-뇌과학적으로 어떤 수학 교육이 필요한가? 
-성인의 뇌와 청소년의 뇌는 어떻게 다른가? 
-양적 학습 양식과 질적 학습 양식을 어떻게 적용해야 하는가? 
-수학 불안을 어떻게 완화시킬 수 있는가? 

*사진 출처=클립아트코리아

뇌과학적으로 어떤 수학 교육이 필요한가? 
학생 상담을 할 때마다 느끼는 거지만 결국은 수학인 것 같다는 생각을 합니다. 수학 잘 하는 학생들이 나머지 과목 공부도 잘 하는 경우가 많거든요. 너무나 중요한 기본 과목 중에 기본 과목이지만 또한 포기자들을 가장 많이 양산하는 모순적인 과목이기도 합니다.

과연 어떻게 하면 뇌과학의 도움을 받아 수학 교육을 잘 이끌 수 있을까요? 그런 니즈를 갖고 계신 분들이라면 꼭 읽어볼 만한 책이 나왔습니다. 미국의 뇌과학자이며 저술가인 데이비드 수사 박사가 쓴 ‘뇌는 수학을 어떻게 배우는가’입니다.

갓난아기부터 청소년까지 수학 교육이 필요한 모든 시기에 뇌과학적으로 가장 적절하고 효율적인 수학 교육이 무엇인지에 대해서 감을 잡을 수 있습니다. 총 8장의 본문 중 저는 청소년기의 수학과 수학 공포증 극복에 관한 부분이 영감을 주었는데요, 일단 저자는 이 질문에서 시작합니다. 

성인의 뇌와 청소년의 뇌는 어떻게 다른가? 
fMRI(기능적 자기 공명 영상) 연구 결과, 청소년들은 어른들보다 전전두엽 피질을 더 많이 사용하는 것이 증명됐습니다. 전전두엽 피질은 감정적이고 반사적인 행동을 그만두게 하고 이유를 사용하는 것을 더 쉽게 할 수 있습니다. 반면 성인은 협력하기 위해 뇌의 다른 부분을 활용하고 작업 부하를 더 잘 분배합니다. 청소년은 전전두엽에 과의존하기 때문에 자주 충동적인 또는 생각없는 행동을 보이는 경향이 있습니다.

공부에 필요한 작동기억 또한 성인과 차이가 있습니다. 청소년기는 조금 느리게 성숙합니다. 이럴 경우 변수가 많아지거나 다양한 구성 요소를 지닌 문제를 만나 해결책을 찾기가 조금 어려워질 수 있죠. 학습에 도움이 되는 측면은 청소년기에는 회백질이 감소하고 백질의 두께가 점점 두꺼워진다는 점입니다.  이래서 청소년기 학습자는 전두엽에서 신경망들이 강화되기 시작할 때 귀납추론과 연역추론을 필요로 하는 좀 더 복잡한 문제를 다룰 수 있게 되는 거지요.

측두엽은 청각 기능부터 먼저 발달하고 시작 처리 기능은 조금 나중에 발달합니다. 청소년 중에서도 나이 든 청소년들이 평면 입체적 대상들을 명명하거나 구분하는 기하학적 영역에서 더 강할 수 있는 이유죠. 

양적 학습 양식과 질적 학습 양식을 어떻게 적용해야 하는가? 
사춘기 동안은 새로운 것을 발견하고자 하는 마음은 점점 강렬해집니다. 새로운 것을 학습할 때는 양쪽의 측두엽이 모두 활성화되죠. 반면 숙련된 것을 학습할 때는 왼쪽 측두엽만 활성화되는 경향이 있습니다. 수학 교사는 수학이 완전히 새로운 것인지 또는 새로운 것이 없는지를 결정하는 주체가 되는 거죠.

끊임없이 새로운 내용으로 측두엽을 자극시키는 것이 수학 공부를 잘 하는 비결이 되는 이유가 바로 여기에 있습니다. 뇌과학적으로 수학에서는 암기보다 핵심 개념의 깊은 이해와 실제 상황에서 문제를 해결하는 데 적용하는 것에 비중을 두어야 하는 것도 이 때문이죠.

수학 교사들은 양적 학습 양식에서 질적 학습 양식으로 서서히 전환할 필요가 있습니다. 양적 양식은 커다란 수학적 구조보다 구성요소를 강조하는 방식입니다. 이 방법은 여러 단계를 필요로 하는 상황에 대한 어려움을 지닙니다. 이때는 복합적인 것을 작은 단위로 분리하고, 작은 단위들 사이의 연결을 설명하는 방향으로 지도 전략을 세워야 합니다.

질적 학습 앙식은 개별보다는 전체적인 그림을 보는 방법입니다. 알고리즘을 짜는 데 관심이 많으며 하나의 문제에 대해서 다양한 접근이나 답을 제시할 수 있죠. 대수보다는 기하에 더 어울리는 공부법이기 때문에 정확한 계산에 오류가 있을 수 있습니다.

그래서 교육자는 사용하는 각 단계를 명확하게 묘사하도록 학습자를 격려해야 합니디. 질적 학습을 선호하는 학생들에게는 구체물을 사용하여 개념을 타당하게 할 수 있는 구체적인 많은 사례를 제공해야 합니다. 양적 학습을 선호하는 학생들에게는 몇몇 특정 사례가 일반적 원리나 법칙에 어떻게 따르는지 설명하도록 하는 방식으로 학생들을 이끌 수 있습니다. 

수학 불안을 어떻게 완화시킬 수 있는가? 

*출처=yes24

아인슈타인은 이렇게 말한 적이 있습니다. “수학에 대한 어려움에 대해 힘들어하지 마라. 당신의 능력은 그것을 극복할 수 있을 만큼 우수하다고 확신한다.” 수학에서도 뇌만큼 태도가 중요함을 역설한 말로 이해할 수 있죠.

요즘 학생들은 전자계산기를 이용해 계산하기 때문일까요? 미국에서도 수학에 어려움을 느끼는 학생들의 비율은 해마다 높아져 갑니다. 미국의 경우 전체 60% 정도의 학생이 수학에 대한 두려움을 갖고 있습니다. 압도적인 비율이죠. 

수학에서 작동기억은 너무나 중요한데 스트레스를 받으면 신체가 코르티솔 호르몬을 혈류로 방출하며 작업을 더욱 어렵게 만듭니다. 심장 박동이 증가하고 걱정에 대한 다른 신체적 지표들이 나타납니다. 교사들은 학생들의 불안감을 감소시켜 주기 위해 다음과 같은 노력을 기울일 수 있습니다. 

■ 수학에 대한 불안감 감소시키는 교사의 역할 

-수학은 위대한 인간의 발명품임을 보여주기 
-사회의 다른 학문에 수학이 기여하는 방법에 대해 수학의 가치 보여주기 
-적절하고 흥미롭고 관련 있는 과제를 할당해 학생의 자신감과 호기심을 고취시키기 
-자신의 지도에 대해 자신감을 드러내기
-전통적인 교실 문화에서 이해 중심의 교실 문화로 바꾸기 
-수학에서 기억에 대한 의존을 줄여나기기 
-과정을 따르는 게 아닌 스스로 과정을 만들도록 하기 
-능력의 부족보다는 노력의 부족에 초점을 두고 피드백 제공하기 
-문제에서 실생활 사례를 많이 활용하기 

*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=33172
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