존 스웰러의 인지 부하 이론

2019-03-28

존 스웰러의 인지 부하 이론(Cognitive Load Theory)은 사람이 인지적 구조와 부합하는 조건에서 더욱 나은 방법으로 학습하는 것을 제안한다.

인지 부하는 작업 기억이 한 번에 저장할 수 있는 정보의 양과 관련이 있다. 작업 기억은 용량이 제한되어 있다. 따라서, 스웰러에 따르면 교수법은 과부하를 피해야 한다. 학습에 직접 기여하지 않는 추가 활동은 일반적으로 작업 기억을 과부하 시킨다.

스웰러는 요소의 조합을 개인의 지식 기초를 형성하는 인지적 구조로 취급하는 이론을 만들었다. 그는 조지 밀러의 정보처리 연구를 인정한 후에 이론을 만들었는데, 단기기억은 동시에 포함할 수 있는 요소의 수에 제한이 있다는 것을 보여준다.

스웰러는 교수설계가 학생들의 인지 부하를 줄일 수 있다고 주장했다. 훨씬 후에, 다른 연구자들은 인지 부하를 나타내는 정신적 노력 감지를 측정하는 방법을 개발했다.

존 스웰러의 인지 부하이론의 중요한 점 중 하나는 높은 인지 부하가 작업 완료에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 또한, 모든 사람이 같은 방법으로 인지 부하를 경험하지는 않는다.

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존 스웰러의 인지 부하 이론

인지심리학에서, 인지 부하는 작업 기억에 사용되는 노력을 말한다. 스웰러는 정보의 표현을 돕기 위한 지침을 제공하기 위해 이 이론을 고안했다. 그의 목표는 지적 성과를 최적화하는 활동 과제를 장려하는 것이었다.

따라서, 스웰러는 문제를 인식하고 생각하고 해결할 수 있는 장기 기억의 정교한 구조 내용을 고려했다. ‘스키마’라고 불리는 이 구조는 다양한 요소를 하나로 처리하게 한다. 따라서, 스키마는 지식 기반을 형성한다. 일평생의 배움을 통해 스키마를 습득하게 된다. 스키마에는 다른 스키마가 포함될 수도 있다.

전문가와 초보자의 차이는 초보자가 전문가의 스키마를 습득하지 못했다는 것이다. 학습은 점진적인 성과에 의해 증명된 장기 기억의 도식 구조를 변경해야 한다. 이러한 성과의 변화는, 자료에 점점 친숙해지면서 자료와 관련된 인지적 특성이 수정되어 작업 기억이 이를 보다 효율적으로 처리할 수 있으므로 발생한다.

스키마 습득을 위해서는, 작업 기억의 부하를 줄이도록 지시가 설계되어야 한다. 존 스웰러의 인지 부하 이론은 스키마 습득과 관련된 장기 기억의 변경을 촉진하기 위해 작업 기억의 부담을 줄이려고 사용되는 기술을 다룬다.

스웰러의 인지 부하 이론: 원리

존 스웰러가 인지 부하 이론에서 제안하는 교육자료의 설계에 관한 구체적인 권고 사항은 다음과 같다.

  • 목표 없는 문제나 해결된 사례를 이용하여 문제 해결 방법을 변경한다. 과도하게 작업 기억 부하를 강요하는 처리 방법을 피하는 것이 목표이다.
  • 정보 출처의 물리적 통합을 통하여 각각의 정보 출처를 정신적 통합 필요와 관련된 작업 기억 부하를 제거한다.
  • 중복을 줄임으로써 반복적인 정보의 불필요한 처리와 관련된 작업 기억 부하를 제거한다.
  • 두 가지 정보 출처 모두가 이해를 위해서 필수적인(중복 아님) 청각 및 시각 정보를 사용하여 작업 기억의 용량을 늘린다.

인지 부하 이론: 요점

보았듯이, 인지 부하 이론은 인지적 구조나 정보 처리 방식을 반영하는 교수설계를 말한다. 학습 중, 정보는 장기 기억에 충분히 전달될 때까지 작업 기억에 남아 있어야 한다.

작업 기억은 용량이 매우 제한적이다. 한 번에 너무 많은 정보를 주면 압도당했다고 느끼며 정보의 많은 부분은 손실된다.

인지 부하 이론은 이것을 반영하는 훈련 방법으로 학습을 보다 효율적으로 만든다. 여기에 다음과 같은 훈련 방법이 포함된다.

  • 경험 측정 및 적응 지도.
  • 문제를 부분으로 나누고 부분적으로 완료된 문제와 해결된 예제를 사용하여 문제의 수를 줄인다.
  • 가능하다면 다양한 시각 정보 출처의 융합.
  • 시각 및 청각 채널 사용을 통한 작업 기억 용량의 확장.
기억 용량의 확장

지식과 비판적 사고

인지 부하 이론에 의해 제기된 생각 중 하나는 이러한 것들에 대해 비판적으로 생각하려면 “잘 아는 것”이 필요하다. 이것은 또한 주요 정보처리 활동 중 2가지(지식 습득과 문제 해결)를 분리하여 우선 스키마에 초점을 맞춘 다음 문제 해결에 중점을 두는 것을 제안한다.

이런 의미에서, 스웰러는 문제 해결과 도메인지식(domain knowledge)뇌의 작용 때문에 직접 비례하지 않는다고 제안했다. 문제 해결은 새로운 것을 배우기 위해 남겨진 것을 줄이는 “중요한 뇌 대역폭”을 맡는다. 물론, 이것은 교사가 수업, 단위 그리고 평가를 설계하는 방법에 중요한 의미가 있다.

  • Clarck, R., Sweller, J., & Nguyen, F. (2006). Efficiency in learning. San Francisco, CA: Pfeiffer.
  • Sweller, J., Cognitive load during problem solving: Effects on learning, Cognitive Science, 12, 257-285 (1988).
  • Sweller, J., Instructional Design in Technical Areas, Camberwell, Victoria, Australia: Australian Council for Educational Research (1999).