Neuroscience, 뇌과학, Learning Science, 학습과학

1. 뇌의변화-평생뇌는어떻게학습하는가조규복2014년
학습과학과뇌기반학습(6주차강의)
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2. 뇌의변화1. 뇌구조의기본원리(1)뇌구조(엽) (2) 기능조직2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가(1) 가소성과감수기(2) 유년기(3-10세) (3) 청년기(10-20세) (4) 성인기와노년기3. 가령(노화)에따른인지능력저하를늦추는학습(1) 인지기능저하와의싸움(2) 손상된뇌기능재생-신경변성질환-칼럼-학습요법(일본) 4. 과제점검
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3. (1)뇌구조(엽)
-뇌구조http://youtu.be/ExjIkRoush0
-신경전달과정http://youtu.be/O5rewPYssxU
1. 뇌구조의기본원리
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4. (1)뇌구조(엽)
-글리아세포:뉴런에게영양을보급하고절연하는세포
-뉴런:정보를통합하고전달하는신경세포,
축삭+수상돌기+세포체+시냅스
-수상돌기:뉴런세포체에서뻗어나온가지모양의돌기
다른뉴런으로부터정보를전달받음
화학신호→전기신호
-축삭:뉴런에서뻗어나온선형돌기,화학자극
-시냅스:뉴런사이의간극부분,정보가전달되는공간
-미엘린:뉴런의축삭을둘러싸서절연(보호)하는보호물질
이를통해전기신호의전달속도가빨라짐
그과정을‘수초화’라고함
1. 뇌구조의기본원리
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5. (1)뇌구조(엽)
-베르니케(언어정보의해석,대화)(지각기억)
-브로카(언어,발화)(감정동기)
1. 뇌구조의기본원리
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6. (1)뇌구조(엽)
:전두엽(계획,행동)
측두엽(청각,기억,물체인식)
두정엽(감각,공간처리)
후두엽(시각)
1. 뇌구조의기본원리
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7. 1. 뇌구조의기본원리
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8. 1. 뇌구조의기본원리
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9. 1. 뇌구조의기본원리
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10. 1. 뇌구조의기본원리
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감각입력과운동출력을연결하는연합신경세포

11. 1. 뇌구조의기본원리
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뇌, 신경세포회로, 신경세포, 시냅스의단계별사진

12. 1. 뇌구조의기본원리
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뇌실주변의신경세포가희소돌기세포에의해수초화된모습
최소돌기세포로축삭이수초화된모양
(출전:Atlas of UltrastructuralNeurocytology, http://synapses.clm.utexas.edu/atlas/)

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1. 뇌구조의기본원리

14. 1. 뇌구조의기본원리
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최소돌기세포에의한미엘린박약형성
(출전:Diane L Sherman & Peter J. Brophy, Nature Reviews Neuroscience 6, 683-690)
슈반세포에의한미엘린수초화
(출전: Diane L Sherman & Peter J. Brophy, Nature Reviews Neuroscience 6, 683-690)

15. 1. 뇌구조의기본원리
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(2)기능조직(정보전달효율향상)
-시냅스수조정
-시냅스간정보교환강도조정
축삭종말로부터방출되는신경전달물질의양
축삭종말의신경전달물질의방출시간
시냅스후뉴런표면의수용체수
-미엘린형성(수초화,절연)
-뉴런결합과분담(전문화)

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
뇌영역별나이에따른시냅스형성과제거
(출전:Thompson, R. A. & Nelson, C. A. (2001). American Psychologist, 56(1), 5-15)

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
뇌영역별수초화진행시기

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
임신7개월
출생
생후1개월
생후6개월
뉴런
피크후삭감
유지
시냅스
피크후삭감
결합증가
(신경회로형성)
영구신경회로
신경회로
급속형성
○백질(연결) : 30-40세까지증가
회백질(에너지) : 전두엽(12세), 측두엽(16세). 후두엽(해당없음)
○신생아의뇌신진대사생후2-3개월성인의70%수준, 4세성인의2배
16-18세성인수준

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
시기
뇌부위
특성
생후0-1달
뇌간, 소뇌, 시상일부,
1차감각피질, 1차운동피질
(수억의뉴런, 수조의시냅스과다생산)
호흡, 각성, 촉각기억, 시가인상, 초보적운동, 기억과주의력일부
생후2-3달
두정엽, 측두엽, 후두엽
(외부의감각정보를건너서전달받음)
감각기관의정보통합및운동조절
6개월
전두엽
(영구적인신경회로형성)
목적행동가능
1살
뇌크기2.5배
3-4살
시냅스
정비(강화, 삭감)
뇌의코드화(네크워크강화)

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
나이에따른시냅스밀도변화
(출전: Rethinking the Brain, Rima Shore)

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
나이에따른신경돌기의변화

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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가
(1)가소성과감수기
-강화:활발한뉴런,약화:불활성화된뉴런
-강화,약화,소거,결합
-감수기:생물학적발생가능성이가장높은시기
(ex언어,미각등)
*임계기

24. (2)유년기(3-10세)
-능동적학습자
-선천적인감감(능력)을바탕으로학습
*교육은아이의이미가지고있는능력을향상시키는것으로
타이밍(언제)과학습방법(어떻게)이중요
-교사등의스캐폴딩중요
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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가

25. (3)청년기(10-20세)
-30세까지뇌용적증가,수초화진행
-시냅스증가및삭제
*유아기이후2번째
-특성
동기(도전,모험,스릴,호기심)
뇌량발달
멜라토닌분비
미숙함,
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2. 평생을통해뇌는어떻게학습하는가

26. (1)인지기능저하와의싸움
(2)손상된뇌기능재생
-신경변성질환
-칼럼-학습요법(일본)
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3. 가령에따른인지능력저하를늦추는학습

27. (1) 시냅스의연결마다사람은각자다른뇌를활용하게되고, 가소성에따라학습하는뇌가다를것이라는생각이듭니다.여기서질문이있습니다.그럼지식의3가지관점인행동주의, 인지주의, 구성주의에서가소성의역할? 특징이어떻게달라지는것인지궁금합니다.
→ 행동주의에서의가소성은자극을주는'상대'를인지주의에서는경험하는개인(인지구조) 중심그리고구성주의는그상대와개인의관계(상호작용) 중심이라고구분할수있을것같습니다. 결과적으로뇌과학의가소성은이들을포괄하면서구체적으로설명하는개념이라고볼수있을것같습니다. 물론뇌과학의가소성에대한설명과연구는훨씬더세밀하고다양하기때문에교육에더많은시사점을주고있으며그시사점이무엇이고이를어떻게교수학습에반영(참고)할지가과제라고생각합니다.
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4. 과제점검

28. (2) 혼자말에대해인지주의는자기중심언어로서의미를부여하지않지만구성주의는내적언어로서학습과발달을이끄는중요한기능으로규정함윗설명이인지주의, 구성주의서로반대로매치된것같다고생각되며, 언어에대한두관점이실제학습에적용될때, 인지주의적관점에서의장점은구체적으로어떤지궁금합니다.^
→ 구성주의는관계와상호작용을중시하였고, 특히학습을포함한모든정신발달은개인간대화에서시작해서개인내대화로이행되는과정을통해서이루어진다고설명하고여기에서개인내대화가머리속이아닌입밖으로나온것이혼자말이라고봅니다. 특히뭔가를깊이있게생각하거나학습할경우, 혼자말을하게되는것이고어른들도가끔은입밖으로나오며특히전문가의경우이런혼자말이뚜렷하게수반됩니다.그래서인지주의관점에서의혼자말의장점은무엇일까요?
→ 인지주의에서는혼자말을아동인지의미숙한상태, 자기중심성을나타내는것이라고보았네요.
→ 교실내혼자말, 혼자말유도(활용) 교육, 특히언어교육의의미
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4. 과제점검

29. (3) 구성주의에서근접발달영역은어른의지도, 혹은능력이높은동료와공동으로수행하는문제해결을통해가능해지는잠재적인발달수준을말하며, 그러한도움과협력으로혼자서도할수있게된다. 그렇다면인지주의나행동주의교육에서교수. 학습에서근접발달영역이어떤형태로가능한가요?
→모든학습은근접발달영역에서이루어지고, 모든교수행위는근접발달영역을고려해서이루어져야하는것이라고생각합니다. '(인지주의와행동주의에서근접발달영역이라는개념을설명하지않았지만) 인지주의와행동주의에서의근접발달영역이라고한다면그것은어떤것인가?’
행동주의에서는학습되어습득해야할행동이그학생이배우기쉽거나조금어렵거나라는근접거리를중시하나요? 인지주의에서는심리적발달적단계가성숙되면그것을'근접'이라고표현할수있을것같습니다. 그러나이것은자발적으로학습되어질수있다고보고어른및동료의도움이필수적으로보지않기때문에전혀다른' 근접'이라고생각합니다.
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4. 과제점검

30. (4) 지식관련개념의3가지관점인행동주의, 인지주의, 구성주의의교육적인관점차이가전반적으로추구하는바가각각다른것인지, 시대적인동향의차이가있는것인지궁금합니다.3가지관점이지식을다른시선으로바라보는데그차이가교육적측면으로서로어떤영향을미치는지궁금해졌습니다.
→ 지금의학교교육그리고과외혹은가정교육등모든교육에는이러한3가지관점이정도의차이는있지만녹아들어있다고생각합니다. 자기주도적학습, 체벌, 인성교육등등. 따라서여러분이이제까지받아왔던학교교육혹은가정에서의부모님으로받은교육등등에도이3가지관점이있었고이관점들을경험해오고있다고생각합니다. 학창시절의어떤선생님은행동주의가또어떤선생님은인지주의혹은구성주의로서기억에남는분이계시지않나요? 물론여러분이교사로서부모님의입장이되어서도마찬가지로이3가지관점속에서조정하며취사선택하게되실것이라고생각합니다. 문제는이러한관점이정확히무엇이고어떤관계가있고, 교육적의미가있는지를점검하는것이라고생각합니다.
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4. 과제점검

31. (5)로봇과학과지식습득의실질적인예를알고싶습니다. 현재어디에서어떻게사용되고있는지사례를통해배우고싶습니다. 수업에서로봇과학이라는교육방법을보았습니다. 이새로운방식이얼마나현장에잘적용되고있는지그사례를알고싶어졌습니다.
→ 로봇은다리나바퀴가달려움직이는PC(스마트기기)라고한다면ICT활용교육에서가능한학습은모두포함된다고생각합니다. 그렇다면PC(스마트기기)에서는어렵지만로봇으로가능한분야가무엇이고그분야에서실제사용되는사례가무엇인지를생각해야한다고생각합니다. 인공지능이탑재되어활용되는사례는거의없기때문에지극히일부실험수준을제외하고는(PC와차별화된) 로봇활용교육사례는거의찾아보기어렵다고생각합니다. (교육에활용되는것을전제로할경우)PC와다른로봇의특성은무엇이있을까요? 아직은먼저이것을생각해야할시점이라고생각합니다.
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4. 과제점검

32. 감사합니다.
질문과의견은
클래스팅혹은메일(munwha@gmail.com)로보내주세요.
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