정보처리이론, 인지주의 이론

1. 정보처리이론(information processing)

(1) 정보처리이론

    - 인간이 외부로부터 받은 정보를 어떻게 지각하고 이해하고 기억하는가를 연구

    - 정보화 이론 : 새로운 정보가 입력되고 저장되면 기억으로부터 출력되는 과정

    - 컴퓨터 기술의 발달에 기원을 두고 컴퓨터에서 유추

(2) 정보처리이론의 학습

    1) 정보처리이론의 학습

        - 학습 : 외부로부터의 정보(자극)을 획득하여 저장하는 과정

        - 인간의 감각기관을 이용하여 정보를 습득하고 체계적으로 정리하여 뇌에 기억(저장)하는 과정 → 학습의 과정

        - 기억된 정보는 필요할 때 재생시켜 원하는 곳에 사용

    2) 정보처리과정

 

    ► 감각등록기(Sensory Registerators)

        - 학습자가 눈, 귀 등 오감을 통해 정보를 최초로 인지하는 곳

        - 매우 짧은 시간(시각 약 1초, 청각 약 4초) 동안 정보가 유지

        - 정보가 즉시 처리되지 않으면 그 정보는 잃어버림

    ► 단기(작동)기억(Short-term/working memory)

        - 성인의 경우 5-9개의 정보가 약 20초동안 저장되될 수 있는 곳

        - 정보의 양과 지속시간을 규정하고 통제

        - 외부로부터 들어온 정보를 선별하여 역할로 필요한 것만 저장

        - 청킹 : 보다 의미있는 단위로 조합하는 것(ex. ㅇ ㅛ ㅇ = 용)

    ► 장기기억(long-term memory)

        - 정보를 영구적으로 저장할 수 있는 곳

        - 일상기억 : 경험과 관련된 정보 저장, 이미지로 부호화, 의미있는 경우가 아닐 경우 재생에 실패

        - 의미기억 : 경험으로 습득된 일반화 지식들이 저장, 학습을 통해 저장, 의미기억들은 서로 연관

(3) 저장 지식의 유형

    1) 이중부호 모형(dual-code model)

        - 정보는 시각적 또는 언어적 형태로 보존

        - 이미지형태(심상체계) > 언어적 체계

    2) 언어적 망 모형(network model)

        - 정보의 궁극적인 표상은 이미지가 언어적 형태이며 상징적 형태인 언어적 형식을 통해 재구성

        - 군집모형 : 일정한 특징을 중심으로 기억(네발 달린 동물)

        - 명제모형 : 하나의 단위로 기억하는 것이 아니라 관련 정보를 추가하여 정보를 저장

    3) 어의적 망 모형(semantic network model)

        - 마디(node)를 이용하여 개념과 위계적 관계의 상위 종속 개념을 설명

        - 선언적 지식 : 진위를 판명할 수 있는 최소 단위의 명제

        - 절차적 지식 : 조건-행위 쌍으로 구성된 산출 체계

(4) 교수학습 전략

    1) 교수전략 : 새로운 자극 수용 지도 : 행동적 수업 목표 제시와 선행 조직자 활용

        가) 선행조직자(advanced organizer)

            - 학습되어야 할 새로운 내용에 대한 구체적인 것보다 시각적 혹은 청각적 정보가 짧게 표현된 것(오스벨, 1968)

            - 학습해야할 학습에 대한 개념적 틀 제공

            - 이전 습득 정보와 새로운 학습의 연결에 도움 → 학습자의 부호화 과정을 용이하게

        나) 부호화 과정 촉진자료 제시

            - 부호화 기능은 장기기억에 저장되도록 새로운 정보를 준비시키는 것

            - 부호화를 가능하게 하는 각종 기억술 제시(표, 그림, 관련성 제시)

            - 단기 기억의 용량을 고려한 내용의 분할 제시

            - 부호화 전략의 유형

                · 일차적 반복(Primary rehearsal) : 무조건 반복, 시험에 효과적

                · 정교화 반복(Elaborative rehearsal) : 정보의 변형, 기억술의 활용, 학습자의 사전 지식과 연결되도록
                 부분적 수정 (시각화, 장소법)

        다) 인출

            - 장기기억에 저장된 정보에 접근하는 것

            - 인출 실패의 원인

                · 부호화에 문제가 있거나 기억이 퇴화

                · 인출 단서와 부호화의 상호작용 부족(인출 단서의 부족)

2) 학습전략

        - 중요한 내용에 집중(selective attention)

        - 정보를 다양한 방법으로 부호화(심상이나 두문자어 활용)(dual code)

        - 복잡한 정보는 처리하기 쉬운 단위로(청킹)

        - 유의미한 예시로 새로운 정보를 정교화(정교화)

        - 자신의 말로 노트필기를 하거나 자신의 경험과 연관지어 읽기(정교화)

        - 반복학습

    3) 사전지식의 활성화 전략

        - 사전 지식의 자극을 통해 장기 기억된 정보를 추출

        - 동기부여 활동 등을 통해 학습자의 사전 지식과 경험을 활성화

        - 도입단계 설계 및 제시를 통해 학습자가 본 학습에 필요한 정보를 유출토록 함

    4) 시각적 자료의 제시 전략

    5) 청킹 전략 - 학습내용을 제시할 경우 전체 내용을 의미있는 단위로 묶어서

    6) 정교화 전략

- 학습자가 학습내용을 구조화 할 수 있도록 개념도, 예시문, 중심어 등을 제공

- 학습자 스스로 정교화 할 수 있는 기회 제공

    7) 다양한 연습기회 제공 전략

 

2. 인지발달이론 - Piaget

(1) 인지발달과 학습

    1) 인지발달

        - 인지발달은 유기체 구조와 환경 자극과의 구성적 통합의 결과

    2) 과정으로서의 지식

        - 지식은 개인과 환경간의 상호작용이며, 주관적인 요소와 객관적인 요소를 포함

        - 지식 발달은 이전의 구조로부터 새로운 구조를 만드는 것

        - 인지발달에 영향을 주는 요소는 물리적 환경, 사회적 환경, 성숙, 평형화

(2) 인지발달의 구성 요소

    - 지식은 환경과의 계속적인 상호작용을 통해 개인에 의해 구조화됨

    1) 동화(assimilation) : 새로운 지식을 학습자가 이미 습득한 행동이나 체계, 지식 속에 흡수 통합하려는 경향

    2) 조절(accommodation) : 새로운 지식을 학습자가 현실 상황에 맞게 조절하고 수정하여 개인이 이미 습득한
         행동이나 체계를 환경에 잘 조화될 수 있도록 바꾸는 것

    3) 평형화(equilibration) : 동화와 조절이 균형을 이루도록 하는 적응의 과정

(3) 인지발달단계

    1) 감각운동기(0-2세)

        - 주변의 여러 대상물로부터 자신을 분리

        - 빛과 소리 자극에 반응

        - 대상 영속성의 개념 획득

    2) 전조작기(2-7세 입학전 아동)

        - 자기중심적 사고

        - 눈에 보이는 한가지 사실에만 기초하여 사물을 분류

        - 하나의 준거에 의해서만 물체를 수집, 분류

        - 수의 개념 사용

        - 논리적 사고, 연역적 사고가 불가능

    3) 구체적 조작기(6,7~11,12세)

        - 여러 형태의 보존개념을 습득(수, 질량, 무게, 부피)

        - 유목포함 분류가능

        - 서열조작 가능

        - 서열조작 습득에 따라 추이성 습득(a>b, b>c이면 a>c이다)

        - 의사소통에서 사회 지향적인 특성을 보이게 됨

    4) 형식적 조작기(11,12세 이후)

        - 가설연역적 추리 가능

        - 명제를 통한 사고 가능

        - 조합적인 추리 가능

(4) 인지발달이론과 교수학습

    1) 교육에서의 시사점

        - 학습을 촉진하기 위해 인지적 갈등을 경험하게 함

        - 동화가 일어나는 과제나 자료제시보다는 도전적 과제나 자료제시가 필요함

        - 상위 수준의 지식 습득에 능동적으로 참여하도록 함

        - 학습자간의 상호작용을 촉진할 수 있는 수업상황을 구성

        - 학습자의 발달 수준을 고려한 수업 제공

    2) 이러닝 콘텐츠 개발에서의 시사점

        - 초등학생을 위한 콘텐츠 설계시 발달 단계 고려

        - 조작이 가능한 내용은 구체적 조작이 가능하도록 설계

        - 학습내용 구성시 학생들이 활동할 수 있는 환경을 만들고, 동일한 과제에 대하여 다른 방식으로 문제해결을
          시도하거나 실수하도록 유도

        - 과제 해결을 위한 다양한 시도에 대한 피드백 제공

    3) 이러닝 시스템 개발/운영에서의 시사점

        - 다양한 상호작용이 가능한 기능들을 제공하도록 설계

        - 협동 학습이 가능하도록 설계

        - 다양한 학습 기회 제공 및 다양한 피드백 제공을 위한 설계