학습은 결국 신경망의 연결 패턴을 바꾸는 것이다. 신경세포들은 자극을 받으면 활성화되고, 함께 활성화된 신경세포들끼리 연결된다. 러시아의 생리학자 이반 파블로프(Ivan Pavlov)는 개에게 먹이를 주기 전에 종소리를 들려주었다. 개는 먹이를 보면 침을 흘리는데, 나중에는 종소리만 들려주어도 침을 흘리게 되었다. 이것이 '파블로프의 개'로 알려진 실험이다. 종소리에 활성화되는 신경세포들과 먹이에 활성화되는 신경세포들이 서로 연결된 결과다.
따라서 학습이 효율적으로 이뤄지려면 각각의 개념들에 활성화되는 신경세포들이 잘 연결될 수 있도록 해줘야 한다. 여기서 핵심적인 개념이 근접성(contiguity)과 수반성(contingency)이다. 근접성은 말그대로 두 가지 사건이 시간적으로나 공간적으로 가까이 일어나야 한다는 뜻이다. '함께 활성화'되는 신경세포들이 연결되니 당연한 이야기다. 수반성은 두 사건이 일관성있게 일어나야 한다는 말이다. 쉽게 생각하면 종소리를 들려줄 때마다 먹이가 나와야 종소리와 먹이를 연결시킬 수 있지, 먹이를 줬다가 채찍으로 때렸다가 하면 제대로 학습할 수가 없다.
'빠르게'는 시간적 근접성이 높아야 한다는 뜻이고, '좁게'는 수반성이 높아야 한다는 말이다. 종소리면 종소리, 발자국 소리면 발자국 소리로 정확하게 자극을 주어야 종소리와 먹이를 연결시킬 수 있다. 파블로프는 그의 실험을 위해 '침묵의 탑'이라는 연구시설을 만들었는데 다른 종류의 소음이나 자극을 차단하기 위해 건물을 물로 가득 채우고 그 안에 실험실을 만들었다. 그리고 무슨 세포든 하루 아침에 바뀌지 않는다. 신경세포는 경험을 할 때마다 조금씩 바뀐다. 그래서 피드백을 '자주' 주어야 신경세포들이 튼튼하게 연결된다
인지과학자 앤더슨(John Anderson)은 블룸의 완전학습에서 교사의 역할을 컴퓨터로 흉내낼 수도 있을지 모른다는 아이디어를 냈다. 그래서 그는 컴퓨터 프로그래밍 수업에서 학생들에게 피드백을 줄 수 있는 리스프 튜터(LISPTUTOR)라는 프로그램 만들었다.
리스프 튜터를 만들기 위해 앤더슨은 프로그래밍 수업에서 한 학기 동안 학생들이 배워야 할 개념을 500가지로 분류했다. 그리고 학생들이 개념 하나하나를 아는지 모르는지 파악해서 피드백을 주는 교육용 소프트웨어를 만들었다. 똑같은 교재로 똑같은 강의를 들은 학생들 중에 피드백을 받으며 공부한 학생들은 피드백 없이 공부한 학생들보다 30% 더 적은 시간을 공부하고도 43%나 더 높은 성적을 얻었다
원문 출처 : 사이언스온