째, 생애 발달 초기에 두뇌 성장이 급속히 일어난다. 뇌 신경세포를 뉴런이라 하는데, 인간의 두뇌는 1,000억~2,000억 개 가량의 뉴런으로 이루어져 있다. 뉴런은 직접 연결되어 있지 않고 시냅스라 불리는 뉴런 간의 연결이 인지적 성장의 방향과 정도를 결정한다(Sousa, 2006). 시냅스는 4세 정도의 연령에서 가장 빠르게 형성되고, 이 시기에는 성인보다 50% 정도 시냅스의 밀도가 더 높다고 한다. 

 둘째, 최적의 시기(민감기)는 발달 초기의 뇌가 특정 정보에 반응하는 중요한 시기이자 특정 뇌 능력 발달(언어처리, 지각

처리 등)과 관련한 최적의 기간을 말한다. 이 시기의 발달은 적절한 환경 자극이 주어질 때 자연스럽게 발달하지만 그렇지 못하면 발달이 지체되게 된다. 

 셋째, 풍부한 환경은 두뇌 성장과 발달을 증진할 수 있다. 훌륭한 교사는 학습자의 인지발달 수준을 알고 자기 지식을 활용해 수업 설계를 하거나 교실을 관리한다. 그리고 인지발달에 유전과 환경 모두가 아동 발달에 중요요인이라는 점을 알아야 한다. 

 

2. 피아제(Piaget)의 인지발달 이론

 스위스 심리학자 장 피아제(Jean Piaget, 1896~1980)는 인지발달에 대한 가장 영향력 있는 이론을 제시했다. 피아제는 아동을 대상으로 인지 연구를 했는데, 같은 나이의 아동은 비슷한 오답을 한다는 것을 알게 되었다. 나이가 많은 아동이 어린 아동에 비해 오류를 범할 가능성이 작고 정답을 맞혔는데, 이는 연령별 사고체계가 질적으로 다르기 때문이라고 했다. 또한 아동의 사고는 성인과는 질적으로 다르다고 밝혔다. 

 

1) 피아제(Piaget)의 인지발달 단계이론

 아동의 행동과 발달은 대부분 외적보다는 내적으로 동기화된다. 피아제는 아동은 자기 환경에 적응하는 것을 학습하며 인지 적응 결과 외부 세계를 더 잘 이해하게 된다. 아동은 발달이나 자기 세계 구축하는 데 능동적이기 때문에 피아제의 이론을 구성주의 이론이라 부르기도 한다(Slater & Bremner, 2011). 

피아제에 의하면 인간의 도식(schema)이라고 하는 인지구조를 끊임없이 재구성함으로 주어진 환경에 효과적으로 맞추어 간다. 

 도식이란 우리 머릿속에 저장된 외부 세계에 대한 정신적 표상, 지식 또는 행동유형을 말한다. 예를 들어, 공에 대한 도식은 '둥글다', '찬다', 'ball'이라고 말하고 개에 대한 도식은 '동물이다', '다리가 네 개다', '짖는다' 등으로 말한다. 도식은 적응과 조직의 과정을 통해 형성되는데 모든 유기체는 이 두 가지 경향성을 가지고 태어난다.

 적응은 동화와 조절의 통합적인 기능이다. 동화는 이미 가지고 있는 도식 속에 새로운 대상을 받아들이는 인지과정이다. 가령, 하늘에 날아다니는 것은 새라고 알고 있는 아동이 비행기를 처음 본다면 아동이 비행기를 새라고 말하는 경우이다.   조절은 기존의 도식이 새로운 대상을 받아들이는 데 적합하지 않을 때 새로운 대상에 맞도록 이미 가지고 있는 도식을 바꾸는 인지과정이다. 가령, 비행기를 처음 본 아동이 새와 비슷하다고 하지만 깃털이 없고 날개가 펄럭이지 않는다는 점에서 새와 같지 않다는 것을 지각하고 새로운 도식을 만드는 것이다. 이처럼 인지과정은 동화와 조절을 통해 균형을 이룬 평형화 상태에 도달한다. 

인지과정

 

 조직은 유기체가 일관성 있는 체계를 형성하도록 통합하는 기능이다. 가령, 아기는 물건을 잡는 도식과 시각의 초점을 맞추는 도식을 가지고 있지만 발달 초기에는 두 도식이 독립적으로 움직이고 어느 정도 발달이 이루어지면 이 두 가지 도식을 조직하여 물건을 보면서 잡는 높은 수준의 도식을 가지게 된다. 

 

 피아제는 인지발달을 감각운동기, 전조작기, 구체적 조작기, 형식적 조작기 4단계로 제시하였다. 이 이론은 아동이 고정된 한 방향의 순서로 네 단계를 거쳐 간다. 그리고 한 단계로 들어가면 이전 단계로는 돌아가지 않는다고 주장했다. 

(1) 감각운동기(출생 후~2세)

 감각운동기는 감각기능과 운동기능의 발달이 주요한 특징이다. 이 기간에 유아는 반사적으로 반응한다. 그러나 성장하면서 반사운동을 환경의 요구에 맞게 변경시키게 된다. 

감각운동기의 가장 중요한 특징은 대상 연속성과 표상적 사고이다. 

 대상 연속성이란 대상이 보이지 않아도 존재한다는 것을 아는 것이다. 이 개념이 아기들이 물체가 시야에서 사라져도 여전히 존재한다는 것을 인식하는 능력을 말한다.

 표상적 사고는 외적 자극에 대한 잘 형성된 정신적 표상을 의미한다. 유아는 장난감이 보이든 보이지 않든 간에 그것을 마음속에 그려 볼 수 있고 생각할 수 있다.

 

(2) 전조작기(2~7세)

 전조작기 단계는 아동이 사물에 관해 사고하는 능력이 점차 발달하고 대상을 적극적으로 개발하기 시작하는 단계이다. 

① 이 시기의 아동은 언어를 사용하여 소통하는데 이는 자기중심적이다.

 모든 사람이 자기처럼 세상을 보고 느끼고 생각한다고 믿는 것이다. 예를 들면, 피아제와 인헬더(Inhelder, 1956)는 모양과 높이와 색이 다른 세 개의 산 모형 구조물을 설치해 놓고 한쪽에 아동을 앉히고 그 반대편에 인형을 놓아둔 후 그 인형이 바라본 장면을 기술해 보라고 했다. 6~7세 이하 아동은 자기 관점에서 본 산 모형을 인형도 똑같이 본다고 기술했는데, 이것은 타인(인형)의 관점을 이해하고 수용할 수 없기 때문이다.

세 산 모형 실험

 

② 이 시기의 아동은 물활론적 사고를 한다.

 물활론적 사고란 모든 사물이 살아있다고 생각하고 무생물에 생명과 감정을 부여하는 사고를 말한다. 예를 들면, 가위로 종이를 자르면 종이가 아플 것 같다고 생각하거나, 인형에게 밥을 먹이는 행동 등이다. 

물활론적 사고

 

③ 이 시기의 아동은 언어와 개념이 발달하지만 사고는 미발달 상태로 보존성의 원리에 대한 이해가 결핍되어 있다. 예를 들면, 넓고 낮은 똑같은 유리컵 2개에 같은 양의 우유를 붓고 아동에게 보여준 후, 하나의 유리컵에 있는 우유를 좁고 높은 다른 유리컵에 옮겨 붓는다. 이때 아동은 좁고 높은 컵의 우유가 더 많다고 믿는다. 보존성 원리에 의해 아동은 우유의 높이에만 집중하여 넓고 낮은 유리컵에 든 우유가 더 적다고 주장한다.

보존성의 원리

 

④ 이 시기의 아동은 사물에 지각할 때 상황의 한 가지 측면에만 주의를 기울이는 중심화의 특성을 가지고 있다. 예를 들면, 아동에게 장미 5송이와 튤립 3송이를 보여주고 "장미가 더 많니? 꽃이 더 많니?"라고 물어보면 장미가 더 많다고 대답한다. 이는 장미와 튤립이 상위개념인 꽃에 포함된다는 것을 이해하지 못하기 때문이다. 즉, 전체와 부분의 관계를 잘 파악하지 못하고 한 가지 측면에만 집중한다고 볼 수 있다.

중심화 혹은 집중성

 

(3) 구체적 조작기(7 ~12세)

 구체적 조작기 단계에서는 아동이 추상적 개념이 아닌 구체적 사물에 대한 논리적 사고를 할 수 있다. 

이 시기의 아동이 어떻게 정신적 표상을 조작할 수 있는 능력을 획득하는가는 보존 개념의 발달을 통해서이다. 더 이상 보존의 문제에 어려움을 느끼지 않는 것은 가역성(물질이 어떤 상태로 변하였다가 다시 원래 상태로 돌아갈 수 있는 성질)의 개념을 획득했기 때문이다. 

 구체적 조작기 아동에게서는 계열성 혹은 논리적 연속성을 획득하게 되는데, 이러한 능력이 획득되면 아동은 이행성이라고 하는 관련 기술을 완수할 수 있다. 논리적 연속성은 막대를 작은 것부터 큰 것 순으로 배열할 수 있고, 이행성은 제3의 대상과의 연관성에 의한 지식을 기초로 두 대상 간의 관련성을 추론하는 능력( A>B이고 B>C이면 A>C이다)이다. 또한 자기중심성에서 벗어나 탈중심적이고 객관적인 사고를 하게 된다. 탈중심적 사고는 타인이 자기와 다른 지각을 할 수 있음을 알게 되는 것이다. 이런 변화는 점진적으로 서서히 발생한다.

 

(4) 형식적 조작기(11세 이후)

 사춘기가 시작되는 이 시기 아동의 사고는 성인의 특성과 유사한 형태로 발달하기 시작하고 구체적인 것뿐만 아니라 형식적인 표상을 형성할 수 있다. 구체적 조작기의 아동은 눈에 보이는 구체적인 사물이 있는 경우에만 사고가 가능하지만, 형식적 조작기 아동은 구체적 대상의 존재와는 상관없이 형식적인 논리로만 사고가 가능하다.

 이 시기 발달하는 중요한 능력은 추상적으로 사고하는 것으로 구체적이거나 실재적인 것만 아니라 추상적으로 사고할 수 있다. 즉, 눈에 보이지 않는 가설적인 상황을 체계적으로 검증하여 일반화할 수 있고, 사고 속에서 시행착오를 통해 잘못을 바로잡을 수 있다.

 이 시기에 나타나는 아동의 사고 변화는 학습에서도 나타나는데 구체적 조작기 아동은 여러 시행착오를 통해 우연히 어떠한 사실을 배우지만, 형식적 조작기 아동은 오류를 최소화하고 체계적으로 학습할 수 있게 된다.

2) 피아제 이론에 대한 평가 및 한계

 피아제 이론은 교사들에게 연령별 아동이 무엇을 할 수 있고 할 수 없는지를 제시해 준 점에서 매우 유용한 이론이다. 또한 아동은 외부에서 주어진 것을 수용하는 수동적 존재가 아니라 주위 환경과 상호작용하면서 스스로 인지를 발달시켜 나가는 능동적 존재이다. 그렇지만 피아제 이론이 갖고 있는 한계도 있다.

 첫째, 피아제는 아동의 성장 발달에는 개인차가 있는데 아동이 다양한 인지 과제를 수행할 수 있는 연령을 과소평가했다.

 둘째, 피아제는 아동이 과제 수행하는데 실패하는 이유에 대한 설명이 부족하다.

 셋째, 피아제는 외부 환경 차이(사회적, 문화권 영향 등) 에 따른 아동의 발달 차이를 고려하지 않았다. 

피아제는 아동은 성인과 다른 이론(자신과 세상에 대한)을 가지고 있기 때문에 교육할 때 아동의 능력과 이론을 존중해야 한다는 의식 전환이 필요하다고 강조했다. 

3) 신 피아제 이론

 신 피아제 이론가들은 피아제 이론의 한계를 극복하고 비판점을 보완하기 위해 수정하였고 상호작용과 같은 훈련, 경험, 문화는 아동 발달을 촉진할 수 있다고 주장했다.

 신 피아제 이론은 피아제보다 더 많은 단계를 제시했다(Sternberg & Williams, 2009).

형식적 조작기를 뛰어넘은 후 형식적 사고의 가능성을 언급하며 인지발달을 12세 이후에도 계속된다고 본다. 패트리샤 알린(Particia Arlin, 1975; 1990)은 피아제가 주장한 4단계의 인지발달 단계를 넘어 문제발견 단계로서 5단계를 제시하였다. 이 단계는 자기가 어떤 문제에 직면하고 있는지를 이해하고, 어떤 문제가 중요하며, 그 문제를 해결하기 위한 노력의 필요성을 결정할 수 있는 능력을 확인하는 단계이다.

 케이스(Case, 1985)는 피아제의 인지발달 단계를 정보처리 이론의 단기기억 또는 작업기억 용량의 개념으로 정의하고 인지발달을 감각 운동단계, 상호 관련 단계, 차원 단계, 추상적 단계의 4단계로 나누고 인지발달은 작업기억의 효율성 등가 때문이라고 본다. 조작의 효율성을 증가시키기 위해 많은 연습과 피드백을 통해 작업화시키는 것이 필요하다.