[쓸만한 연구] 인지부하 이론

인지부하 이론 (Sweller, 2010)

학습을 수행하는 과정에서 항상 인지부하가 발생하게 되는데, 

이러한 인지부하의 발생 원인이 무엇인지에 따라서 인지부하를 세 가지로 구분합니다.

 <인지부하의 종류>

    

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*  내재적 인지부하 (Intrinsic Cognitive Load): 과제 자체의 난이도에 따른 인지부하  *  본질적 인지부하 (Germane Cognitive Load): 스키마 확장을 위한 인지적 노력  *  외생적 인지부하 (Extraneous Cognitive Load): 불필요하게 투입된 인지적 노력

이 세 가지 인지부하의 총합은 학습과정에서 학습자가 지각하고 있는 인지부하의 총량입니다.

예를 들어,

Graphics adapted from 교육매체의 활용과 평가, Professional Development in Teaching(Lee Yong-Jin), Korea University

학습자 A같은 경우 동일한 문제를 해결하는 데 있어 문제의 난이도를 인지하는 내재적 인지부하는 B학생과 비슷하지만,

문제 해결을 위한 스키마 확장을 위한 본질적 인지 부하는 더 적게 발생합니다.

반면, 동일한 문제를 인지하는 데 있어 B학생보다는 좀 더 많은 불필요한 인지적 노력을 하게 됩니다.

학습자 C는 같은 문제를 푸는데 있어 A,B 학생보다 더 많은 시간과 노력을 필요로 하게 됩니다.

A,B 학생은 '사용되지 않은 영역' 부분이 있지만, C학생은 자신의 모든 인지적 노력을 사용합니다.

* 사람들의 작업기억 용량은 제한되어 있고

*시각 및 청각의 이중처리 과정을 통해 인지 처리가 이루어집니다.

* 학습의 목적은 스키마의 획득이고

*따라서, 교수학습 과정에서는 스키마 획득과 관련된 인지부하는 늘리고, 불필요한 인지 부하는 줄이는 것이 가장 중요합니다.

 

내재적 인지부하를 조절하기 위한 설계원리

 

1) 완성된 예제의 활용 (worked-out example)     : 문제해결 과정을 단계별로 명료하게 사례를 제시함.  2) 사전 훈련 원리 (pre-training principle)     : 학습 내용을 이해하기 위해 알고 있어야 하는 요소를 먼저 이해하도록 하는 방법.      학습 과제의 난이도 자체를 조정하는 것은 아니나 과제로 인한 인지 과부하를 방지.

 

 

 

외재적 인지부하를 조절하기 위한 설계원리

 

1) 근접성 원리 (contiguity principle): 그래픽과 텍스트를 시간적, 공간적으로 근접하게 제시  2) 양식 원리 (modality principle): 청각과 시각 채널을 모두 활용하도록 정보 제시  3) 중복 원리 (redundancy principle): 내재적 인지부하가 높지 않을 때, 동일정보를 포함하는 텍스트와 그림의 중복제시는 효율적 인지부하 관리를 방해함  4) 일관성 원리 (coherence principle): 학습 내용과 관련된 텍스트와 음향, 그림 제시

 

 

 

Graphics adapted from 교육매체의 활용과 평가, Professional Development in Teaching(Lee Yong-Jin), Korea University

 

왼쪽 그림의 경우 그래픽과 텍스트의 근접성이 매우 떨어져,

학습자의 외재적 인지부하를 높입니다.

반면, 오른쪽 그림의 경우 그래픽와 텍스트의 근접성을 높임으로써,

학습자가 문제를 해결하는 데 있어 겪을 수 있는 외재적 인지부하를 최소화 할 수 있습니다.

 

 

Graphics adapted from 교육매체의 활용과 평가, Professional Development in Teaching(Lee Yong-Jin), Korea University

 

그래픽 A,B 모두 심장의 구조를 나타낸 그림이지만,

A의 경우 심장의 구조를 단순화하여 나타냄으로써,

학습자들이 심장에서 피의 순환 원리에 대해 이해하는 데 좀더 초점을 두어 정보를 제공함합니다.

A가 단순화된 그래픽을 사용하여 외재적 인지부하가 발생하는 것을 최소화하고자 했다면,

B이 경우는 좀 더 학습력이 높은 학습자들을 위한 그림으로,

좀 더 전문성 있는 학습자들을 대상으로 사용하는 것이 더 적절합니다.

 

 

본질적 인지부하를 조절하기 위한 설계원리

 

1) 개인화 원리 (personalization principle) : 학습자와 대화하듯 내용 전달    e.g. 영어 회화 책에서 많이 사용하는 방법!         책 첫페이지에 캐릭터가 등장해서, 같이 공부하듯이 대화를 건낸다. 2) 자기 설명 및 인지 리허설 원리 (self-explanation / cognitive rehearsal principle)     : 학습 내용을 학습자 스스로 점검할 수 있도록 도움.

 

 

 

인지부하 이론과 수업에서 사용하는 매체 사이에는 긴밀한 관계가 있다는 것,

 

따라서 활동지를 제작하는 데 있어서도

 

교사 나름의 이론 해석과, 이론에 따른 실천이 필요할 듯 합니다.