서론
연구자들은 뇌의 작용 방식이 다양한 인지 기능과 어떻게 연결되는지 연구해왔습니다. 그러나 연구자들은 동기 부여 및 감정과 같은 비인지적 기능과 관련된 뇌의 작용 방식에도 관심을 가져왔습니다. 이러한 기능들은 차례대로 논의될 것입니다.
동기 유발
동기 유발은 목표 지향적인 활동이 시작되고 유지되는 과정으로 정의됩니다. 동기 부여된 행동에는 과제 선택, 노력 (신체적, 정신적), 끈기 및 성취가 포함됩니다. 8장에서는 목표, 자기 효능감, 필요, 가치 및 통제 인식과 같이 동기 유발에 영향을 미치는 것으로 가설화된 다양한 과정에 대해서도 논의합니다.
현대 이론은 동기 유발을 주로 인지적 용어로 묘사합니다. 대부분의 동기 유발 과정에는 인지적 구성 요소가 있습니다. 예를 들어 자기 효능감은 지정된 수준에서 행동을 배우거나 수행하는 데 대한 인지된 능력을 의미합니다. 자기 효능감은 인지적 신념입니다. 따라서 이 장에서 논의된 종류의 신경 표현을 가질 가능성이 높습니다. 이 분야에 대한 연구는 부족하지만 자기 효능감 신념은 연구 중인 영역 (예: 분수, 소설 읽기)을 현재 감각 입력과 연결하는 신경망으로 뇌에 표현될 것으로 예상할 수 있습니다. 다른 동기 유발 과정도 시냅스 네트워크에 표현될 수 있으며, 메타인지 및 목표와 같은 자기 조절에 관련된 과정도 마찬가지입니다. 동기 유발 및 자기 조절 변수에 대한 더 많은 신경 생리학적 연구는 교육과 신경 과학 사이의 간극을 메우는 데 도움이 될 것입니다 (Byrnes & Fox, 1998).
인지 신경 과학적 관점에서 동기 유발의 신경학적 상응물에는 적어도 두 가지 종류가 있습니다. 여기에는 보상과 동기 부여 상태가 포함됩니다.
보상
보상은 동기 유발 연구에서 오랜 역사를 가지고 있습니다. 그것들은 조건화 이론의 핵심 구성 요소이며, 강화(보상)된 행동은 미래에 반복되는 경향이 있다고 주장합니다. 동기 유발은 행동의 속도, 강도 또는 지속 시간의 증가를 나타냅니다.
인지 및 구성주의적 동기 유발 이론은 행동을 동기 부여하는 것은 보상 자체가 아니라 보상에 대한 기대라고 가정합니다. 보상은 유능한 수행 또는 학습 진행에 따라 주어질 때 동기 유발을 유지할 수 있습니다. 사람들이 보상을 자신의 행동을 통제하는 것으로 볼 때 시간이 지남에 따라 동기 유발이 감소할 수 있습니다 (즉, 보상을 받기 위해 작업을 수행하는 경우).
뇌는 보상을 처리하는 시스템을 가지고 있는 것으로 보이지만 (Jensen, 2005), 다른 뇌 기능과 마찬가지로 이것도 복잡합니다. 시상 하부, 전두엽 피질 및 편도체를 포함하여 많은 뇌 구조가 관여합니다. 뇌는 자연스러운 흥분을 유발하는 아편제의 형태로 자체 보상을 생성합니다. 이 효과는 뇌가 즐거운 결과를 경험하고 유지하는 경향이 있음을 시사합니다. 유능하거나 향상된 수행에 대한 보상을 받을 수 있다는 기대는 신경 전달 물질인 도파민을 생성하는 이 쾌락 네트워크를 활성화할 수 있습니다. 뇌는 신경망의 일부로 행동 수행에 대한 보상에 대한 기대를 저장할 수 있습니다. 실제로 도파민은 쾌락 자체뿐만 아니라 쾌락에 대한 기대(보상에 대한 예상)에 의해 생성될 수 있습니다. 도파민은 예상되는 보상과 실현된 보상 사이에 불일치가 있을 때 증가합니다 (예: 사람들이 큰 보상을 기대하지만 작은 보상을 받는 경우). 도파민 시스템은 사람들이 자신의 기대를 조정하는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 일종의 학습입니다 (Varma et al., 2008).
그러나 뇌는 보상에 포만감을 느껴 보상에 대한 기대 또는 보상의 수령이 이전만큼 많은 즐거움을 생성하지 못할 수도 있습니다. 도파민을 생성하려면 더 큰 보상에 대한 기대가 필요할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 효과가 사라질 수 있습니다. 이 점은 특정 보상이 시간이 지남에 따라 동기 부여력을 잃는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
목표 및 학습 진행 상황에 대한 인식과 같은 다른 인지적 동기 부여 요인이 도파민 반응을 유발하고 신경 생리학적 지표를 갖는지 여부에 대한 연구가 필요합니다. 그러나 주목해야 할 점은 도파민 생산이 특이하다는 것입니다. 동일한 수준의 보상 또는 보상에 대한 기대가 모든 학생에게 동일하게 동기를 부여하지는 않으므로 동기 유발에 추가적인 뇌 과정이 관여한다는 것을 알 수 있습니다. 이 점은 가르침에 실질적인 의미가 있는데, 보상을 사용하려는 교사는 각 학생에게 동기를 부여하는 요소를 배우고 학생들의 선호도 변화를 수용할 수 있는 보상 시스템을 구축해야 한다는 것을 시사하기 때문입니다.
동기 부여 상태
인지 신경 과학적 관점에서 동기 부여 상태는 감정, 인지 및 행동을 포함하는 복잡한 신경 연결입니다 (Jensen, 2005). 상태는 조건에 따라 변경됩니다. 우리가 밥을 먹은 지 몇 시간이 지났다면 배고픈 상태일 것입니다. 문제가 우리를 압박하고 있다면 걱정스러운 상태일 수 있습니다. 상황이 잘 풀리면 행복한 상태일 수 있습니다. 마찬가지로 동기 부여 상태에는 학습을 향한 감정, 인지 및 행동이 포함될 수 있습니다. 다른 상태와 마찬가지로 동기 부여 상태는 궁극적으로 웹과 같은 시냅스 연결 네트워크와 연결되는 마음, 몸 및 행동의 통합된 조합입니다.
상태는 유동적입니다. 내부(예: 생각) 및 외부(예: 환경) 이벤트에 따라 끊임없이 변화합니다. 주어진 동기 부여 상태는 강화, 약화 또는 다른 유형의 상태로 변경될 수 있습니다. 이러한 시냅스 연결의 변화하는 특성은 동기 유발의 본질(8장에서 논의됨)과 일치하며, 동기 유발은 사물이 아닌 과정입니다. 과정으로서 일반적으로 꾸준하지 않고 오히려 커졌다 작아졌다 합니다. 교육과 학습의 핵심은 동기 유발을 최적 범위 내에서 유지하는 것입니다.
교사는 동기 부여 상태의 아이디어를 직관적으로 이해합니다. 그들의 목표는 학생들이 학습을 위한 동기 부여 상태에 있도록 하는 것입니다. 어느 순간에 일부 학생들은 그 상태에 있을 것이지만 다른 학생들은 무관심, 슬픔, 과잉 행동 및 산만을 포함한 다른 상태를 경험할 것입니다. 이러한 상태를 변경하려면 교사는 먼저 현재 상태를 해결(예: 키라가 슬픈 이유에 주의를 기울임)한 다음 학생들의 주의를 당면 과제에 집중시키려고 시도해야 할 수 있습니다.
신경 과학에서 가정하는 인지, 감정 및 행동의 통합은 중요합니다. 개별 구성 요소는 바람직한 학습으로 이어지지 않습니다. 예를 들어 배우고 싶어하고 감정적으로 그렇게 할 준비가 되었다고 믿는 학생들은 행동에 참여하지 않으면 거의 배우지 못할 것입니다. 마찬가지로 학습에 대한 명확한 인지적 초점 없이 동기 부여된 행동은 낭비되는 활동이 될 것입니다. 감정적 스트레스를 경험하면서도 배우고 싶어하고 학습 활동에 참여하는 학생들은 감정이 시냅스 연결이 형성되고 통합되는 것을 방해하기 때문에 학습이 최대치보다 적을 가능성이 높습니다.
감정
동기 부여에 대한 신경생리학적 증거와 마찬가지로, 중추신경계(CNS)에서의 감정 작용은 완전히 이해되지 않았습니다. 인간의 감정을 설명하는 다양한 이론이 존재합니다(Byrnes, 2001).
동기 부여에 대한 앞선 관점과 일치하는 한 가지 이론은 네트워크 이론입니다(Halgren & Marinkovic, 1995). 이 관점에서 감정적 반응은 네 가지 겹치는 단계로 구성됩니다: 지향 복합체, 감정적 사건 통합, 반응 선택, 지속적인 감정적 맥락. 지향 복합체는 개인이 자극이나 사건에 주의를 기울이고 이를 처리하기 위해 자원을 동원하는 자동적 반응입니다. 지향 복합체는 다른 단계로 전달되는 신경 반응을 생성합니다. 감정적 사건 통합 단계에서 이 자극이나 사건은 자극이나 사건의 정의 또는 의미와 맥락에 대한 정보와 같은 작업 기억(WM) 및 장기 기억(LTM)의 정보와 통합됩니다.
세 번째 (반응 선택) 단계에서 개인은 자극이나 사건에 인지적 의미를 부여하고, 이 의미를 정서적 구성 요소와 통합하며, 가능한 행동을 식별하고, 하나를 선택합니다. 마지막으로, 지속적인 감정적 맥락 단계 동안 개인의 기분은 이전 단계의 결과와 연결됩니다. 각 단계는 특정 신경 영역과 연결되어 있습니다. 예를 들어, 지속적인 감정적 맥락은 전두엽 영역의 신경 발화와 관련된 것으로 보입니다(Halgren & Marinkovic, 1995).
그러나 감정은 동일한 사건이 다른 감정을 유발할 수 있기 때문에 이 분석보다 더 복잡한 것으로 보입니다. 영어는 어떤 소식을 듣고 나서 “웃어야 할지 울어야 할지 모르겠다”라고 말할 때 이러한 잠재적인 다중 유발을 반영합니다. 또한 뇌의 감정 활동이 1차 감정과 문화 기반 감정에서 다를 수 있습니다(Byrnes, 2001). 1차 감정(예: 두려움, 분노, 놀라움)은 오른쪽 반구(대부분의 자율신경계 기능을 조절함)에 중심을 둔 선천적인 신경 기반을 가질 수 있는 반면, 문화적 의미를 포함하는 감정(예: 다른 방식으로 해석될 수 있는 사람들의 진술)은 언어 기능을 가진 왼쪽 반구에 의해 더 많이 지배될 수 있습니다.
감정은 학습에 필요한 주의를 집중하는 데 도움이 될 수 있습니다(Phelps, 2006). 환경에서 오는 정보는 시상으로 이동하여 편도체와 전두 피질로 전달됩니다. 편도체는 자극의 감정적 중요성을 결정합니다(Wolfe, 2001). 이 결정은 우리가 도망갈지, 피난처를 찾을지, 공격할지, 아니면 중립을 유지할지를 알려주기 때문에 촉진적입니다. 전두 피질은 자극에 대한 인지적 해석을 제공하지만, 이는 추가 시간이 걸립니다. “감정 조절”의 의미 중 일부는 감정적 중요성에 단순히 반응하지 않고 (안전이 문제가 될 때는 바람직하지만) 적절한 인지적 해석이 이루어질 때까지 행동을 지연시키는 것입니다.
주의력에 대한 역할 외에도 감정은 학습과 기억에도 영향을 미칩니다(Phelps, 2006). 감정과 관련된 자율 반응을 생성하기 위해 부신 피질에서 분비되는 호르몬인 에피네프린과 노르에피네프린은 뇌의 측두엽에서 유발 자극이나 사건에 대한 기억을 향상시키는 것으로 보입니다(Wolfe, 2001). 감정적 상황에 대한 의식적인 기억은 이러한 호르몬의 작용으로 인해 더 잘 통합됩니다.
감정이 학습을 향상시킬 수 있다는 점을 교육자가 학습을 최대한 스트레스가 많은 상태로 만들어야 한다는 권장 사항으로 해석해서는 안 됩니다. 앞서 보았듯이 너무 많은 스트레스는 신경망의 형성과 통합을 방해합니다. 오히려 이 점은 동기 부여와 감정이 더 나은 학습을 생성하는 데 건설적으로 사용될 수 있음을 시사합니다. 많은 강의를 하는 교사는 학생들의 감정적 참여를 거의 유도하지 않습니다. 그러나 교사가 학생들을 학습에 참여시키면 감정적 관심이 높아져야 합니다. 역할극, 토론, 시연과 같은 활동은 교사의 강의보다 더 큰 동기 부여와 감정을 유발하고 더 나은 학습으로 이어질 가능성이 높습니다.
학습에 감정 포함하기
Kathy Stone은 학생들이 학교를 즐기기를 원하고 학습을 위해 아이들의 감정을 불러일으키는 것이 얼마나 중요한지 알고 있습니다. 그녀는 항상 학문적 내용을 학생들의 경험과 연결하여 이러한 경험과 관련된 긍정적인 감정이 학습과 연관되도록 노력합니다. 그녀의 아이들이 여행을 떠난 아이에 대한 이야기를 읽을 때, 그녀는 그들에게 친척을 방문하거나 휴가를 떠나는 등 여행을 떠났을 때에 대해 이야기하도록 요청했습니다. 수학적 나눗셈을 할 때, 그녀는 아이들에게 여러 사람이 즐길 수 있도록 부분으로 나눈 것(예: 파이, 케이크)에 대해 생각하도록 요청했습니다.
Jim Marshall은 학생들이 미국 역사를 배우는 것뿐만 아니라 주요 사건에 관련된 감정을 경험하기를 원합니다. 남북 전쟁 및 대공황과 같은 사건에 대해 읽는 것은 그들에게서 감정을 빼앗을 수 있지만, 이러한 사건과 다른 사건들은 당시 살았던 사람들 사이에서 강한 감정을 불러일으켰습니다. Jim은 사건을 묘사하는 영화와 학생들과의 역할극을 많이 활용합니다. 그는 학생들이 느꼈을 감정을 표현하도록 학생들과 협력합니다. 대공황에 대한 한 역할극에서 한 학생은 일자리를 찾는 사람이었고 다른 학생들은 그가 일자리를 요청하기 위해 방문한 고용주의 역할을 했습니다. 각 고용주가 그를 거절할 때마다 구직자는 점점 더 좌절하고 마침내 흐느끼기 시작하며 “제가 원하는 것은 가족을 부양할 수 있는 일자리뿐입니다. 제 아이들이 다시는 이런 일을 보지 않기를 바랍니다!”라고 말했습니다.
Gina Brown은 일부 학생들이 교육 심리학 내용을 건조하고 지루하게 볼 수 있다는 것을 이해합니다. 학생들의 감정을 불러일으키기 위해 매주 그녀는 학생들이 학교 인턴십에서 다룰 한두 가지 개념에 초점을 맞추도록 합니다(응용 2.1 참조). 예를 들어, 학습에 대해 읽는 것은 지루할 수 있지만 아이가 배우는 것을 보는 것은 흥미진진합니다. 따라서 학생들이 학교 아이들과 함께 일할 때 그들은 아이들이 배우는 동안 수업 중 아이들의 행동과 반응에 대한 기록을 유지합니다. Gina의 학생들은 아이들을 가르치고 아이들이 배우기 시작했다는 것을 보여줄 때 얼마나 흥분하는지 보고합니다. Gina의 학생 중 한 명이 보고한 것처럼 “Keenan이 ‘아, 알겠다’라고 말했을 때 너무 흥분했고, 정말로 그랬어요!”
학습 중 감정 증가는 어느 정도까지만 효과적입니다. 너무 많은 감정(예: 높은 스트레스)이 장기간 지속되면 모든 부정적인 부작용(예: 혈압 상승, 면역 체계 손상)으로 인해 바람직하지 않습니다. 장기간 스트레스가 많은 상황에 처한 학생들은 또한 과도하게 걱정하며 걱정과 관련된 생각은 학습을 방해합니다.
스트레스나 위협으로 인해 발생하는 이러한 부정적인 영향은 부분적으로 에피네프린과 노르에피네프린처럼 부신에서 분비되는 호르몬인 코르티솔 때문입니다(Lemonick, 2007). 에피네프린과 노르에피네프린은 빠르게 작용하고 코르티솔은 오래 지속되는 백업 유형입니다. 장기간 동안 신체의 코르티솔 양이 많으면 해마가 악화되고 인지 기능이 저하될 수 있습니다(Wolfe, 2001).
코르티솔은 또한 뇌 발달 동안 매우 중요합니다. 유아는 부모 또는 보호자와 감정적으로 유대감을 형성합니다. 아기가 스트레스를 받으면 코르티솔 수치가 몸에서 높아집니다. 코르티솔은 시냅스 수를 줄이고 뉴런이 손상되기 쉽게 만들기 때문에 뇌 발달을 억제합니다(Trawick-Smith, 2003). 대조적으로, 아기가 애착을 형성하고 시간이 지남에 따라 유지하면 코르티솔 수치가 높아지지 않습니다(Gunnar, 1996). 애착이 안전하면 스트레스가 많은 상황에서도 코르티솔 수치가 위험한 수준으로 상승하지 않습니다. 따라서 어린 아이들이 부모나 보호자가 자신을 사랑하고 신뢰할 수 있는 보호자라고 믿는 것이 중요합니다.
요약하면, 동기 부여와 감정이 인지 처리 및 신경 활동과 통합적으로 연결되어 있음을 알 수 있습니다. 또한 이 섹션에서 요약된 증거는 동기 부여와 감정이 적절하게 조절되면 주의력, 학습 및 기억에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 분명히 합니다. 이제 교수 및 학습을 위한 신경 과학의 교육적 적용으로 넘어갑니다.