새로운 것을 배울 때 두뇌는 어떻게 변화 하는가?

두뇌는 스스로의 물리적인 변화와 함께 끊임없이 배웁니다. 뇌과학을 기반으로 한 학습에서 가장 중요한 것은 뇌의 두뇌 가소성(Neuroplasticity)을 이해하는 것입니다. 

두뇌 가소성이란 지식이 나 경험이 쌓이면 새로운 뉴런이 성장하고 새로운 뉴런 연결망이 더해짐으로써 인간의 뇌가 변화하고 발달하는 과정을 말합니다. 뇌가 능동적으로 주의를 기울이는 것이 바로 새로운 뉴런 생성의 열쇄라고 합니다. 

우리 모두는 삶속에서 능력과 기술을 결정하는 수 천가지 특별한 일을 수행하는 방법을 배우게 됨에 따라 두뇌의 변화를 경험합니다. 또한 각자가 배운 기술들은 특별한 방법으로 공유됩니다.

- 수저를 사용하는 것 

- 연필을 잡는 것 

- 전화를 하는 것 

- 자신의 이름을 쓰는 것 

- 도로표지판을 이해하는 것 

- 정원수를 관리하는 것(물론 잘 할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있겠지만요)

 기타 복잡하든 단순하든 서로 다른 수천 가지 일을 해내는 기술을 익히게 됩니다. 

“너무 당연한 일들 아니야?”라고 쉽게 말하기 어렵습니다. 전 세계 모든 민족이 똑같이 잘해내지 못하는 일도 수없이 많기 때문입니다. 또 아주 오래 전에는 없었던 기술일 수도 있습니다. 위에서 나열한 목록처럼 이미 두뇌와 몸에 체득된 능력은 뇌의 적응과 변화(두뇌 가소성)에 의해서만 가능한 일입니다. 

아이들은 집, 놀이터, 학교 등 아이들이 활동하는 모든 장소에서 수많은 기술과 능력을 발달시킵니다. 아이들이 점점 자라 개인적인 관심과 흥미가 더해지면 더 많은 기술을 익히게 됩니다. 성인이 되면 엄청난 수의 전문적인 기술과 능력을 습득하게 되며 직장, 부모역할, 공동체 생활을 통해 얻게 되는 능력의 숫자도 계속해서 늘어나게 됩니다. 아이들 각자가 처해 있는 환경에 따라 배우 고 익히는 기술과 능력이 다르고, 시냅스 연결망도 새롭게 형성됩니다. 각 개인의 두뇌는 사람마다 독특하고 풍부한 일생의 경험에 따라 놀랄 만큼 전문화됩니다. 

새로운 기술을 배울 때, 두뇌가 어떻게 변화하는지 쉬운 이해를 돕기 위해, 두뇌를 한 나라의 도로망으로 가정해 보겠습니다.

유아기에 두뇌 도로 지도는 아주 큰 도로 몇 개만 가지고 있을 뿐입니다. 하나의 도시에서 다른 도시로 이동하는 방법은 딱 하나의 큰 도로만을 이용할 수 있습니다. 두 도시 사이에 위치한 평화롭고 전망 좋은 작은 도시와 유명 지역을 이동하는 수 천 개의 간선 도로는 이용할 수가 없습니다. 

아동기가 되면 훨씬 더 많은 새로운 길이 생기고, 그 길을 따라 더욱 더 다양한 지역을 여행할 수 있게 됩니다. 이전보다 훨씬 작고 더 상세한 도로망이 지도를 채우고 있습니다. 어떤 특정 도로를 자주 이용하면 할수록 그 도로는 더 발달하고 넓어집니다.

성인기에 접어들면, 수 천 개의 새로운 장소로 가는 잘 연결된 도로망을 모두 이용할 수 있게 됩니다. 물론 다른 도로보다 자주 이용하고, 중요한 도로는 더욱 빠르고 선명한 고속화 도로가 됩니다. 어디로 갈 것인지를 결정하는 일 역시 아주 세밀하고, 빠르며, 길을 잘 못 들어서는 일도 거 의 없이 완벽한 주행을 할 수 있게 됩니다. 

사람들은 누구나 두뇌 지도를 만드는 특별한 능력을 가지고 있습니다. 나이가 몇이든 학습을 통해 도로를 넓힐 수도 있고, 심지어는 일부 사라졌던 도로까지 되살릴 수 있습니다. 꾸불꾸불한 시골길을 고속도로로 바꾸는 능력은 두뇌가소성이 보여주는 참으로 놀라운 능력입니다. 

두뇌 속 뉴런 연결은 선택적으로 강화되거나 제거됩니다. 어느 특정 기술을 처음 학습하게 되면 두뇌는 그 기술을 습득하기 위해서 필요한 모든 제어 장치를 제공하며, 뉴런 간의 연결 강도와 횟수를 크게 늘립니다.

 수저 사용법을 배우는 과정을 생각해 보겠습니다. 먼저 두뇌는 수저를 쥐는 손의 표면에서 수저의 느낌에 대한 특별한 종류의 정보를 해석해 냅니다. 

- 가느다란 도구를 잘 쥐고 조작할 수 있도록 손가락과 손 동작을 한다. 

- 음식을 성공적으로 입으로 가져오기 위해 수저를 잡고 조작하기 위한 복잡하고 정교한 동작을 컨트롤 한다. 

- 다양한 종류의 음식을 집는 것에도 잘 적응한다.

아이들은 물론 우리 모두 두뇌와 손이 수저를 사용하는 기술을 익히기 위해서는 수 천, 수 만 번의 “시도가 필요했습니다!”

맨 처음 수저를 사용할 때는 모든 아이들이 서툴고, 음식을 집어 입으로 가져가는 것조차 어려워했습니다. 하지만 불과 1~2년의 시간이 흐르면 수저 사용 기술을 완전히 습득하게 됩니다. 또 ‘흘리지 말아야지’라는 생각을 하지 않고도 실수없이 능숙하게 수저를 사용할 수 있는 단계에 이르게 됩니다. 이처럼 따로 생각하지 않고도 수저를 이용할 수 있는 것과 같은 기술을 “자동화된 기술” 이라고 합니다. 

자동화된 기술은 이제 더 이상 사용 방법을 생각할 필요가 없습니다. 수저를 사용하는 기술을 익히는데 필요한 뇌의 변화는 두뇌 속에 있는 뉴런 세포들 사이의 연결 강도 변화를 통해 이루어 집니다. 이러한 변화는 실로 방대합니다. 수저를 사용하는 것과 같은 단순한 기술을 연마하기 위 해서도 수억 개에서 수 십억 개의 시냅스가 관여하고 또 변화되어야 합니다. 이러한 시냅스 변화들이 모두 합쳐져 자동화된 기술이 되는 것입니다.

기억은 어떻게 생성되고 저장되는가?

사람들은 수 천 가지 기술과 능력을 학습해 왔고, 그에 따른 방대한 양의 정보를 두뇌에 기록 하고 저장해 두었습니다. 세상에 있는 수 백만 가지의 실체가 있는 것들과 그 실체들을 상징하는 단어들도 알고 있습니다. 각 실체의 구체적인 특징과 행동 그리고 상호간의 관계에 대해서도 잘 알고 있습니다. 

물론 정확한 단어와 이름을 떠올리는데 어려움을 겪을 때도 있다는 점도 사실입니다. 단어와 이름을 필요할 때 즉각 떠올릴 수 있다고 생각해 보세요. 언제 어디서나 마음껏 사용할 수 있는 아주 멋진 사전을 가지고 있는 것과 같습니다. 우리는 지금까지 수많은 경험을 통해 단어의 뜻과 쓰임새를 알게 되었고, 두뇌에 꾸준히 기록하여 왔습니다. 

마음껏 사용할 수 있는 수 십 만개의 기억들은 수 십 만가지 방법으로 서로 연결이 될 수도 있습니다. “자동차”라 는 단어를 예로 들어 보겠습니다. 

생각해 보기 : ‘자동차’라는 단어를 떠올리면 생각나는 것들은?

아마 이렇게 시작할 것입니다. 

- 당신과 가족들이 소유하고 있는 자동차 

- 자동차의 여러 부품들(타이어, 핸들, 윈도우브러시 등) 

- 다양한 종류의 자동차(승용차, 트럭, 버스 등) 

- 자동차 여행을 갔던 곳(바닷가, 계곡 등) 

- 차 안에서 있었던 일화들(멋진 음악, 가족과의 여행 등) 

- 그리고 다른 많은 자동차와 관련된 일 들

우리의 두뇌는 이미 위에서 나열한 자동차와 관련된 모든 관계들을 학습과 경험을 통해 꾸준히 저장해 왔기 때문에 큰 무리없이 기억해 낼 수 있습니다.

왜 어떤 기억은 명확하고 또 다른 기억들은 흐릿할까?

명확한 기억은 다음 두 가지 요소가 결정합니다. 

- 정확성과 반복 

- 감정적 맥락

 1) 정확성과 반복 

우리는 셀수없이 많은 듣기 과정을 통해 다른 사람들의 말을 알아듣고 이해할 수 있는 능력을 개발해 왔습니다. 감히 세어볼 엄두도 내지 못할만큼 “수많은 반복 연습”을 통해 우리에게 들리는 복잡하고 세밀한 말소리에 반응하는 방법을 단련해온 것입니다. 

말소리를 정확하게 들을 수 있도록 두뇌 능력을 발전시키는 것은 마치 처음엔 소리조차 낼 수 없었던 초보 바이올린 연주자가 수많은 연습을 통해서 능숙한 연주자가 되는 과정과 비슷합니다. 

사용하면 할수록 단련이 되는 두뇌가소성 덕분에 능숙한 바이올린 연주가는 각각의 음을 정확하고 아름답게 표현하며, 박자를 맞추고 어려운 악보를 연주하는데 필요한 연속적인 손동작도 놀랍도록 완벽하게 수행해 냅니다. 주파수, 타이밍, 뇌로 들어오는 말소리를  서대로 인식하는 정교한 신경학적 반응은 어린 시절부터 성인에 이르기까지 수많은 노력을 통해서 단련 되어온 것입니다.

2) 감정적 맥락

입력 정보를 잘 기억해 두기 위해서는 감정적 맥락도 매우 중요합니다. 감정이입이 된 상황 속에서 배울 때, 훨씬 더 잘 기억할 수 있게 되기 때문입니다. 

- 막 태어난 사랑스럽고 소중한 아이의 얼굴을 처음 본 그 순간 

- 화창한 봄 날, 캠퍼스를 거닐며 미래를 이야기하던 배우자와의 대학 시절 

- 어느 날, 글자 카드를 가져와 ‘사과’라고 소리 내어 읽던 그 날 

- 쓰나미에 휩쓸리는 일본의 어느 마을의 TV 뉴스 

- 평소 좋아하는 선생님께서 교과 성적이 올랐다며, 나의 노력을 칭찬해 주실 때

두뇌는 무엇을 배우고 기억할지 조절할 수 있는 능력도 가지고 있습니다. 감정이 가득 채워진 사건들은 더욱 더 오랫동안 기억합니다. 또한 스스로에게 무언가를 더 잘 기억하자고 말하거나 더 잘 기억하려고 다짐할 때가 그렇지 않은 때보다 훨씬 더 잘 기억합니다.

학습과 기억을 조절하는 것은 두뇌에 매우 중요합니다. 만일 뇌가 무엇을 기억해야 하고 학습할지 구별해 내지 못한다면 두뇌는 큰 혼란 속에 빠져들게 될 것입니다. 지금까지 듣고, 보고, 느끼고, 생각하곤 했던 모든 일을 똑같이 명료하게 기억하는 두뇌가 있다면, 그 두뇌 속에서는 무슨 일이 일어날까요? 

한번 상상해 보세요. 무엇을 먼저 할지, 어떤 일이 더 중요한지 선택하고 고민하느라 머리를 싸매고 앉아 고민만 할 것입니다. 머리가 좋아지는 것이 아니라 허리는 굵어지고 엉덩이는 커다랗게 되지 않을까요?

듣고, 보고, 느낀 것을 모두 다 정확하게 그리고 똑같이 기억하고 저장한다면, 우리의 두뇌 속은 절망스러울 것입니다. 뿐만 아니라 이해도 어렵고 매우 유용하게 사용되어야 할 우리의 맞춤형 두뇌 백과 사전도 어느 페이지를 찾아야 할지 뒤죽박죽 쓸모 없는 자료가 되고 말 것입니다. 하 지만 우리의 두뇌는 중요하다고 결정하고 선택한 것만을 보고, 듣고, 느끼는 것이 가능하도록 매우 현명하게 작동하고 있습니다. 

두뇌는 두 가지 방법으로 정보의 중요성을 판단하고 결정합니다. 

- 집중도 조절을 통해서 중요성을 결정합니다. 

집중하지 않으면 정보를 기억하는 것도 학습 성과도 빈약해 집니다. 집중하면 할수록 더 빨리 배우고 더 잘 기억하게 됩니다. 

- 듣고, 보고, 느끼고, 생각하는 것을 좋거나 나쁜 결과(“상”이나 “벌”)와 결합시키는 방식으로 그 중요성을 판단합니다. 

두뇌는 어떤 것이 좋은 것이고 나쁜 것인지 기억해 두는 것을 좋아합니다. 삶 전반의 건강과 행복에 영향을 주기 때문입니다. 

집중하는 것, 올바르게 대답하는 것, 일을 더 잘 처리하는 것, 행복한 결과를 얻는 것, 슬픈 결론에 이른 것 등은 두뇌가소성에 대한 강력한 “on-off ” 스위치 조절 기능을 합니다. 스위치가 켜져(“on”) 있으면 학습은 빠르고 기억은 명료해 집니다. 스위치가 꺼져(“off”) 있으면 학습은 거의 일어나지 않고 기억은 점차 흐릿해 집니다.

기억과 학습, 뇌조절 물질 

“on-off” 스위치는 두뇌가 학습하고 기억하는 것이 가능하게 하는 특정 화학 물질(뇌 조절 물질 이라고 불림)을 내보내는 조절 시스템이라고 말할 수 있습니다. 

두뇌의 화학 물질은 다음과 같은 것이 있습니다. 

1) 아세틸콜린 

깊이 주의 집중하며 학습할 때 분비 됩니다. 기억을 명료하게 하고 학습성과를 높여 줍니다. 

2) 도파민 

보상을 기대할 때 분비 됩니다. 따뜻하고 긍정적인 감정을 가질 때, 중요한 목표 달성에 대해 좋은 느낌을 가질 때, 밝은 미소와 깔깔거리며 웃는 웃음이 커질 때 도파민의 분비를 경험하 게 됩니다. 

3) 노르에피네프린 

새롭거나 놀라운 것을 만날 때 분비됩니다. 이는 두뇌가 “새로운 거야. 이제 집중해!”라고 말하는 것과 같습니다.

각각의 뇌 조절 물질은 조금씩 다른 방법으로 기억과 학습에 기여합니다.

 Use It or Lose It.

어린이들은 학습 속도가 매우 빠르며, 두뇌의 발전도 강력합니다. 하지만 점차 나이가 들어감에 따라 우리는 자칫 연습은 멈춘 채 무대 위에 올라 연주하는 연주가가 되기 쉽습니다. 과거의 성공에 안주하여 연습을 하지 않아도 능숙하게 악기를 연주를 할 수 있을 것으로 생각하지만, 이 미 자신의 귀에서는 악기 연주의 아름다운 선율이 점점 느슨해 진다는 것을 알 수 있습니다. 

다른 예를 들어 보겠습니다. 사용할수록 기능이 점차 나빠질 수 밖에 없는 기계들처럼, 사용하지 않으면 우리의 근육도 쇠퇴할 수 있습니다. 우수한 기능을 유지하고 싶다면 더욱 더 관리에 신경을 기울여야 합니다. 차를 오랫동안 운행하지 않고 차고에 넣어 두기만 하는 것은 자동차에 결 코 좋지 않습니다. 마찬가지입니다. 두뇌를 사용하지 않고 그냥 두는 것은 현명한 유지 방법일 수 없습니다.

점점 나이가 들어가며 우리의 여러 신체 기능은 젊을 때처럼 작동하기 어렵습니다. 특히 우리가 듣고, 본 것을 기억하는 능력은 점차 저하됩니다. 나이를 들수록 청력과 시력이 점점 더 좋아진다는 말을 들어본 적이 있는지요? 청력과 시력이 나빠지면 나빠질수록 소리를 또렷하게 기억하고 경험을 정확히 표현하는 것이 점점 더 어려워집니다. 정보가 흐릿하고 표현하는 것이 어려워질수록 두뇌에 기록하고 저장하는 것 역시 더 어려워집니다. 소음이 섞여 들려오는 라디오 소리를 이해하거나 기억하기가 훨씬 어렵다는 것은 우리 모두 쉽게 알 수 있는 일입니다. 또한 흐릿하게 저장된 기억은 나중에 떠올리기도 어렵습니다

일반적으로 나이가 들면 사람들은 두뇌의 미세한 부분의 기능들을 점차 잃어버립니다. 그대로 내버려 둔다면 두뇌 속 지도에서 하나 둘 작은 길들이 사라져, 결국 유아 시절의 도로처럼 큰 도로 하나만 외로이 남겨질 수도 있습니다.

빠르고, 웅얼웅얼 거리는 대화에서 어려움을 겪는 이유 

두뇌가 보고 들은 정보를 수용하는 능력이 약해지면, 필연적으로 두뇌의 작동 속도도 느려집니다. 해질녘 멀리 보이는 것이 무엇인지 알기 위해 이마에 손을 얹고 뚫어져라 쳐다보는 모습을 상상해 보세요. 밝은 낮 보다 훨씬 더 오랫동안 살펴야 그 물체가 무엇인지 겨우 알아낼 수 있을 것입니다. 같은 이치입니다. 정보처리 속도가 느리면, 두뇌에 들어오는 말 소리를 기록하고 저장하는 시간도 점점 길어집니다. 그렇게 되면 들은 것에 따라 결정하고 결정한 바를 행동으로 옮기는 데 걸리는 시간도 점점 길어지게 되는 것이지요. 

결과적으로 빠르게 말하거나 웅얼거리며 말하는 사람과의 대화에 편안히 참여하기 어렵게 됩니다. 대화 상대는 이미 문장의 중간쯤을 말하고 있는데, 자신의 두뇌는 여전히 첫 단어를 해독하고 있다고 생각해 보세요. 하지만, 매우 다행스럽게도 우리는 삶의 다양한 경험을 통해 완전하게 듣지 못하는 순간에도 말의 맥락 속에서 뜻을 유추해 낼 수도 있습니다. 조금 더 명료하게 주파수를 조정할 수 있다면, 맥락에 의존하는 것을 크게 줄일 수 있지 않을까요?

과학 기술의 활용

이제 두뇌가 어떻게 정보를 수용하고, 저장하고, 회상해 내는지 알 수 있게 되었을 것입니다. 왜 두뇌의 정보 수용, 기억, 회상 능력이 나이가 들어감에 따라 느려지고 감퇴되는지도 아셨을 것입니다. 

이어서 런닝 머신과 아령을 이용하여 신체 근육을 단련하는 것처럼, 과학 기술을 이용하여 두뇌를 훈련하고 언어를 빠르게 배우는 방법을 설명하고자 합니다. 

과학 기술을 활용한 두뇌 훈련과 언어 학습 프로그램 개발의 기초가 되는 이론은, 우리의 두뇌는 일생동안 “말랑말랑하고 유연한 상태”가 유지된다는 것입니다. 우리 두뇌는 언제나 보고, 듣고, 느끼는 것을 수용하고 조작하고 개선시키는 능력을 가지고 있습니다. 너무 오랫동안 사용하지 않아 사라져 버리기 전까지는 잠시 제 역할을 하지 않고 쉬고 있을 뿐, 언젠가 능력을 발휘할 기회를 기다리고 있는 것입니다.

정확한 듣기, 빠른 결정 그리고 강력한 기억에 필요한 신경 과학적 목표에 재미있고, 목적에 충실하고, 심지어 게임적 요소를 가미하여 흥미롭기까지 한 과학 기술 활용이 가능하다는 사실이 놀랍지 않습니까? 

두뇌 훈련과 뇌과학 기반 영어 프로그램은 아래와 같은 전략과 디자인 원칙을 가지고 있습니다. 

✓ 시각, 청각, 운동 감각이 온전히 집중하도록 구성된 훈련 

✓ 훈련자(학습자) 학습 수준에 난이도를 실시간 맞춰가며 진행시켜가는 설계 

✓ 훈련 성과를 극대화 시키기 위한 목적으로 특허 받은 과학적 소리 처리 

✓ 훈련(학습) 과정에 대한 정확한 데이터 추적과 다각적인 분석 

✓ 작업 기억력 강화 

✓ 인지능력 강화 

✓ 동기부여적 요소와 적절한 피드백 요소

하루 이틀의 단발성 훈련만으로 두뇌 속에 새로운 고속도로를 만들 수는 없습니다. 당연한 말로 들리겠지만 집중적이고 반복적인 연습은 긍정적인 두뇌 변화에 필수입니다. 두뇌 기능을 향상시키고, 언어 학습 성과를 빠르게 하기 위해 개발된 Fast ForWord는 수 많은 논문을 통해 입증한 것처럼 매우 효과적이고 과학적입니다. 하지만, 아무리 완벽히 만들어 내고 효과성을 검증하였다 하더라도, 직접 훈련하는 훈련자의 노력이 더해지지 않으면 의미가 없습니다.

최대의 효과를 얻기 위해서는 꾸준히 훈련하고 학습하는 것이 필요합니다. 과학자들은 3개월 정도 꾸준히 훈련하면, 말랑말랑한 두뇌에 긍정적인 변화가 생겼다는 점을 느낄 수 있을 것이라고 말합니다. 성과를 느끼면 동기가 유지됩니다. 훈련 기간을 6개월 정도로 더 늘려 더 크고 오래 유지되는 성과를 얻는 계기가 되는 것입니다.

FAST FORWORD, 뇌과학 기술을 활용한 영어 프로그램-1 

① 언어 발달 상황에 맞춘 프로그램 설계와 실시간 난이도 조절

② 가장 기본적인 ‘소리 값’에 대한 집중 훈련부터 시작됩니다. 

③ 과학적 소리 가공 

④ 역치 훈련 

⑤ 작업 기억 훈련 

⑥ 집중의 중요성 

⑧ 80개 특허, 최고 과학자들이 만든 FAST FORWORD를 신뢰하기 

두뇌는 우리가 상상하는 것 이상으로 정교하고 복잡합니다. 학습 과정 설계가 매우 정교해야 하는 이유입니다. 학습을 위한 입력 자극도 과학적인 방법으로 전달되어야 합니다. 얼마나 잘 훈련하고 있는지 정교하게 분석할 수도 있어야 하고, 매 순간 훈련자(학습자)의 수준에 맞는 적절한 난이도의 과제가 주어져야 합니다. 이 모든 것을 가장 잘 수행해 내는 것이 컴퓨터이고, 빠르고 효과적인 학습 성과를 얻기 위해 컴퓨터를 활용하는 것입니다. 

영어 학습 방법도 과학 기술의 발전에 따라 꾸준히 새로워졌습니다. 눈부시게 발전하는 과학 기술을 학습 과정에 적용하는 것은 너무나 당연한 일입니다. 최근 영어의 평가 방법도 변화하고 있습니다. 이전까지는 ‘무엇을 알고 있는지’를 주로 측정했다면, 지금은 “그 수준(점수)에 이르면 무엇을 할 수 있는가_Can Do Statement”를 묻는 절대평가 방식으로 변화하고 있습니다. 우리가 영어의 지도 목표를 ‘이해하고 배우는 단계’에 머물지 않고 ‘습득하고 활용하는 단계’로 설정해야 하는 중요한 이유입니다. 

두뇌의 이해와 과학 기술의 결합으로 영어 학습자들은 이제 가장 작은 단위의 소리 값 습득, 빠른 소리처리, 문장구조 습득, 이해력 강화 등 교사들의 읽기 지도 성과를 높일 수 있는 놀라운 과학적 결과물 FAST FORWORD 프로그램도 활용할 수 있습니다. 

Fast ForWord를 개발한 4명의 과학자 중 한명인 폴라 탈랄은 KBS스페셜 ‘당신이 영어를 못하는 진짜 이유’에서 “영어를 배우기 위해서는 모국어를 잘 받아 들이기 위해 의도적으로 차단한 영어 소리를 두뇌가 인식할 수 있도록 해야하며, 처음 언어를 배울 때 언어의 가장 기본적인 소리 값, 특히 모국어에 없는 소리를 제대로 습득해야 한다”고 말합니다.

4명의 과학자 이야기 보기

  과학 기술, 영어 학습에 어떻게 적용했는가? 

영어 학습 분야에 과학 기술은 어떤 방식으로 기여할까요? 기술이 교사를 대체하는 것일까요? 도구는 교사의 효과적인 학생 지도를 돕는 것이며, 사람(교사)과 기술이 상호 업무 분장을 했다는 표현이 더 정확할 것입니다. 기술이 교사를 대체할 수는 없지만, 기술을 잘 활용하는 교사가 기술 활용을 못하는 교사보다 지도 효과가 더 클 것임은 자명합니다.

① 언어 발달 상황에 맞춘 프로그램 설계와 실시간 난이도 조절 

영어 교육을 포함한 교육 분야도 컴퓨터 활용은 학습 성과 향상에 획기적인 기여를 했습니다. 컴퓨터를 활용하면, 두뇌 입력 자극(Stimuli)을 매우 정확하고 섬세하게 통제할 수 있습니다. 보다 더 정교하고, 빠른 영어 습득이 가능한 이유입니다. 

컴퓨터는 학습자의 반응을 정확히 측정할 수 있습니다. 학습자에게 제시되는 과제 난이도를 학습자 수준에 맞게 즉각적이고 동시에 정확하게 실시간 반영할 수 있습니다. 또한 컴퓨터는 학습 진척도를 자동으로 살펴, 학습 진도에 맞는 실시간 피드백도 가능합니다. 

예를 들어 FAST FORWORD의 듣기 과정에서는 두뇌의 영어 듣기 발전 단계를 실시간 분석하여, 점점 더 복잡한 과제를 제시합니다. 처음에는 의도적으로 과장하고 늘린 소리부터 시작하며, 일정 단계에 이르면 우리 주변에서 흔히 듣는 말과 언어 사용 맥락 속에서 듣기를 훈련합니다. 매 순간 제시되는 문제는 ‘학습자의 정답율’에 따라 실시간 자동 조정됩니다 

② 가장 기본적인 ‘소리 값’에 대한 집중 훈련부터 시작됩니다. 

듣기의 경우 주파수 스윕(Frequency sweep)과 자음, 모음, 음소, 음절, 단어, 문장에 이어 이야기 듣고 이해하기까지의 과정이 순차적으로 이어집니다. 읽기 역시 학교 교육 과정에 맞춰 각 학년별 단계가 진행됩니다 

초기 단계는 훈련 방법을 안내하는 쉬운 과제부터 시작합니다. 이어서 학습자의 과제 수행 성적을 실시간 분석하여 난이도를 맞춘 문제가 주어집니다. 천천히 더 높고, 더 힘든 단계로 나아갑니다. 역치(문턱, 임계치)에서 주어지는 문제의 정답을 맞추기 위해서 매 순간 집중해야만 합니다. 그래야 목표에 도달 할 수 있습니다. 때로 FAST FORWORD 훈련이 힘들다고 말하는 사람들이 있습니다. 근육에 힘이 들어가는 아령을 들어야 ‘근육이 생기는 것처럼’  FAST FORWORD에서 주어지는 모든 문제들이 ‘학습자의 역치'에서 주어지기 때문입니다. 

어떤 학습자는 첫날의 학습을 가장 어려워합니다. 낯설기 때문이지요. 또 어떤 학습자는 난이도 가 꾸준히 상승하는 것을 부담스러워 합니다. 쉽고 재미있는 게임과 같은 프로그램으로 알았는데, 점점 더 어려워 지기 때문입니다. 그럴 때마다 이렇게 말해 주세요. “정답을 모두 맞추지 못해도 놀라지 말아요. 포기하지 않고 계속하는 한 꾸준히 발전하고 있는 거예요." 

  주파수 스윕(Frequency Sweep)과 음소인지는 기억하고 이해하는 능력과 어떤 관 련이 있을까요?

말의 가장 작은 단위인 음소(기본적인 소리 값)는 어린 시절부터 많은 기간 동안 자연스럽게 노출되고, 때로 의도적으로 연습하고 훈련해야 정확히 인식하고 사용할 수 있습니다. 성장해가며 각각의 음소들은 음절로, 음절은 단어로, 단어는 절로 나아가는 복잡한 관계도 배우고 익힙니다. 

"bottle"이란 단어를 말할 수 있는 아이를 생각해 보세요. 전체 단어(bottle)를 사용할 수 있게 되면, 각각의 음소(/b/ɑ:/t/l/)에 대한 신중하고 조심스러운 집중은 사라집니다. 우리 뇌 속에서 단어 ‘bottle’을 직접 떠올리고, 각 음소 하나 하나에 관심을 기울이지 않아도 될 만큼 확실한 두뇌 경로가 만들어지기 때문입니다. 

하지만 사용하지 않은 채 시간이 흐르면, ‘bottle’의 직접 회상 연결은 다시 쇠약해지고, 두뇌 속에 각인되었던 소리 구별은 불명확지고 더 약해지며, 주변 소음에 조금만 왜곡되어 들려도 쉽게 영향을 받습니다. 결과적으로 듣기 실력이 점점 더 낮아집니다. 

비슷한 소리를 구별하는 일은 더욱 어려운 과제입니다. 음소를 듣지 못하면 듣고, 이해 하고, 기억하고, 생각하고, 말하는 것도 느리고 더 많은 실수를 합니다. 실수를 싫어 하는 우리 두뇌는 이 ‘애매한 소리(음소, /b/ɑ:/t/l/)’를 조금이라도 더 잘 들으려 노력하는데 에너지를 모두 사용하고 정작 전체 단어(bottle)를 듣는데 사용할 여력이 사라집니다. 결국, 문장 이해는 먼 나라 이야기가 됩니다. 

물론 어떤 단어를 제대로 듣지 못할 때에도, 우리의 놀라운 두뇌는 종종 문맥 속 의미를 연상함으로써 제대로 듣지 못한 손실을 부분적으로 보완합니다.  bad와 dad라는 단어를 정확히 구분하여 듣는 것이 어려운 상황을 가정해 보겠습니다. “My dad is a big guy."와 "I'm having a bad day."라는 문장에서는 단어의 첫소리(/b/또는 /d/)를 정확하게 구별하지 못해도 (우리가 직관적으로 들어야만 하는 단어 소리를) 문맥 속에서 거의 즉각적으로 추론할 수 있습니다. 아마도 dad와 bad를 구별하는데 어려움이 겪고 있는 것 조차도 알아채지 못했을 수도 있습니다. 하지만 문맥 속 추론이 어려워지는 것은 시간 문제입니다.

 ‘bad와 dad’가 아닌 ‘big guy’가 혼동되어 들리기 시작하면, 즉 ‘big guy’가 ‘good buy’, ‘big pie’, 또는 그 밖의 다른 어떤 내용으로 들었는지 확신할 수 없는 시점이 되면 문맥을 통한 해석도 훨씬 더 어려워 집니다. 말이 빠른 사람이나, 어린 아이들처럼 부정확하게 발음하는 상황에 처하면 이해는 커녕 듣기에 집중하는 것조차 큰 스트레스가 될 가능성이 큽니다. 

따로 강조할 필요조차도 없지만, 각각의 소리를 더욱 명확하게 구별하도록 우리의 듣기 능력을 향상시키는 것은 말의 의미를 이해하는 능력 향상에 절대적이고 필수적인 과정입니다. 외부에서 입력되는 정보를 보다 더 명확하고 정확하게 받아들여 두뇌에 저장해 두면, 나중에 그 정보를 더욱 더 빠르고 정확하게 떠올리고, 실제 상황에서 적절히 활용할 수 있게 됩니다. 

두뇌 속 도로가 만들어 과정의 예를 한번 더 들어 보겠습니다. 

이전과 달리 이번에는 아무런 길이 없이 풀만 무성한 두뇌에서 출발합니다. 사람들이 반복해서 걷는 곳에 길이 만들어지는 것처럼, 외부에서 입력되는 하나 하나의 정보들이 풀만 무성했던 두뇌 속에 작은 오솔길을 만듭니다. 이때 모호한 입력은 자주 오가던 길을 반복해서 다니지 않고 여기저기 무작위로 발자국을 남길 뿐입니다. 모호한 정보는 잘해야 오솔길을 만들고, 심지어 어떤 길은 다시 풀만 무성하게 될 수도 있습니다. 더 명확하고 정확한 정보 입력이 반복되면, 어떤 하나의 오솔길을 더 많이 더 자주 이용하는 것과 같습니다. 오솔길은 도로로, 도로는 다시 고속도로처럼 넓고 빠른 길이 되는 것입니다.

③ 과학적 소리 가공 

FAST FORWORD의 학습자들로부터 자주 듣는 질문은 "프로그램에서 들려주는 단어와 문장의 소리들이 이상하게 들린다"는 것입니다. 80개가 넘는 국제특허를 보유한 FAST FORWORD만의 특별한 기술이 적용된 결과이지만, 설명들 듣지 못하고 학습을 시작할 경우 흔히 보이는 반응입니다. 

이 기술은 빠르게 변화하는 영어의 자음 소리를 느리게 변하도록 기술적 처리를 하고, 또 특정 소리를 강조하여 뚜렷이 구별되도록 합니다. 소리 변화를 느리게 하고, 변화 요소를 더욱 강조하여 각각의 개별 소리 차이를 확실하게 구별할 있는 능력을 기르기 위한 FAST FORWORD만의 특허 기술입니다. 두뇌는 입력되는 소리 정보가 명확할수록, 같은 소리를 만날 때 더욱 더 정확하게 반응하고, 더 잘 기억합니다.

물론 학습 진척도가 향상됨에 따라 FAST FORWORD가 제시하는 늘리고 강조된 소리도 점점 더 자연음에 가깝게 되고, 속도는 빨라집니다. 심지어 높은 단계에 이르면 일상적인 소리 보다도 훨씬 더 빠르게 제시되는 소리를 처리해야 됩니다. 

훈련을 마치고 나면, 사람들의 말 소리가 더욱 정확하게 들리고(두뇌에 입력되고), 대화를 이해하는 능력도 크게 향상될 것입니다. FAST FORWORD 에서 사용하는 특허 기술! 소리 변화를 느리게 하고, 변화 요소는 특별히 강조하는 기술을 활용하면, 듣기는 물론 대화를 이해 능력과 유창한 표현 능력, 그리고 읽기 실력 향상에도 큰 도움을 받을 것입니다.

7-2 편으로 이어집니다.

FAST FORWORD, 뇌과학 기술을 활용한 영어 프로그램-2 

① 언어 발달 상황에 맞춘 프로그램 설계와 실시간 난이도 조절

② 가장 기본적인 ‘소리 값’에 대한 집중 훈련부터 시작됩니다. 

③ 과학적 소리 가공 

④ 역치 훈련 

⑤ 작업 기억 훈련 

⑥ 집중의 중요성 

⑧ 80개 특허, 최고 과학자들이 만든 FAST FORWORD를 신뢰하기 

7-1편에서 이어집니다.

FAST FORWORD, 뇌과학 기술을 활용한 영어 프로그램-2 

① 언어 발달 상황에 맞춘 프로그램 설계와 실시간 난이도 조절

② 가장 기본적인 ‘소리 값’에 대한 집중 훈련부터 시작됩니다. 

③ 과학적 소리 가공 

④ 역치 훈련 

⑤ 작업 기억 훈련 

⑥ 집중의 중요성 

⑧ 80개 특허, 최고 과학자들이 만든 FAST FORWORD를 신뢰하기 

④ 역치 훈련 

우리는 ‘효과적’라는 말을 자주 사용하고 듣습니다. 효과적이라는 말의 뜻을 고민해 볼 필요가 있습니다. ‘효과적’이기 위해서는 ‘투입량은 같지만 성과가 향상되거나, 아니면 성과는 동일하게 유지되지만 투입량이 줄어들어야’ 합니다. 학습 시간이 늘어나는 것에 비례한 성적 상승이라면, 효과적이라고 말하기 보다는 성실하고 열심히 공부했다는 표현이 적절할 것입 니다. FAST FORWORD를 과학적이고, 효과적인 영어 학습 프로그램이라고 말하는 이유는 FAST FORWORD를 활용한 영어 학습이 ‘학습자와 교사가 설정한 목표’ 도달 시간과 비용이 여타 과정과 비교할 때, 시간은 짧고 비용은 적게 들기 때문입니다.

FAST FORWORD는 효과적인 학습을 위해 제시 과제를 학습자 능력보다 지나치게 어려워 포기하게 하거나, 사소할 만큼 쉬운 과제를 다루는데 시간을 허비하지 않도록 합니다. FAST FORWORD는 실시간 난이도가 학습자의 성적과 정확히 연동됩니다. 90% 가까이 맞추면 조금씩 난이도를 높이고, 그 보다 낮은 비율로 문 제를 풀면 한 단계 쉬운 문제를 제시하는 것과 같은 방식입니다. 즉, FAST FORWORD에서 출제되는 모든 과제는 역치(threshold, 임계치)에서 제시됩니다. 문턱을 하나 하나 넘어서며 점점 더 높은 단계로 나아가는 학습 과정은 학생들의 참여 동기를 크게 키워줍니다. 

매 순간 ‘역치에서 훈련’하도록 하는 것은 책/시험지를 활용해 1명의 교사가 많은 수의 학생을 지도하는 교실 현장에서는 쉽게 실천하기 어려운 부분입니다. 교실에서는 전체 학생을 대상으로 이해 /활동 중심의 수업을 진행하고, 기술(FAST FORWORD)은 학생들의 역치(수준)에 맞는 연습과 훈련을 제공하는 방식으로 학생들의 빠른 영어 실력 향상을 도울 수 있습니다. 

FAST FORWORD는 우리의 두뇌가 언어 정보를 받아들이고, 기억하고, 활용하는 방식을 향상시키기 위해 개발되었습니다. 영어 학습과 학습 인지 능력 향상이라는 두 가지를 목적을 가지고 있습니다. 

FAST FORWORD는 마치 근육을 단련하는 것과 같은 원리로 작용합니다. 처음에는 20kg 바벨을 들기 조차 버거웠지만, 하루 이틀, 몇 주의 연습 기간을 거친 뒤 30kg, 50kg도 거뜬히 들어 올리는 상황으로 설명할 수 있습니다. 20kg이 힘들다고 훈련을 포기하면 21kg, 22kg도 영원히 들지 못하는 무게가 됩니다. 당연히 30kg, 50kg은 꿈 같은 숫자가 되고 마는 것이지요. “난, 무겁고 땀나는 것은 싫어.”라며 10kg 바벨을 드는 것 은 근육 단련에 아무런 도움이 되지 않습니다. 힘들지만 꾸준히 역치(threshold, 임계치)에 가까운 무게로 연습해야 튼튼한 근육이 만들어 집니다. “어렵고, 재미없어요.”라는 말은 “근육이 생기 려고 해요. 땀나요”라는 말과 같은 뜻일 가능성이 큽니다. 신체 근육을 단련하듯, 영어 두뇌 근 육을 단련시키기 위해서는 쉬운 것만 반복하며 시간을 허비하거나, 지나치게 어려워 포기하지 않도록 하는 것이 절대적으로 필요합니다 

FAST FORWORD에 대한 보다 더 구체적인 설명을 위해, 레슨 하나를 예로 들어 보겠습니다. 

먼저 구별하기 쉬운 2개의 소리를 기억하는 훈련부터 시작합니다. 과제를 잘 수행하면 점점 더 구별하기 어려운 소리가 제시됩니다. 심지어 2개의 소리가 아닌 3개, 4개, 5개의 연속되는 소리를 순서대로 기억하는 도전 과제도 주어집니다. 소리의 개수만 늘어나는 것이 아니라 빠르기도 달라집니다. 대화 속에서 사람들의 말을 잘 듣고, 기억하고, 이해해야 하기 때문에 영어 음소를 훈련함과 동시에 정보를 습득하고, 기억하는 훈련도 함께하는 것입니다 

FAST FORWORD 프로그램은 끊임없이 역치(threshold, 임계치)에서 과제가 제시되기 때문에 모든 과제를 완벽하게 맞춘다고 기대하지 않습니다. 쉼없이 난이도를 증가시켜 학습자가 모든 과제에 정답을 말하는 것을 어려워 하도록 의도적인 장치를 했습니다. 

우리의 두뇌는 지나치게 쉬울 때는 흥미를 잃고, 너무 어려울 경우엔 좌절하기 때문에 FAST FORWORD의 역치 훈련 설계는 더 오랫동안 학습하고, 더 뛰어난 학습 성과를 거두도록 하는 핵심 장치입니다.

⑤ 작업 기억 훈련 

FAST FORWORD 의 모든 훈련은 두뇌의 작업 기억 향상에도 도움이 됩니다. 이유가 있습니다. 말을 듣고 의미를 이해하기 위해서는 기억 체계를 사용합니다. 이 기억 덕분에 학생들은 “수학 책을 꺼내서 18, 19쪽에 있는 짝수 번호의 문제를 풀고 237쪽에서 답을 확인하세 요.”와 같은 구두 지시를 실행할 수 있습니다. 

읽기는 더 많은 두뇌 시스템을 필요로 하는 훨씬 더 복잡한 과정입니다. 한 단어를 읽을 때, 그 단어가 작업 기억에 머무는 동안 해독 과정을 통해 단어를 분절로 나누고 음소를 조합하여 읽는 사람이 알아볼 수 있는 단어를 형성합니다.

문장을 읽을 때, 두뇌의 시각 체계와 기억 체계는 읽는 사람의 시선이 문장의 끝에 이를 때까지 문장의 첫 부분에서 읽었던 단어들을 기억하고 있어야 합니다. “See the dog run”과 같은 짧은 문장은 아주 짧은 기억 시간을 요구되기 때문에 문제가 되지 않습니다. 하지만 “The boy ran down the street to tell his friend that the ice cream truck was just around the corner and would be here soon” 처럼 길고, 복잡한 문장을 읽을 때는 훨씬 더 긴 저장 시간 (작업 기억)이 요구됩니다. 

더 나아가, 문장을 정확하게 이해하기 위해서 두뇌는 적합한 문법 체계와 문맥에도 주의를 기울여야 합니다. 제한적인 작업 기억의 용량 때문에 이제 막 읽기를 배우기 시작한 아동들은 긴 문장이나 복잡한 문장을 이해하기 어려워 합니다. 아동이 문장을 소리 내어 읽을 수는 있으나 문장의 뜻을 이해하지 못하는 경우는, 앞서 소리 낸 단어가 작업 기억에서 지워졌기 때문이기 쉽습니다. 꾸준히 연습하면 좋아집니다.

⑥ 집중의 중요성 

FAST FORWORD는 눈, 귀, 손 동작의 동시 집중을 요구합니다. 보다 효과적인 영어 학습이 되도록 뇌 과학자들이 의도한 것입니다. 집중할 때 우리의 두뇌는 강력한 뇌 화학 물질을 자연스럽게 발생시킵니다. FAST FORWORD는 영어 학습은 물론 효과적인 학습을 돕는 두뇌 화학물질 생성을 촉진합니다. 매 문제마다 Start 버튼을 누르도록 설계한 이유도 ‘공부할 준비가 되었으니 문제를 주세요’처럼 보다 더 주의를 기 울이고 집중할 준비가 되었다는 신호를 반복하는 것입니다.

⑦ 즉각적인 피드백과 보상 

재미있거나 놀랄 만큼 새롭다고 느낄 때 더 잘 배우고 기억합니다. 또 좋은 성과나 보상이 있을 때 더 빨리 배우고 더 잘 기억할 수 있습니다. FAST FORWORD  학습에 게임적 요소를 가미하여 재미, 성과, 보상을 주도록 설계한 이유입니다. 

정답을 맞출 때마다 더 많은 점수를 얻고, 동시에 경쾌한 소리를 듣습니다. 몇 개의 정답을 연속으로 맞추면, 재미있는 동작과 함께 학습 주인공의 애니메이션도 볼 수 있습니다. 최고 점수를 돌파할 때마다 확실한 축하를 받습니다. 물론 문제를 틀릴 경우에도 틀렸다고 알려줍니다. 다만 정답일 때와 다르게 작은 소리를 들려줍니다. 틀렸다는 사실은 인지하되 학습자의 감정은 다치지 않도록 배려한 것입니다. 

이러한 장치는 “참 좋은 시도를 했구나. 기억해!”, “와, 최고 점수를 기록했네. 축하해!”, “괜찮아, 실수할 수도 있어. 마음에 두지 마.”와 같은 느낌이 들도록 합니다. 깊은 관심, 긍정적인 피드백, 놀라운 성적을 거두었다는 사실을 알려주는 장치 등이 학습을 촉진하는 뇌 화학 물질을 더욱 활성화시키고, 결과적으로 강하고 빠른 학습 성과를 얻도록 합니다. 일부 학습자들은 시각적, 청각적 보상 장치가 혼란스럽다고 말하는 경우도 간혹 있습니다. 하지만, 프로그램을 개발한 과학자들이 많은 검증을 해본 결과 보상 장치가 있는 것이 없는 것보다 훨씬 더 효과적이라는 판단을 했다는 점을 알려드립니다

보상은 뇌 화학물질 분비를 자연스럽게 촉진되도록 자극하는데 목적이 있습니다. 영어 공부 목적으로 시작한 FAST FORWORD  학습으로 두뇌 화학 물질의 생산 공장도 이전보다 훨씬 더 힘차게 돌아간다면, 더 명석하고, 민첩해진 두뇌를 가질 수도 있다는 의미입니다. 일상 생활에서도 더 욱 더 활기차고, 웃음이 가득한 삶이 될 것입니다. 당연히 영어 실력도 놀랍게 발전할 것이구요! 

⑧ 80개 특허, 최고 과학자들이 만든 FAST FORWORD를 신뢰하기 

FAST FORWORD 학습은 두뇌에 영어 고속 도로를 만들기 위한 튼튼한 기반 다지기 작업입니다. 아주 작은 소리까지 구별할 수 있고, 더 적은 실수를 하며, 더욱 더 빠르게 이해할 수 있게 도와줍니다. 

제대로 듣지 못했던 발음도 제대로 듣게 됩니다. 시간이 부족했던 장문 독해 문제 풀이 시간도 여유 있게 됩니다. 원인도 모른 채 매번 1-2문제씩 틀리던 듣기 시간도 두렵지 않습니다. 마치 자주 걷지 않는 길에서 자라나는 잡풀을 깨끗이 제거하고 멋진 도로를 만들 때처럼, 영어 학습을 어렵게 했던 문제들을 정확히 진단하고 처리하여, 더 빠르고 더 오래 지속되는 영어 실력을 습득하게 됩니다. 

영어 공부, FAST FORWORD를 믿고 의지해 보세요. 

실력이 나아졌다는 사실을 확실히 느낄 수 있을 것입니다.