인지주의 학습이론-3. 정보처리이론(감각기억과 작업기억)

  정보처리 이론은 컴퓨터의 정보처리과정에 기초하여 인간의 인지과정을 밝힌 이론이다. 이 이론을 제안한 앳킨슨과 시프린에 따르면, 컴퓨터가 정보를 입력, 저장, 인출해 내듯이 인간도 정보를 받아들이고 저장하며 인출한다. 즉, 감각기관으로부터 들어오는 모든 정보는 우선 감각 기억에 매우 짧은 시간 저장된다. 이들 중에서 중요하다고 판단된 정보는 주의와 지각의 과정을 거쳐 작업기억으로 이동한다. 작업기억은 지금 이 순간 활성화된 기억 저장소로서 기억용량과 저장시간이 제한되어 있다. 따라서 파지 될 필요가 있는 정보는 부호화 과정을 거쳐 용량과 저장기간의 제한이 없는 장기기억에 저장된다. 저장된 정보는 필요에 따라 인출되어 작업기억을 통해 반응으로 나타난다. 그리고 이 모든 과정은 초인지에서 통제 및 조절된다. 

 

1) 감각 기억

  감각 기억은 환경으로부터 들어온 자극 또는 정보를 원래의 형태 그대로 잠시 보존하는 저장고다. 시각적 정보는 시각적 형태로, 청각적 정보는 청각적 형태로 잠시 동안 유지된다. 감각 기억의 용량은 제한되어 있지 않지만, 즉시 처리되지 않으면 정보는 금세 사라진다. 감각 기억에서 정보가 보존되는 시간은 1~4초(시각은 약 1초, 청각은 2~4초)밖에 되지 않는다/ 감각 기억에 들어온 정보가 저장되기 위해서는 주의와 지각의 과정을 거쳐야 한다.

  (1) 주의 : 감각 기억에서 중요하다고 판단된 자극이나 정보에 우리는 주의를 기울인다. 주의를 받은 정보는 감각 기억에서 작업기억으로 이동하게 된다. 반면, 중요하지 않다고 판단된 정보는 대부분 소실된다. 우리의 감각 기억이 우리의 뇌로 하여금 더 중요한 것에 초점을 맞추도록 중요하지 않는 자극을 차단하였기 때문이다. 우리는 이 과정을 거의 인식하지 못한다. 이와 같이 주의는 우리의 기억 과정에서 블라인드와 같은 역할을 한다. 즉, 블라인드가 열린 상태에서는 빛이 쉽게 들어오지만, 닫힌 상태에선 아무리 밖에서 밝은 빛을 비추어도 블라인드를 통과하지 못한다. 마찬가지로 우리가 주의를 기울이지 않으면, 그 아무리 강력한 정보라도 우리의 기억 과정에 들어오지 못한다.

  (2) 지각 : 우리의 기억 체계는 주의를 받은 자극을 즉시 처리하기 시작한다. 처리과정에서 우리는 자극을 있는 그대로 받아들이는 것이 아니라, 우리의 과거 경험, 지식, 동기 등의 요인을 토대로 그 자극을 해석하고 의미를 부여한다. 이 과정이 바로 지각이다. 우리는 동일한 자극도 서로 다르게 지각한다. 따라서 지각은 자극을 있는 그대로 수용하는 것이 아니라, 개인마다 서로 다른 해석과 의미를 부여한다는 의미에서 곡선으로 표현된다. 학습에서 정확한 지각은 매우 중요하다. 교사는 모든 학생이 같은 지각을 할 것이라고 생각하지만 이는 착각이다. 학생들은 자신의 경험을 토대로 새로운 정보를 곡해할 수 있으며, 왜곡된 정보가 작업기억과 장기기억에 저장될 수 있다. 따라서 교사는 학생들의 정확한 지각을 확인해야 한다. 

 

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2) 작업기억

  주의와 지각의 과정을 거친 정보는 우리의 기억 체계의 두 번째 기억 저장소인 작업기억으로 전달된다. 과거 이 기억 저장소는 단기간만 저장되는 특성 때문에 단기 기억이라고 불렸다. 하지만 오늘날에는 지금 이 순간 의식적으로 활성화된 기억을 의미하는 작업기억이라는 용어로 더 많이 불리고 있다. 작업기억은 새로운 정보를 조작하여 저장하거나 행동적인 반응을 하는 곳이다. 작업기억이라는 작업대 위에는 감각 기억으로부터 넘어온 자극과 장기기억으로부터 인출해 온 지식이 놓여 있다. 즉, 작업기억에서 우리의 기억 체계는 새로운 자극과 관련된 지식을 장기기억으로부터 꺼내 와서 새로운 자극을 체계적으로 조직하여 저장하거나 자극에 대한 반응을 행동으로 표현한다. 이와 같이 작업기억은 우리의 기억 체계에서 중심적인 역할을 하지만 작업대 위의 공간이 제한되듯 작업기억은 기능적 한계를 가진 기적 장소다. 즉, 작업기억에 들어온 정보는 기억전략을 쓰지 않을 경우 약 10~20초 동안만 유지되고 용량도 7±2개(item)로 제한된다. 작업기억이 한 번에 처리할 수 있는 정보의 수에는 기능적 수용 한계를 가지지만, 묶음으로 통합될 수 있는 정보의 수에는 한계가 없다. 따라서 묶음으로 정보를 처리하는 방법은 작업기억의 용량 한계를 극복하는 매우 효과적인 방법이다. 이러한 전략을 묶기(서로 관련된 여러 자극을 하나의 정보 또는 묶음으로 인식하는 전략) 또는 청킹이라고 한다. 묶기는 많은 작은 조각보다는 몇 개의 큰 묶음으로 정보를 처리하는 전략이다. 작업기억의 기능적 한계를 극복하는 또 다른 전략으로 자동화가 있다. 자동화는 의식적인 노력 없이 정신적인 조작을 수행하는 능력이다. 이야기를 하면서 자동차를 운전하는 것과 컴퓨터의 자판을 보지 않고 타자하는 능력은 자동화의 좋은 예다. 일단 우리의 타자 능력이 자동화되면, 우리는 작문에 몰입할 수 있게 된다. 자동화는 반복적인 연습을 통해 달성될 수 있다. 작업기억에 들어온 정보 중 저장이 필요한 정보는 시연 또는 부호화의 과정을 거친다. 시연 또는 부호화에 실패한 정보는 소멸되거나 새로운 정보로 치환된다.

 

  (1) 시연 : 시연은 학습자가 작업기억에 들어온 정보를 있는 그대로 반복함으로써 정보를 보유하는 과정이다. 단순히 구체적인 형태 또는 특정 순서 그대로 정보를 획득한다. 따라서 이 과정을 통해서는 정보를 이해하거나 새로운 상황에 적용할 수 없다. 일부 정보가 시연을 통해 장기기억으로 이동되기도 하지만, 일반적으로 시연은 정보가 사용될 때까지만 그 정보를 작업기억에 유지시킨다. 우리는 구구단, 알파벳, 시, 노래 가사와 멜로디, 전화번호 등을 기억할 때 시연을 사용한다. 시연 전략에는 단순 반복 전략과 누적 반복 전략이 있다. 단순 반복 전략은 짧은 정보를 기억하기 위해, 정확한 순서로 회상될 때까지 계속해서 정보를 반복하여 소리쳐 말하는 전략이다. 누적 반복 전략은 좀 더 긴 정보의 경우, 첫 몇 개의 정보를 시연한다. 그런 후에 연속적으로 다음 차례의 정보를 첫 번째 정보에 추가하여 시연하는 전략이다. 시 또는 노래 가사와 멜로디를 암기할 때 사용한다.

 

  (2) 부호화 : 부호화는 새로운 정보를 장기기억에 표상하는 과정으로 작업기억에 들어온 정보를 있는 그대로 저장하는 것이 아니라, 상징의 형태로 전환하여 저장하는 과정이 부호화다. 부호화는 정교화, 조직화, 심상을 통해 촉진될 수 있다. 정교화는 자신의 사전 경험에 근거하여 새로운 정보를 장기기억에 저장되어 있는 정보과 연결하는 부호화 전략이다. 예를 들어 '국화'를 학습할 때, 자신의 사전 경험에 근거하여 엄마가 제일 좋아하는 꽃, 가을에 피는 꽃, 문상할 때 사용하는 꽃 등으로 기억하는 전략이다. 학생들이 시를 암송하기 위해 시연을 사용하고, 그 의미를 해석하기 위해서 정교화를 사용한다. 이렇게 정교화는 여러 차례 재처리한다는 ㅈ머에서 좀 더 복잡한 사고의 과정이다. 조직화는 공통 범주나 유형을 기준으로 하여 새로운 정보를 장기기억에 저장되어 있는 정보와 연결하는 부호화 전략이다. 예를 들어 '국화'는 식물의 하위 개념이며, 꽃의 하위 개념으로 기억하는 것이다. 잘 조직된 학습 자료는 학습자의 조직화를 쉽게 유도하여 기억을 오래 유지하도록 할 수 있다. 흐름도, 표, 지도, 위계적인 개념도를 잘 조직된 학습자료로 활용할 수 있다. 학습자는 이러한 학습자료를 통해 정보의 관계를 이해할 수 있다. 심상은 새로운 정보를 우리의 마음속에 그림으로 만드는 과정이다. 이 전략은 이중 부호화 이론의 지지를 받는데, 이 이론에 따르면, 장기기억은 언어 기억 체제와 심상 기억 체제라는 두 개의 분리된 기억 체제를 가진다. 따라서 '공'이나 '강아지'와 같이 언어 및 시각적으로 표상될 수 있는 단어가 '진리' 또는 '능력'과 같이 언어적으로만 표상될 수 있는 단어보다 기억하기 쉽다. 그러므로 새로운 정보를 성공적으로 부호화하기 위해서 언어적 정보와 함께 시각적 자료가 보충되어야 한다.