효율적인 학습방법과 교육 전략을 개발하는데 기여 할 학습심리학

학습심리학이란 사람들과 동물들이 어떻게 정보를 배우고 처리하며 기억하는지 연구합니다.

지식과 기술을 습득하고 기억을 유지하며 잊어버리는 과정을 이해하는 데 중점을 둡니다. 

이는 보다 효율적인 학습방법과 교육 전략을 개발하는데 기여할 것입니다. 

 

인간을 비롯한 모든 동물들은 환경에 적절하게 적응해야 생존을 유지할 수 있습니다

그런데 동물들이 살아가는 주변의 환경조건은 일정한 상태로 머물러 있는 것아 아니라 끊임없이 바뀝니다.

계속적으로 변화되는 환경에 적응하는 데에는 두 가지 적응기제가 사용됩니다.

하나는 조상으로부터 유전적으로 이어받은 행동양식입니다.

이것은 오랜 진화과정을 거치면서 형성된 것으로 후천적인 경험을 필요로 하지 않습니다.

동물들, 특히 하등동물들의 행동에는 유전된 것이 아주 많습니다.

예를 들어서 새가 둥지를 짓고, 알을 낳고, 먹이를 찾고,  자신의 둥지고 되돌아오는 것과 같은 행동은 대부분 학습을 필요로 하지 않습니다. 

 

그러나 인간의 경우에는 이러한 유전된 행동보다 훨씬 다양한 행동을 구사하고 있습니다.

이는 인간이 적응을 위해 다른 동물들보다 학습을 더 많이 한다는 것을 의미합니다. 

대부분의 심리학자들은 학습(learning)은 훈련 또는 경험의 결과로 나타나는 행동상의 비교적 영속적인 변화라고 정의합니다. 그러나 학습된 것이 항상 행동적으로 수행되는 것은 아닙니다.

예컨대 당신이 새로운 수학공식을 배워서 습득하고 있어도 그것을 사용할 상황이 아닌 다른 조건에서는 학습된 지식이 수행(performance)으로 드러나지 않을 것이고, 다른 사람들은 당신이 그 공식을 습득하고 있다는 것을 알 수 없을 것입니다. 

그래서 어떤 심리학자들은 학습은 과거 경험의 결과로 생긴 행동 또는 정신과정상의 비교적 영속적인 변화라고 정의합니다.

 

학습심리학

 

1. 고전적 조건화

인적이 드문 어두운 골목길을 걸어가고 있을 때 뒤에서 갑자기 발자국 소리가 들려오면 어떤 반응이 일어날까요?

아마도 겁이 나고 심장박동이 빨라져 가슴이 두근거릴 것입니다. 

전쟁에서 충격적인 사건을 경험한 사람들이 일상생활 속에서도 비행기 소리 같은 큰 소리를 듣고 공포에 떠는 장면을 묘사한 소설이나 영화를 본 적이 있을 것입니다. 

 이들 두 가지 상황에서 나타나는 반응들, 즉 가슴이 두근거리거나 공포에 떠는 반응은 태어날 때부터 가지고 난 것은 아닙니다.

이런 반응들은 어떤 상황에서 경험했던 자극들 또는 사건들 간의 관계성에 대해서 어떤 것을 학습했기 때문에 나타납니다. 이런 경우 학습된 관계성을 연합(association)이라고 합니다.

우리가 학습하는 것 가운데 많은 것이 사건들 간의 다양한 연합으로 이루어져 있습니다. 우리가 무엇을 학습하고 생각하는 데 연합이 중요하다는 것은 그리스의 철학자들도 생각했던 것이었습니다. 그러나 이를 실험적으로 입증한 최초의 과학자는 엄격한 실험주의자였던 Pavlov라는 러시아 과학자였습니다.

 

1) Pavlov의 발견 : 정신반사

Ivan Petrovich Pavlov(1849~1936)는 심리학, 특히 학습심리학 분야에서 가장 유명한 인물 가운데 한 사람입니다.

그러나 그는 심리학작가 아니라 생리학자였고, 개의 소화계 생리에 관한 연구로 1904년에 이미 노벨 생리학상을 수상하였습니다.실험 도중 그는 음식물을 주지 않았는데도 평소에 음식물을 갖다 주는 실험자를 보고서 개가 침을 흘리는 이상한 현상을 발견하였습니다. 

Pavlov는 음식물이 없는데도 어떻게 타액이 분비되는가를 알아보기 위해서 간단한 실험을 고안하였습니다.

먼저 그는 개의 타액선에 가는 튜브를 연결시키는 수술을 하였습니다. 이 튜브를 통해 타액이 바깥으로 흘러나오면, 분비된 타액의 양이 계적으로 정확하게 측정될 수 있게 하였습니다. 수술한 개를 실험장치에 고정시킨 상태에서 실험이 실시되었습니다.

실험의 첫 단계에서 Pavlov는 개의 입에 음식물을 넣어주면 타액이 분비되고, 종소리를 들려주면 타액이 분비되지 않는다는 것을 확인하였습니다.

음식물을 입에 넣어줄 때 나타나는 타액분비는 선천적이고 자동적으로 유발되는 반사입니다. 

그러나 종소리는 개의 타액분비와 무관한 즉 타액분비를 촉진시키거나 억제시키는 작용을 하지 못하는 중성자극입니다.

종소리만이 들릴 때 개는 침을 흘리는 것이 아니라 귀를 쫑긋 세우고 소리가 들려오는 쪽으로 머리를 돌리는 행동을 하는데, 이를 정위반사(orienting reflex)라고 합니다.

두 번째 단계에서 Pavlov는 종소리를 들려준 직후 개의 입에 음식물을 넣어주었습니다. 이렇게 하면 음식물이 제시되기 때문에 개는 당연히 침을 흘립니다. 종소리와 음식물을 짧은 시간 간격으로 함께 제시하는 짝지움을 어느 정도 반복한 후 실험은 세 번째 단계로 들어갑니다.

이 세 번째 단계에서는 음식물 없이 종소리만 제시됩니다.

Pavlov는 음식물이 제시되지 않는 이 단계에서도 개가 침을 흘린다는 것을 관찰하였습니다.

즉, 종소리만으로 타액분비를 유발했던 것입니다. 

이처럼 음식물과 관련된 어떤 경험을 한 후 음식물이 제시되지 않아도 타액이 분비되는 것을 관찰하였는데 Pavlov는 이를 정신반사(psychic reflex)라 하였습니다. 

Pavlov가 보고한 이 최초의 실험절차를 파브로프 조건화 또는 고전적 조건화라고 합니다.

고전적이라는 용어는 그 후에 보고된 다른 조건화 즉, 도구적 조건화 또는 조작적 조건화와 구별하기 위해서 사용한 것이고, 조건화라는 것은 이런 유형의 학습이 일어나는 조건을 밝히려 했던  Pavlov의 연구목적에서 나온 것입니다.

 

2. 고전적 조건화와 관련된 현상

앞서 언급하였던 Pavlov의 실험과정과 결과는 아주 간단한 것이었습니다.

그래서 고전적 조건화를 기계적인 과정으로 간주하는 사람들도 있습니다.

그러나 이처럼 단순한 견해로 고전적 조건화를 조망할 때는 이 학습현상을 제대로 이해할 수 없습니다.

왜냐하면 단순하고 기계적인 과정인 것처럼 보이는 고전적 조건화에도 많은 요인들이 관련되어 있기 때문입니다. 

1) 습득

습득이란 새로운 조건반응이 형성 또는 확립되는 과정을 가리킵니다. 

Pavlov는 조건반응이 습득되는 정도는 조건자극과 무조건자극을 어느 정도의 시간간격으로 제시하는가 하는 자극의 근접성에 따른다고 하였습니다.

즉, 두 자극 사이의 제시간격이 짧을수록 조건반응은 더 잘 습득된다는 것입니다. 

자극근접성은 중요한 변인이지만 이 조건만 충족된다고 해서 조건화가 자동적으로 이루어지는 것은 아닙니다.

우리는 생활시간적으로 근접해서 또는 짝 지워져서 나타나는 무수히 많은 자극들을 경험하지만, 이들 가운데 일부만이 고전적 조건화를 일으킵니다. 

그렇다면 무엇 때문에 많은 자극들의 짝지움 중에서 일부분만이 조건화되고 나머지는 그렇지 못할까요? 이에 대한 해답은 다양한 측면에서 찾아볼 수 있겠지만 자극을 제시하는 시간적 관계성이 특히 중요합니다.

2) 소거와 자발적 회복

 토끼에게 부저소리와 함께 안구에 공기분사를 반복해서 제시한 후 부저소리만 들려주어도 토끼는 눈꺼풀을 감는 반응을 합니다. 그러면 학습이 완료되어서 눈꺼풀 조건반응을 잘하게 된 후에 공기분사 없이 계속해서 부저소리만 들려주면 어떤 일이 일어날까요? 

이 예에서처럼 무조건자극 없이 조건자극만을 계속적으로 제시하면 이미 습득되었던 조건반응의 강도가 점차 약화되고 결국에는 완전히 사라지는데 이를 소거(extinction)라 합니다

조건자극과 무조건자극 간의 연합을 제거시키면 과거에 습득되었던 조건반응이 약화되는 소거도 일종의 학습과정입니다.

소거시행 동안에 동물은 습득에서와는 달리 조건자극에 뒤이어 아무런 결과도 수반되지 않는다는 것을 학습하는 것입니다.

학습된 반응이 약화되는 현상에는 망각(forgetting)도 있습니다.

과거에 습득된 반응의 강도가 약화된다는 점에서는 소거와 망각이 비슷한 것처럼 보이지만 둘 간에는 중요한 차이가 있습니다.소거의 원인은 조건자극에 뒤이어 무조건 자극이 제시되지 않는 새로운 경험을 하는 것이지만, 망각의 원인은 단지 오랫동안 반응을 수행할 기회를 갖지 못하는 것입니다. 

조건반응을 소거시킨 후 몇 시간 또는 며칠이 지나 조건자극을 다시 제시하면 동물은 어떤 반응을 할까요? 

대부분의 경우 동물은 다시 반응을 할 것입니다. 

이처럼 추가적인 훈련 없이 어느 정도의 휴식 후에 소거되었던 반응이 다시 나타나는 현상을 학습심리학자들은 자발적 회복(spontaneous recovery)이라고 부릅니다.

물론 이때 나타나는 반응의 크기는 처음 습득되었던 최고 수준에는 미치지 못하고 지속기간도 일시적입니다.

자발적 회복효과를 설명하는 것은 간단한 문제가 아니지만 최근에 제시된 한 연구의 설명은 다음과 같습니다.

소거시행 동안 동물은 조건 자극에 대한 흥미를 잃어버리기 때문에 그  자극이 제시되어도 관심을 갖지 않습니다. 그러나 실험환경에서 벗어나 일정 기간이 지난 후 다시 실험상황에 노출되어 그 자극을 제시받으면 그에 대해 주의를 기울이게 되고, 그 결과 반응이 되살아납니다. 

한편, 소거되었던 조건반응이 다시 나타나는 자발적 회복은 소거에 의해 학습된 반응이 무효화 또는 폐지되는 것아 아니라 일시적으로 차단되는 것임을 보여줍니다.

3) 자극일반화와 변별

조건화가 일어난 후에 유기체는 조건화 과정에서 경험했던 조건자극이 아닌 그것과 유사한 자극에 대해서도 반응을 나타내는 경향이 있습니다.

예를 들어서 Pavlov의 개는 조건자극이 아닌 다른 종소리에 대해서도 침을 흘리고, 토끼는 다른 부저소리를 듣고도 눈꺼풀을 깜박이는 반응을 나타냅니다.

이와 같이 특정 자극에 대해서 반응하는 것을 학습한 유기체는 원래의 자극과 유사한 새로운 자극에 대해서도 비슷한 방식으로 반응하는데 이를 자극일반화(stimulus generalization)라 합니다.

조건화가 일어나기 위해서 조건자극과 무조건자극이 시간적으로 적절하게 배열되어야 했듯이 자극일반화 역시 어떤 조건 하에서나 일어나는 것이 아닙니다. 자극일반화를 지배하는 기본법칙은 새로운 자극이 원래의 조건자극과 유사할수록 일반화의 가능성도 그만큼 높아진다는 것입니다.

유기체가 두 가지 자극에 대해 상이한 경험을 하면 원래의 조건자극과 유사한 새로운 자극에 대해서 점차 상이하게 반응할 것입니다.

학습심리학에서는 이와 같이 유사한 두 자극의 차이를 식별하여 각각의 자극에 대해 서로 다르게 반응하는 현상을 자극변별(stimulus discrimination)이라고 합니다.

4) 고차조건화

먼저 종소리와 음식을 짝지어 개의 타액 분비반응을 조건화시키다는 가정을 해본다면,

훈련을 통해 종소리가 조건자극의 역할을 하게 되면, 이 종소리를 다른 자극과 반복해서 짝지어 제시합니다, 그 후 종소리 없이 불빛만 제시하면 개의 타액분비반응은 어떻게 될까요?

이와 같은 조건에서는 개는 불빛에 대해서 타액분비반응을 나타냅니다.

불빛은 음식물과 짝 지워진 적이 전혀 없는데도 불구하고 종소리와의 짝지움을 통해 타액분비반응을 일으키는 속성을 갖게 되는데, 이 과정을 고차조건화(higher-order conditioning)라고 합니다.

고차조건화는 고전적 조건화가 반드시 자연적인 무조건자극이 존재할 때만 형성되는 것이 아님을 보여줍니다.

이 조건화에서는 새로운 조건반응이 이미 확립된 조건반응을 기초로 형성되는 것이고, 이로 인해 고전적 조건화를 통해 습득되는 행동의 범위가 크게 확장될 수 있습니다.

3. 생활 속의 고전적 조건화

실험실에서 이루어지는 고전적 조건화 실험에서는 아주 단순한 반응을 대상으로 하는 것이 보통입니다. 

타액분비, 눈꺼풀 반사, 슬개건 반사, 사지의 신전반사 등이 주로 연구되는 반응들입니다.

1) 공포와 불안

고전적 조건화는 공포와 불안과 같은 정서반응을 형성하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 

공포증(phobia)이 이에 대한 좋은 보기인데, 이것은 객관적으로는 위험하지 않는 대상이나 상황에 대해서 강한 공포를 느끼는 것을 말합니다.

많은 공포는 고전적 조건화의 결과로 형성된 것입니다.

예를 들어, 덩치가 크고 사납게 생긴 개를 보고 놀란 경험이 있는 어린이는 아주 강력하고 일반화 된 개 공포증을 학습할 것이고 어떤 개에게도 접근하기를 두려워할 것입니다.

위험한 실제상황은 장기간 지속되는 공포에 대한 고전적 조건화를 일으킬 수 있습니다. 

공포와 불안과 같은 불쾌한 정서만이 아니라 많은 유쾌한 정서반응도 고전적 조건화를 통해 형성됩니다.

예컨대 광고물에서는 고전적 조건화의 장점이 효과적으로 활용됩니다. 

광고업자들은 상품을 정적 정서를 불러일으키는 무조건자극과 교묘하게 짝지 웁니다.

가장 널리 사용되는 전략은 상품을 매력적인 인물이나 즐거움을 주는 배경과 연합시켜 보여주는 것입니다.

2) 생리적 반응

고전적 조건화는 정서반응과 같은 행동뿐 아니라 생리적 과정에도 영향을 미칩니다.

신체의 면역기능을 예로 들어보면 감염물질이 신체로 들어오면 면역게는 항체라는 특수한 단백질을 만들어 감염요인을 무력화시킵니다. 

최근의 연구에서는 고전적 조건화 절차가 항체의 생성을 감소시키는 면역억압을 일으킨다는 것이 밝혀졌습니다.

고전적 조건화는 알레르기 반응과 엔도르핀의 분비도 유발할 수 있다고 합니다. 이런 연구들이 보고됨에 따라 관련 전문가들은 건강, 통각 그리고 심리적 요인이 중요한 영향을 미치는 질병에 대한 전통적인 이론들을 새로운 각도에서 검토하고 있습니다.

 

오늘은 학습심리학에 대해  알아보았습니다. 공유드린 내용이 여러분에게 도움이 되었길 바랍니다. 앞으로도 많은 관심 부탁드려요.