- 학교 수학·과학에서 어려움을 겪던 사람이 26세 이후 보충수학부터 다시 배워 공학 교수가 된 경험을 통해, 성인 학습에서 반복과 암기의 가치를 되짚음
- 수학·과학에서 개념 이해만 강조하면 수업 중에는 이해한 듯 보여도, 문제를 풀며 내재화하지 못해 능숙도와 적용력이 부족해질 수 있음
- 일본식 참여형 수업이 자주 모범으로 거론되지만, Kumon 같은 방과후 학습은 암기·반복·기계적 연습으로 재료 숙달을 함께 키움
- 언어를 배우듯 단어·문법·사용 조건을 반복해 익히는 방식은 수학의 방정식과 절차에도 적용되며, 이는 장기기억에 패턴을 만드는 청킹(chunking) 과 맞닿아 있음
- 복잡한 주제의 깊은 이해는 설명만으로 생기지 않고, 반복·연습·암기로 형성된 유창성이 직업 선택과 사고방식까지 넓힐 수 있음
수학 공포에서 공학 교수로 이어진 전환
- 어릴 때는 문학에 가까웠고 수학과 과학을 피했지만, 이후 삼중적분, Fourier 변환, Euler 방정식 같은 수학을 매일 다루는 공학 교수가 됨
- 초·중·고 수학과 과학을 제대로 통과하지 못했고, 26세에 Army를 떠난 뒤에야 보충수학을 시작함
- 성인이 되어 수학과 과학을 다시 배운 경험은 성인 신경가소성과 성인 학습을 내부에서 바라보는 계기가 됨
- 시스템공학 박사 과정과 인간 사고에 관한 연구·글쓰기는 학습 신경과학과 인지심리학을 해석하는 기반이 됨
개념 이해만으로는 부족한 수학 학습
- 많은 학생은 초·중·고에서 토론과 설명을 통해 수학을 이해하는 일이 학습의 핵심이라고 배움
- 일본은 능동적이고 이해 중심적인 수업 방식의 모범으로 자주 여겨지지만, 동시에 Kumon 방식은 암기, 반복, 기계적 학습을 재료 숙달과 함께 강조함
- 이 방과후 프로그램과 유사한 방식은 일본과 세계의 많은 부모가 자녀 교육을 보완하는 수단으로 받아들임
- 참여형 교육에 충분한 연습과 반복, 지능적으로 설계된 암기가 더해질 때 수학 재료에 대한 유창성이 자람
- 미국에서는 수학·과학의 개념 이해 강조가 오래된 학습 방식을 보완하기보다 대체하는 방식으로 작동하는 경우가 있음
- Common Core는 수학에서 개념 이해, 절차적 기술과 유창성, 적용 능력을 동등하게 다루려 하지만, 실제 구현에서는 개념 이해가 수업 시간의 중심이 되기 쉬움
- 이해에만 집중하면 학생은 중요한 아이디어의 핵심을 잡아도, 연습과 반복을 통한 통합이 없어 금방 잃을 수 있음
- 실제로 이해하지 못했는데도 이해했다고 믿는 능력 착각에 빠질 수 있음
- 공학 학생의 사례처럼 수업 중에는 이해했다고 느껴도, 개념을 사용해 내재화하는 연습이 없으면 성과가 낮을 수 있음
유창성은 반복으로 만들어지는 지식 단위
- 골프 스윙을 수년간 반복해 몸이 하나의 생각만으로 움직이게 되는 것처럼, 수학과 과학도 절차를 매번 다시 설명하지 않아도 되는 상태가 필요함
- 5×5=25를 매번 구슬로 다시 배치할 필요가 없듯, 같은 밑을 가진 수를 곱할 때 지수를 더한다는 절차도 반복 사용을 통해 기억에서 바로 꺼낼 수 있음
- 다양한 문제에서 절차를 계속 사용하면, 그 절차의 이유와 작동 방식을 더 잘 이해하게 됨
- 더 큰 이해는 마음이 의미의 패턴을 구성한 결과이며, 이해 자체에만 계속 초점을 맞추면 오히려 학습을 방해할 수 있음
러시아어 학습에서 얻은 전략
- 대학에 갈 돈이나 기술이 없어 고등학교 졸업 후 Army에 들어갔고, Defense Language Institute에서 러시아어를 배움
- 러시아어 학습에서는 단순한 이해보다 유창성을 중시함
- понимать가 “이해하다”라는 뜻임을 아는 데서 멈추지 않고, 다양한 시제와 문장 속에서 반복적으로 활용함
- 언제 해당 동사형을 써야 하는지뿐 아니라 언제 쓰지 않아야 하는지도 함께 연습함
- 단어와 구조를 빠르게 회상하고 변형할 수 있도록 반복함
- 단어와 문법 요소를 기술적으로 이해해도, 실제 말이 빠르게 쏟아질 때 처리하지 못하면 유창하다고 보기 어려움
- 이 접근은 수업 성과로 이어졌고, 나중에 전문성 발달의 핵심인 청킹을 직관적으로 이해하는 기반이 됨
청킹과 전문성의 연결
- Herbert Simon의 체스 분석에서 청킹은 다양한 체스 패턴에 대응하는 신경적 단위로 개념화됨
- 이후 신경과학자들은 체스 그랜드마스터 같은 전문가가 자신의 분야에 관한 수천 개의 지식 청크를 장기기억에 저장한다고 봄
- 체스 마스터는 수만 가지 체스 패턴을 기억할 수 있고, 다른 분야의 전문가도 잘 묶인 신경 하위루틴을 의식으로 불러와 새로운 상황을 분석하고 대응함
- 체스 마스터, 응급실 의사, 전투기 조종사 연구에서는 긴급 스트레스 상황에서 의식적 분석보다 깊게 각인된 신경 하위루틴을 빠르게 끌어오는 처리가 작동함
- 어떤 순간에는 자신이 왜 그렇게 하는지 의식적으로 이해하려는 과정이 흐름을 끊고 결정을 악화시킬 수 있음
언어 학습법을 수학과 공학에 적용
- 성인이 되어 수학과 공학을 배울 때 러시아어를 익히며 썼던 전략을 그대로 사용함
- Newton의 제2법칙 f = ma를 예로, 각 문자의 의미를 감각적으로 익힘
- f는 힘, m은 밀어내는 힘에 대한 무거운 저항, a는 가속의 느낌으로 다룸
- 방정식을 외워 머릿속에 넣고, m과 a가 클 때 f가 어떻게 되는지, f가 크고 a가 작을 때 m이 어떻게 되는지, 양변의 단위가 어떻게 맞는지 살핌
- 방정식을 가지고 노는 과정은 동사를 활용해보는 일과 비슷했고, 단순한 식 주변에 장기기억에서 쉽게 꺼낼 수 있는 청크화된 하위루틴을 매일 쌓는 방식이 됨
- 수학과 과학 교수들은 연습과 반복으로 잘 각인된 전문성의 청크를 만드는 일이 성공에 매우 중요하다고 말해왔음
- 이해가 유창성을 만드는 것이 아니라, 유창성이 이해를 만들며 복잡한 주제의 진짜 이해는 유창성에서 나옴
오래된 유창성은 다시 살아날 수 있음
- 전기공학자가 되고 공학 교수가 된 뒤 러시아어 사용은 멀어졌지만, 25년 후 가족과 함께 시베리아 횡단열차를 타며 러시아어를 다시 사용하게 됨
- 처음 기차에 올랐을 때는 러시아어를 두 살 아이처럼 말했고, 단어를 찾지 못하거나 격변화와 동사 활용이 틀렸으며 발음도 나빠짐
- 그래도 기반은 남아 있었고, 날마다 러시아어가 개선되며 여행 중 일상적 필요를 처리할 수 있었음
- 이후 가이드들이 다른 승객을 위한 번역 도움을 요청할 정도까지 회복됨
- 모스크바에서 택시 기사가 우회해 요금을 더 받으려 했을 때, 수십 년 동안 말하지 않았던 러시아어 단어들이 갑자기 나왔고 의식적으로 알고 있다고 느끼지 못한 단어들도 필요한 순간 튀어나옴
- 유창성은 이해를 깊이 박아두고, 필요할 때 다시 나타나게 함
수학·과학 교육에 남는 교훈
- 수학과 과학 전공자가 부족한 상황과 현재의 학습 방식 흐름을 보면, 학습자는 더 나은 방법을 사용할 수 있음
- 부모와 교사는 이해를 깊고 유연하게 만드는 단순하고 접근 가능한 방법을 활용할 수 있음
- 수학, 춤, 물리, 언어, 화학, 음악처럼 너무 어렵다고 생각했던 분야에도 새롭게 도전하도록 격려할 수 있음
- 수학과 과학에서 기본적이고 깊은 유창성은 단순한 이해보다 중요하며, 흥미로운 직업으로 이어지는 문을 열 수 있음
- 문학과 언어를 사랑하게 만든 유창성의 능력은 결국 수학과 과학을 사랑하게 만든 같은 능력이었고, 삶을 바꾸고 풍부하게 만들었음