[온라인 세미나] Enhancing young children's empathic learning: A developmental neuroscience approach to educational design

 안녕하세요. 2021년 계획하신 일 잘 이뤄가고 계신가요? 

어제는 눈이 쏟아지더니, 오늘은 기온이 뚝 떨어져서 새삼 겨울을 실감하게 됩니다. 이런 날씨 에서도 테크놀로지를 활용하여 온라인 세미나를 열 수 있어서 참 다행입니다. 

2021년 1월 19일 1시 30분부터 약 한 시간 동안 'Enhancing young children's empathic learning: A developmental neuroscience approach to educational design'을 주제로 온라인 세미나가 열렸습니다. 강연은 호주의 시드니 대학에서 교수로 재직 중이신 김민강 교수님께서 진행해주셨는데요. hard fun을 느낄 수 있었던 이번 강연의 후기를 남겨보고자 합니다.

오늘 소개해주셨던 연구에서는 미취학 아동들이 태블릿 게임을 통해 10주간 공감을 학습한 뒤 통제 집단과 어떠한 차이가 있는지를 EEG/ERP 데이터를 사용하여 탐색해보았습니다. EEG/ERP 데이터.. 머리가 아파오실 수 있기 때문에 간략히 소개해드리려고 합니다. 먼저 EEG는 뇌의 뉴런(neuron)에서 발생하는 이온 전류로 인한 전압 변동을 측정한 것이라고 합니다(Schaul, 1998). 

 

ERP는 이러한 뇌의 전기적인 신호를 바탕으로 특정 상황에서 뇌가 어떻게 반응하는지 볼 수 있는 방법입니다. ERP에서 눈여겨 볼 데이터는 그래프에서 보이는 P200, N200, P300인데요. 여기서 P는 positive, N은 negative한 반응을 의미하며 알파벳 뒤의 숫자는 특정 사건을 본 뒤로 얼마 후에 나타나는 지, 즉 시간을 의미합니다. 예컨대, P200은 특정 사건을 본 뒤, 200ms 이후에 나타나는 두뇌의 positive activity를 의미한다고 생각하시면 될 것 같아요. 그렇다면 왜 P200, N200, P300에 관심을 가져야 할까요? 그 이유는 각 지점이 특정 사건을 보았을 때 일어나는 감정의 중요한 인덱스이기 때문입니다. 일반적으로 P200은 어떤 정서적으로 풍부한 이미지를 봤을 때 그 이미지에 관심과 의미를 부여하는 것과 관련이 있고, N200은 주의를 기울인 뒤에 본 사람의 감정이 각성되는 것과 관련이 깊습니다. P200와 P200 값이 클수록 어떤 상황에 주의를 기울이거나 공감하는 정도가 깊어지겠죠? 다음으로 P300는 Late positive potential이라고도 불리는데, 각성되었던 자신의 정서를 자동적으로 조절하려는 두뇌의 활동을 의미합니다. P300 지표는 아동의 정서조절 능력과 밀접한 관련이 있기 때문에 주의를 기울일 필요가 있다고 합니다.

한편 본 연구에서 정의한 공감은 타인의 감정 상태를 인식하고 민감하게 살피는 것입니다. 이러한 공감 능력이 어떻게 달라졌는지를 탐색하기 위해 사전에는 위 그림과 같이 Prosocial 만화 컷과 anti-social 만화 컷을 보여주면서 EEG/ERP 데이터를 수집하였습니다. 그리고 공감 학습은 아래의 그림과 같이 특정 장면을 보여주면서 이뤄졌는데요. 구체적으로 설명해드리자면, 주어진 장면에서 처음에는 어디에 주의를 기울이고 있는지, 주의를 기울여야 할 부분이 어디인지, 주의를 기울이고 있는 인물의 감정을 어떠할지에 대해 맞춰보는 게임 콘텐츠를 통해 학습했습니다. 학습이 완료된 후에 다시 한 번 EEG/ERP 데이터를 수집하였고 교사로 하여금 아동들을 관찰하여 각 학생마다 rating한 데이터를 수집했습니다. 

데이터 분석 결과 실험집단의 학생들은 학습 이후에 다른 사람의 감정에 보다 주의를 기울이며,  P200 값으로 추측건대, 대부분 회피하고 싶어하는 부정적인 상황에 주의를 기울이는 양상이 두드러집니다. 이 점은 교사의 관찰 데이터에 의해 한번 더 확인됩니다. 그리고 SSG(State Space Grids) 분석결과를 통해 아이들의 공감 인식이 선택적으로 일어나게 되어 바람직한 결정에 보다 효율적으로 도달하게 되었음을 알 수 있습니다.

위 연구를 통해 우리는 신경 반응과 신경의 매커니즘이 교육자에게 공감을 발달시키는 교육적 접근 설계와 교육 실행 결과물 평가의 지침이 될 수 있음을 짐작할 수 있습니다. 따라서 교육자는 기본적인 신경과학 리터러시를 갖추고 있어야 한다는 시사점을 남기며 연구 내용 공유가 마무리 되었습니다.

이후 이어진 Q&A 세션에서도 학습 과정 중에 데이터를 수집하는 방법에 대한 논의를 통해 Eye-tracker와 같은 장비 도입과 같은 대안을 살펴볼 수 있었고, 정서와 관련해서 현재 진행 중이신 연구도 공유해주셨습니다. 

이번 세미나는 TELD의 수장이신 조영환 교수님의 섭외로 성사되었는데요. 우리 연구실에서도 다중양식 학습분석 연구를 하고 있고, 공감이나 소통에 대한 연구문제에 관심을 갖고 있기 때문에 김민강 교수님의 말씀대로 기회가 된다면 함께 연구를 하는 날이 올 수도 있을 것 같네요 :) 

그럼 다음에 뵐 때까지 모두 건강하시고, Active한 나날 되세요! 

참고문헌

Wu, L., Kim, M., & Markauskaite, L. (2020). Developing young children’s empathic perception through digitally mediated interpersonal experience: Principles for a hybrid design of empathy games. British Journal of Educational Technology.

Schaul, N. (1998). The fundamental neural mechanisms of electroencephalography. Electroencephalography and clinical neurophysiology, 106(2), 101-107.