인지주의 논문 리뷰 및 시사점
효과적으로 더 많은 정보를 학습하기 위해서 교수설계를 어떻게 디자인?
학습자의 선수학습 정도(쉽게 말해 공부 얼마나 잘하나)에 따라 교수설계를 어떻게 디자인하는 것이 인지부하를 줄이면서, 더 많은 정보를 효과적으로 기억하게 만들 수 있을까? 2개의 논문 모두 이러한 질문에 답하기 위한 논문이라고 볼 수 있다.
첫 번째 논문: 멀티미디어 학습 환경에서 학습자 특성별 인지부하 효과
동일한 학습 조건과 환경 하에서도, 학습자의 지적 숙련(스키마)에 따라 학습에 대한 인지부하 효과가 다르게 나타날 수 있다.
따라서 본 연구에서는 멀티미디어 교수설계가 학습자의 인지부하를 조절함으로써 최적화하여, 학습에 긍정적인 영향을 미치는지에 대한 조사를 하기 위하여 다음과 같은 연구문제를 다뤘다.
연구문제 1 : 복잡한 학습과제가 학습자의 이해를 방해하지 않으면서도, 단순한 형태로 제시될 수 있는가
연구문제 2 : 학습과제의 복잡/단순 제시 형태와 멀티미디어 교수설계가 과학 지식을 이해하고 전이하는데, 그리고 인지부하를 인식하는데 미치는 영향이 무엇인가
연구문제 3 : 학습자의 선수 지식이 연구문제 2에서 제시된 교수 설계와 어떻게 상호작용하는가
인지부하이론
인지부하이론 정의 : 인간의 작동기억 용량의 한계를 극복하는 효과적인 교수조건의 환경을 개발하고자 하는 이론(Renkl & Atkinson, 2003)
정신적 부하 : 내재적 부하와 외재적 부하
내재적 부하 : 학습 과제 자체의 구조와 복잡성에 의해 발생. 그러나 학습자의 선수 지식 보유와 관련이 깊다. 따라서 학습 과제의 복잡성은 학습자의 선수 지식에 따라 상대적일 수 있다(Renkl & Atkinson, 2003).
그런데 학습 과제의 복잡성이 높은 과제를 낮은 정보구조로 제시할 수 있다는 연구가 있음(Pollack, Chandler, Sweller, 2000).
외재적 부하 : 학습 활동을 하는 동안 학습과 직접적으로 관련이 없는 정신 활동에 의해 발생. 이는 학습 자료의 제시 형태와 방식에 의해 부과되는 것을 의미(Renkl & Atkinson, 2003). 따라서 동일한 학습 내용일지라도 서로 다른 외재적 인지 부하를 발생시키는 교수전략과 설계를 사용한다면, 부과되는 인지 부하의 양이 달라질 수 있다(Brunken, Plass, Leutner, 2003). 구체적으로 공간적 주의 분산 효과, 시간적 주의 분산 효과, 스캐폴딩 등을 사용하여 조절 가능하다.
본유적 인지부하 : 작동기억 용량의 범위 내에서 학습과 직접 관련이 있는 정신적 노력을 의미(Brunken, Plass, Leutner, 2003; Renkl, Atkinson, 2003). 따라서 본유적 인지부하를 통해 스키마 획득과 인지기능 자동화가 발생하므로 형성된 스키마가 존재한다는 것은 본유적 인지부하를 감소시킬 수 있다(김경, 김동식, 2004).
멀티미디어 학습에 대한 인지이론
멀티미디어 학습에 대한 인지이론 : 멀티미디어 학습 프로그램에서 화면 구성을 달리 함에 따라 학습에 미치는 효과와 그러한 화면 구성 효과가 학습자의 선수 지식과 어떻게 상호작용하는지를 다루는 이론.
생성이론 : 학습의 과정에 대하여, 학습자가 적절한 시각적 정보와 언어적 정보를 선택하는 단계, 선택한 정보가 각각 시각적 지식과 언어적 지식으로 조직화되는 단계, 그리고 새롭게 구성된 정보들이 기존의 정보들과 통합되는 단계로 이루어짐을 설명한다(Mayer, 1997).
->학습자는 수동적 정보의 소비자가 아니라, 적극적으로 지식을 구성하는 사람으로 본다(Wittrock, 1990).
이중부호이론 : 인지적 과정은 두 개의 분리된 정보처리기관에서 발생한다. 시각적 정보는 시각적 기관에서, 언어적 정보는 언어적 기관에서(Mayer, 1997).
생성이론과 이중부호이론이 통합된 멀티미디어 학습을 위한 인지이론에서는 학습자를 멀티미디어 학습 환경에서 제공하는 시각적, 언어적 정보를 적극적으로 선택하고 통합하여 새로운 지식을 구성하는 정보 주체로 정의한다.
공간적 주의 분산 효과 : 학습자는 서로 관련 있는 그림과 단어가 동일한 페이지나 스크린 안에서 가까이 제시될 때가 서로 멀리 제시될 때보다 성취 결과가 좋다.
개인차 원리 : 위와 같은 디자인 효과는 선수 지식이 많은 학습자보다 선수 지식이 적은 학습자에게 더 효과적이다.
인지 부하 조절과 학습 효과 : 학습자의 특성에 맞춰 교수 설계 방식을 바꿔, 인지부하 유형을 조절함으로써 최적의 교수 환경을 찾고자 하는 것.
지적 숙련 역전 효과 : 경험이 부족한 학습자에게 효과가 높았던 교수 기법이 경험이 풍부한 학습자에게 사용되었을 때는 그 효과에 못 미치거나 심지어는 부적효과까지 보일 수 있다.
->초보자에게는 주의 분산 효과/전문가에게는 중복 효과
무상호작용 교수 전략 : 경험이 부족한 학습자는 복잡한 내용의 정보를 처음에는 기초지식수준의 작은 단위로 분리하여 제시하고, 다음 단계에서 복잡한 구조 그대로 제시하는 전략.
결론 1
결론 2 : 인지부하를 조절한 집단들이 통제집단에 비해 보다 많은 학습 노력을 기울였다.
시사점 도출
1. UDL의 관점에서(선수지식이 부족한 학습자를 고려한) 복잡한 학습과제를 상호작용성이 낮은 정보구조의 형태로 쪼개서 제시할 필요가 있다.
2. 인지부하를 조절함으로써 선수지식이 부족한 학습자가 ‘포기’와 ‘무기력’의 학습이 아닌 ‘도전’과 ‘하면 된다’라는 마인드셋을 학습시킬 수 있다.
3. 선수지식이 높은 학습자의 경우는 중북효과를 피하기 위해 오히려 시각적 스캐폴딩을 중복적으로 제공하지 않는 것이 낫다. 즉, 오히려 반복적으로 정보를 제공하기보다 다뤄야 할 내용만 제공하는 것이 좋다.
두 번째 논문: 멀티미디어 학습 환경에서 학습자 특성별 인지부하 효과
연구대상 : 학업성취 수준이 높은 서울 소재 4년제 대학에 재학 중인 학생들.
이중 정보의 효과성에 대해서는 전이학습이 증대된다고 보는 관점과 의미하는 내용이 동일하다면 중복효과를 가져온다는 관점이 대립하고 있다.
연구문제 1 : 시각자료와 언어자료를 동시에 제시하는 것이 단일 자료를 제시하는 것보다 기억에 도움이 되는가?
시각적 자료와 언어자료의 표상이 질적으로 다르기 때문에, 함께 제시할 경우 상호보완적인 효과를 갖는 것인가를 확인하고자 한다.
연구결과 : 둘 다 제시한 것이 더 효과적이다.
연구문제 2 : 언어 자료만 제시하는 경우라도 이미지가 내포된 구체적 단어를 추상적 단어보다 더 잘 기억하는가?
언어로 표상된 정보라 할지라도 시각적으로 형상화할 수 있는 경우라면, 반드시 두 가지 질적으로 다른 표상을 함께 제시할 필요가 있는가를 확인하고자 한다.
연구결과 : 이미지가 내포된 구체적 단어라면 추상적 단어보다 더 잘 기억한다. (구체성 효과라고 이를 명명)
연구문제 3 : 학습과제의 요소상호작용성(학습 복잡도)이 낮을 때, 시각자료와 언어자료를 완전히 통합하여 제시했을 때, 부분적으로 통합하여 제시했을 때, 완전히 분리하여 제시함에 따라 내용을 기억하는데 차이가 있는가?
서로 관련이 있어서 통합해야 이해가 가능한 정보는 물리적으로 어느 정도 가까이 제시되는 것이 학습에 도움이 되는 지를 파악하고자 한다.
연구결과 : 차이가 있다. 가까이 제시되는 것이 좋다.
연구문제 4 : 학습과제의 요소상호작용성이 높을 때, 완전히 통합된 정보가 부분적으로 통합된 정보보다 내용 이해에 도움이 되는가?
학습 내용이 어려운 경우에는 연구문제 3의 결과와 다른 결과가 나타나는 지를 확인하고자 한다.
연구결과 : 차이가 있다. 통합이 더 효과가 좋다.
연구문제 5 : 학습과제의 요소상호작용성이 높을 때, 완전히 통합된 정보가 부분적으로 통합된 정보보다 전이에 도움이 되는가?
학습 내용이 어려운 경우에 연구문제 4의 내용을 이해하는 수준이 아니라 응용하는 수준에서는 어떤 결과가 나타나는 지를 확인하고자 한다.
연구결과 : 통합이 부분보다 내용 이해에 더 도움이 된다.
시사점 도출
1. 이중부호화를 활용하여 학습자들에게 내용을 잘 기억할 수 있도록 교수설계를 할 필요가 있다.
2. 단순히 시각적 이미지+언어적 조합으로만 생각하지 말고, 동영상+언어적 조합도 고려할 필요가 있다. 실제로 지역아동센터에서 학생들에게 프로그램을 진행할 때, 처음에는 다루고자 하는 주제와 연관된 ‘재밌는 동영상’을 통해서 학습을 시작하여, 언어적인 정보를 전달하곤 했다.
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