자기주도학습의 구성 요인에 대한 뇌과학적 이해와 교육적 시사점 = Brain-scientific Understanding of Self-directed Learning Components and Educational Implications

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to brain-scientifically explain the components of self-directed learning and seek educational implications for effective self-directed learning. It is required to analyze the components of self-directed learning as well as its concepts for effective self-directed learning. The components of self-directed learning need to be examined from the brain-scientific perspective for the following three reasons; first, it can help to understand the factors that influence self-directed learning; secondly, it can help to understand each factor's roles in self-directed learning; and finally, it can propose a foundation for the right directions of self-directed learning.
In this study, the results of the previous studies as well as the literature on self-directed learning and the brain were gathered, analyzed, and discussed. The concepts and components of self-directed learning were analyzed, and the brain mechanism of each component was examined, and educational implications were proposed based on the brain-scientific understanding of the components of self-directed learning.
Generally, self-directed learning is defined as "a process in which the learners diagnose their learning levels with the control over their learning, set learning objectives, secure human and physical resources for learning, select appropriate learning strategies, and evaluate learning outcomes for themselves or through interactions with assistants in a learning situation." The brain-scientific definition of self-directed learning is "a process in which the individual learners set learning objectives appropriate for them, select appropriate learning strategies, and evaluate the learning outcomes by considering the diverse characteristics of the brain and according to their intellectual interest and learning preparedness."
Based on the concepts of self-directed learning, its components can be divided into learning strategies, learning motivation, self-perception, and learning environments. The greatest significance of its components is that effective self-directed learning can be possible only through the complex interactions among the factors rather than the fragmented learning according to the individuals' ability levels. In that sense, the general and brain-scientific meanings of its components were examined as follows:
First, learning strategies refer to mental manipulation activities to promote the acquisition, organization, storage, and utilization of information in order to solve learning tasks. The factors that directly influence learning strategies are the characteristics of the brain and learning styles. Individuals vary in terms of the brain structure and size and also the ways the nerve cells are connected inside the brain. Children develop their own unique learning styles genetically or within a few years from birth through learning experiences and processing of sensations from objects around. Unique learning styles are formed in individual children due to different interactive circuits among the cerebral cortex, the brain stem, and the limbic system in charge of emotional control.
Secondly, learning motivation refers to the force to control behaviors related to learning such as initiating learning, determining a direction, and deciding the continuity and intensity of learning. It is related to emotion based on the brain-scientific mechanisms. The motive doesn't mean emotion itself but plays an important role in connecting to emotion and the behaviors. The brain parts related of the motivation includes amygdala, hippocampus, hypothalamus, anterior cingulate, prefrontal cortex.
Thirdly, self-perception concerns how an individual perceives him- or herself. Positive or negative self-perception determines an individual's behavioral direction. In the brain of children who have many successful experiences, serotonin, endorphin, and dopamine are produced and used in large amounts around the frontal lobe of the cerebral cortex. As a result, they increase in confidence and efficiency of cognitive activities in the brain.
Fourthly, learning environments refer to everything that has physical and psychological impacts on both the students and the teachers in the school space where learning activities are developed. They are divided into physical and psychological environments. The brain-scientific theories that support the effects of a rich physical environment are the plasticity theory and the parallel distributed processing theory. A psychologically comfortable environment, the teachers' support, and relationships with peers affect a stable psychological environment.
Based on the brain-scientific understanding of the components of self-directed learning, the following suggestions were made for the right directions of self-directed learning:
First, there should be diverse learning strategies that consider the learners' characteristics. When implementing self-directed learning by considering children's brain hemispheres and learning styles, it generates greater effects. The children with a superior form of hemisphere should learn through movements or move from the whole to the parts to promote their understanding. For children who are weak in one of the auditory, visual, and tactile domains, the learning strategies employed should supplement it.
Secondly, self-directed learning can be promoted by inducing internal learning motivation, for which the teachers should first consider individual students' interest and learning readiness and select practical and experiential learning content to reflect it to their everyday lives. In addition, they need to make use of the students' prior knowledge and experiences to connect new knowledge to the existing cognitive structure in a meaningful fashion.
Thirdly, teachers should develop a positive self perception of self directed learning. In self directed learning, if teachers give proper compliments and meaningful feedbacks, their students would get the positive self perception. Positive self perception makes learners choose more challenging - leaning tasks and perform their tasks actively. Eventually, it will have a good impact on scholastic achievement.
Finally, teachers can give an opportunity for students to use their initiative and rightful autonomy through cooperative learning. It is essential to do cooperative learning in interacting and communicating with fellow students. That's why interplay promotes the development of learner's brain. Leaners can sophisticate and share information with others. As well, they can enhance their problem solving skills, decision-making skills, and creativity needed to achieve self directed learning.
The tendency for self-directed learning is one of the unique human characteristics. The period when students receive education in elementary and middle schools is particularly important because they develop the basis of self-directed learning to be manifested during adulthood. If they have experiences for self-directed learning at an early age, they will be able to advance the developmental level of their self-directed learning even further. Teachers need to understand the components of self-directed learning in a specific and scientific manner so that their students can effectively engage in self-directed learning based on a clear understanding of its concepts. The study, which was conducted to analyze its components based on the brain-scientific mechanisms and propose the right directions for self-directed learning, will hopefully make a contribution to self-directed learning that is currently prevalent in schools.

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 자기주도학습의 구성 요인을 뇌과학적으로 설명하고, 이를 통하여 효과적인 자기주도학습을 위한 교육적 시사점을 찾기 위해 이루어졌다. 자기주도학습이 효과적으로 이루어지기 위해서는 자기주도학습의 개념과 더불어 자기주도학습의 구성 요인을 분석하는 것이 필요하다. 뇌과학적인 측면에서 자기주도학습의 구성 요인을 살펴보는 것은 다음과 같은 세 가지 면에서 중요하다고 할 수 있다. 첫째, 자기주도학습에 영향을 주는 요인들을 객관적으로 이해하는데 도움을 준다. 둘째, 각 요인들이 자기주도학습에서 어떤 역할을 하는지 이해하는데 도움을 준다. 셋째, 자기주도학습이 이루어져야 할 바람직한 방향을 제시하는 기반이 된다.
이 연구는 자기주도학습 및 뇌 관련 문헌 및 선행연구 결과를 수합하고 분석하여 논의하는 방법으로 이루어졌다. 자기주도학습의 개념을 정립하고, 구성 요인을 분석하며, 각 구성 요인과 관련된 뇌기제를 살펴보았다. 그리고 자기주도학습의 구성요인에 대한 뇌과학적 이해를 바탕으로 교육적 시사점을 제시하였다.
자기주도학습은 일반적으로 ‘학습자가 학습상황에서 자기 스스로 또는 조력자와의 상호작용을 통해 자신의 학습에서 주도권을 가지고 자신의 학습수준을 진단하고, 학습목표를 설정하며, 학습에 필요한 인적ㆍ물적 자원을 확보하고, 적합한 학습전략을 선택ㆍ실행한 학습결과를 스스로 평가하는 과정’ 이라고 정의될 수 있다. 그리고 뇌과학적으로 볼 때, 자기주도학습이란 ‘개별 학습자가 지닌 뇌의 다양한 특성을 고려하여 지적 흥미와 학습준비도에 따라 자신에게 알맞은 학습목표를 설정하고, 적합한 학습전략을 선택하며, 실행한 학습결과를 스스로 평가하는 과정’ 이라고 정의할 수 있다.
이러한 자기주도학습의 개념을 바탕으로 자기주도학습의 구성 요인을 학습전략, 학습동기, 자아인식, 학습환경 요인으로 나누어 볼 수 있다. 자기주도학습의 구성 요인들이 주는 가장 중요한 의미는 자기주도학습이 개인의 능력수준에 따라 이루어지는 단편적인 학습이 아니라 여러 요인들이 복합적으로 상호작용을 이룰 때 효과적으로 이루어질 수 있다는 점이다. 이러한 의미에서 자기주도학습의 구성 요인의 일반적 의미와 뇌과학적 의미를 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 학습전략이란 학습과제를 해결하기 위해 정보의 획득, 조직, 저장 그리고 활용을 촉진하는 정신적 조작활동이다. 학습전략에 직접적으로 영향을 미치는 요인으로 뇌의 특성과 학습양식이 있다. 개인마다 다른 뇌구조와 뇌의 크기를 지니고 있으며, 내부에서 신경세포가 연결되어 있는 방식 역시 다르다. 또한, 아동들은 유전적으로 또는 생후 몇 년 동안의 학습 경험을 통하여 주변 사물로부터의 감각 자극을 처리하는데 있어서 나름대로의 독특한 학습양식을 가지게 된다. 이렇게 아동 각자의 독특한 학습양식이 형성되는 것은 그들 뇌의 대뇌피질과 뇌간, 그리고 감정조절 중추인 변연계와의 상호작용 회로망이 다른 사람들과 다른 모양으로 형성되기 때문이다.
둘째, 학습동기란 학습을 시작시키고 방향을 결정하고 학습의 지속성과 강도를 결정하는 등의 학습과 관련된 행동을 조절하는 힘을 말한다. 학습동기는 뇌과학적 기제를 바탕으로 살펴볼 때 감성(感性; emotion)과 관련이 깊다. 학습동기는 감성 자체를 뜻하는 것은 아니지만 감성과 행동을 연결하는 과정에 중요한 역할을 한다. 학습동기 유발과 관련된 뇌 부위에는 편도, 해마, 시상하부, 전대상, 측좌핵, 전전두피질이 있다.
셋째, 자아인식이란 한 개인이 자신을 어떻게 지각하고 있느냐를 의미하는 것으로 긍정적인가 또는 부정적인가에 따라 개인의 행동의 방향이 결정된다. 성공적인 경험을 많이 하는 아동의 뇌에서는 세로토닌, 엔돌핀, 도파민 등이 피질의 전두엽 등을 중심으로 하여 대량으로 생성되고 활용된다. 그렇게 됨으로써 자신감이 높아질 뿐만 아니라 뇌에서의 인지적 활동의 효율성도 높아지게 된다.
넷째, 학습환경이란 학습활동이 전개되는 학교의 공간 내에서 학생과 교사에게 작용하여 물리적ㆍ심리적 영향을 주는 모든 것을 말한다. 학습환경은 물리적 환경과 심리적 환경으로 나눌 수 있는데, 풍부한 물리적 환경이 주는 효과를 뒷받침할 수 있는 뇌과학 이론에는 뇌의 가소성이론과 뇌의 병렬분산처리방식에 대한 이론이 있다. 안정적인 심리적 환경에 주로 영향을 주는 것은 심리적으로 편안한 환경과 교사의 지지 및 동료와의 관계이다.
자기주도학습의 구성 요인에 대한 뇌과학적 이해를 바탕으로 자기주도학습이 이루어져야 할 바람직한 방향에 대해 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 학습자의 특성을 고려한 다양한 학습전략을 실현해야 한다. 학습자의 두뇌반구와 학습양식을 고려하여 자기주도학습을 진행시킬 때 효과가 더 크다. 형태반구 우위인 학습자들에게는 그들의 이해를 도울 수 있도록 학습내용을 동작을 통해 배우게 하거나, 전체를 개괄해 본 후 부분적인 것으로 학습할 수 있도록 수업을 진행해야 한다. 그리고 청각, 시각, 촉각 영역 중에 한 영역이 취약한 학습자들에게는 이를 보완할 수 있는 학습전략을 활용해야 한다.
둘째, 내재적 학습동기를 유발하여 자기주도학습을 촉진시킬 수 있다. 이를 위해서는 먼저 학습자의 개별적인 흥미와 학습 준비도를 고려해야 하며, 실제적이고 경험적인 학습내용을 선정하여 학습자의 실생활을 반영시켜야 한다. 그리고 기존의 인지구조에 새로운 지식을 의미 있게 연결하기 위해서 학습자의 선행지식과 사전경험을 활용해야 한다.
셋째, 자기주도학습을 통해 긍정적인 자아인식을 길러 주어야 한다. 자기주도학습을 통해 이루어지는 교사의 칭찬과 적절하고 의미 있는 피드백이 학습자의 긍정적인 자아인식에 기여할 것이다. 긍정적인 자아인식은 자기주도학습이 이루어지는 과정에서 학습자가 도전적인 학습과제를 선택하게 하고, 과제수행에 있어서도 적극적으로 참여하게 하며, 학업성취에도 긍정적인 영향을 얻게 해 줄 것이다.
넷째, 협동학습을 통해 자기주도학습에 필요한 주도성과 자율성을 배울 수 있는 기회를 줄 수 있다. 뇌는 다른 사람들과 상호작용을 하는 가운데 더욱 발달하기 때문에 효과적인 자기주도학습을 위해서 동료와의 상호작용으로 이루어지는 협동학습이 필요하다. 또한, 학습자들은 협동학습을 통해 지식을 공유하고 정교화 할 수 있으며, 자기주도학습이 이루어지기 위해서 필요한 문제해결능력과 의사결정능력 및 창의력을 신장시킬 수 있다.
학습에 대한 자기주도적인 성향은 연령에 관계없이 누구나 가지고 있는 인간 고유의 특성이다. 특히, 초ㆍ중학생들이 교육받는 시기는 성인기에 발현되는 자기주도학습력의 기초가 길러지는 중요한 시기이므로, 학생들이 어릴 때부터 자주 자기주도적으로 학습하는 경험을 가진다면 자기주도학습력의 발달 수준을 훨씬 더 앞당길 수 있을 것이다. 이에 교사들은 자기주도학습의 개념에 대한 명확한 이해를 바탕으로 자기주도학습이 효과적으로 이루어질 수 있도록 구성 요인들을 구체적이고 과학적으로 이해할 필요가 있다. 뇌과학적 기제에 근거하여 구성 요인들을 분석하고 자기주도학습의 바람직한 방향을 제시하고자 한 본 연구가 현장에서 이루어지고 있는 자기주도학습에 조금이나마 기여하기를 바란다.

목차 (Table of Contents)

• 논문요약 i
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구문제 3
• Ⅱ. 자기주도학습의 구성 요인 4
• 1. 자기주도학습의 개념 4
• 2. 자기주도학습의 구성 요인 8
• Ⅲ. 자기주도학습의 구성 요인에 대한 뇌과학적 이해 22
• 1. 자기주도학습의 뇌과학적 정의 22
• 2. 자기주도학습의 구성 요인에 대한 뇌과학적 이해 25
• Ⅳ. 자기주도학습의 구성 요인에 대한 뇌과학적 이해가 주는 교육적 시사점 42
• 1. 학습자의 특성을 고려한 다양한 학습전략 실현 42
• 2. 내재적 동기 유발을 통한 학습동기 촉진 45
• 3. 긍정적인 학습경험을 통한 자아인식 배양 47
• 4. 협동학습을 통한 활발한 상호교류 기회 부여 48
• Ⅴ. 요약 및 결론 51
• 참고문헌 56
• 외국어초록 62