인간이 가지고 있는 뇌의 가장 놀라운 측면 중 하나는 평생 뭔가를 배울 수 있는 대단한 능력을 가지고 있다는 점이다. 두뇌는 신체의 다른 조직과는 달리 나이가 들어도 학습을 하면 새로운 신경회로망이 생겨난다.  
 
우리가 학습을 하면 두뇌의 신경세포인 뉴런의 시냅스 연결이 강화되고, 새로운 시냅스가 생성된다. 노벨상을 수상한 세계적인 신경과학자 에릭 캔들(Eric R. Kandel)은 그의 저서 <기억을 찾아서 In Search of Memory>에서 학습이란 뇌를 구성하는 개개의 신경세포에서 일어나는 일련의 변화라고 했다. 학습을 하면 해당되는 뇌의 신경세포가 말 그대로 자라난다. 그 과정은 우리가 근육 단련을 할 때 몸에서 일어나는 현상과 매우 유사하다.

신경계와 감각계의 기본세포인 뉴런은 학습을 하면 실제로 뉴런 사이의 연결 부위에서 새로운 시냅스 말단이 자라난다. 하나의 뉴런에서 자라난 이 작은 돌기들은 다른 뉴런의 돌기들과 소통한다. 활발히 소통하는 시냅스 말단들이 늘어날수록 신경세포는 더욱 효과적으로 신호를 전달한다. 이 과정이 뇌의 특정한 지역에 이르는 전체 뉴런의 경로를 따라 반복되면서 정보가 모이고 저장된다. 같은 개념을 조금씩 다른 각도에서 바라보고 이를 둘러싼 문제들을 조사하면서 우리는 훨씬 많고 깊은 시냅스 연결을 형성해 나간다. 총체적으로 이 같은 연결과 연계의 망이 구성되어 ‘이해’가 이루어진다.

학습은 뇌의 물리적 변화와 관련이 깊다. 우리가 새로운 정보를 받아들이면 단백질이 합성되고 시냅스들이 강화된다. 많은 화학적, 전기적 변화들이 일어난다. 학습하고 생각하는 일이 실제로 많은 칼로리를 소비하는 것도 이　때문이다. 더 많은 뉴런이 배움의 과정에 동원될수록 기억은 더 생생하고 오래간다.

그러나 뇌에서 이러한 물질적 변화는 영원히 지속되지는 않는다. 우리가 ‘잊는다’고 하는 것은 사실 배움의 과정에서 얻은 여분의 시냅스 연결이 약해지거나 점점 사라지는 것이다. 사용하지 않으면 이 경로들은 약해지고, 계속 사용하지 않으면 결국 붕괴된다. 반대로 이 경로들은 반복과 연상에 의해 강화된다.

뇌의 가장 큰 특징은 사용하지 않으면 퇴화하고, 날마다 사용하면 강화된다는 점이다. 따라서 복습과 연습을 계속해야 새로운 신경연결망이 자라나 학습한 것을 오래 기억할 수 있다. 이것이 바로 학습과 기억의 중요한 원리이다.

한편, 학습은 새로운 내용을 공부하는 과정에서 기존의 지식기반을 활용하여 일어난다. 그러므로 학습을 위해서는 학습자가 가지고 있는 경험과 사전지식이 바탕이 된다. 지식에 대한 이해도는 그와 관련된 사전 지식이 튼튼하게 쌓여 있을수록 높아진다.

예를 들어 수학에서 대수학에 깊은 예비지식이 있는 학생들은 미적분학을 쉽게 이해하게 된다. 학생들이 미적분학을 가장 어려워하는 이유는 이 과목이 본질적으로 매우 어렵기 때문이 아니다. 미적분학이 이전에 배워온 주제들의 거대한 합성이자 누적이기 때문이다. 미적분학을 이해하려면 먼저 대수학과 삼각법을 이해해야 한다. 대수학의 이해는 연산을 필요로 하고, 삼각법은 기하학에서 흘러나왔다. 이 모든 것들은 미적분학과 물리학의 기초가 된다.

이와 같이 개념은 하나씩 다른 개념 위에 쌓인다. 때문에 학생들은 좀 더 어려운 과제로 옮겨가기 전에 주어진 과제를 충분히 습득해야 한다, 만약 기초가 부족해 이해가 안 된다면 과감하게 기초 단계로 돌아가 공부해야 한다.

지도했던 한 학생의 일화이다. 수능 모의고사를 보면 화학이 항상 3등급에서 4등급 사이에서 오르락내리락 했다. 그래서 고2 여름방학 때 모의고사 시험지를 다 모아 분석을 해 보았다더니, 화학의 어느 단원을 이해하지 못해서 해당 단원의 문제만 나오면 자꾸만 틀려 화학점수가 낮게 나오는 것임을 알게 됐다. 과감히 기초단계로 돌아가 해당 단원의 개념 이해부터 다시 학습하게 했다. 그 단원의 개념을 완벽하게 이해하게 되자 그 해 9월 모의고사에서는 화학1, 화학2 모두 1등급이 나왔다.

에듀락학원 노원중계점
최보은 원장

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