교육학과 장환영 교수님과의 면담

 저는 평소 교수님들과 상담이나 토론을 매우 자주 합니다. 그런데 그런 흔해빠진 일에 대해서 대문짝만하게 교수님의 성함과 함께 그날 이야기 나눈 내용에 대해서 정리하고 메모를 귀찮게 다시 보면서 칼럼으로 정리한다는 것은, 그만큼 오늘 나누었던 이야기가 중요하고 획기적이었기 때문입니다.

 오늘 매우 놀랍게도 교육학과의 장환영 교수님과 면담을 하게 되었는데, 제가 물리학에서 배운 복잡계 네트워크(complex network)라던지 프랙탈, 계층 구조, 자기 유사성, 근육, 뇌, 지능, 창의성, scale free 특성, 문제 해결 능력 등등 제 관심 분야와 연구 주제를 관통하는 핵심 키워드가 줄줄이 그대로 동일하게 언급되었기에 놀라움을 감추지 못했습니다. 

 교육학과 제가 가고자 하는 신경과학, 뇌과학, 인공지능이 이렇게나 긴밀한 연결을 이룬다는 것이 매우 놀랍고, 역시 예전에도 말한 것처럼 진리라는 것이 모양이 있다면 둥글게 생겨서, 어느 방향으로 가든 결국 만나게 되는 것 아닌가 싶습니다.

 우선은 오랜만에 만난지라, 제가 이번에 공모전에 당선한 '데이터 기반 지능계산과학'이라는 학생 설계 전공에 대해서 굉장히 유심하게 들으시더니, 굉장히 이름 자체부터 메타인지적이고, 지능을 곧 문제 해결 능력이라고 과감하게 정의한 점, 질적 요소의 양적 분석을 학문의 거대한 흐름으로 보고 계산과학이라는 말을 붙인 점 등을 흥미롭게 꿰뚫어보시던데 역시 공부를 오래 한 분 앞에서는 거짓말을 못하겠더군요.

제가 대학에 입학하자마자 패기롭게 무턱대로 '인적자원개발'이라는 키워드를 보고, 평생교육과 관련하여 <수국비>를 이야기하면서 논문을 쓰고 싶다고 연락하고 그때부터 인연이 이어진 좋은 교수님이십니다. 좋은 교수 스승 만나면 인생이 풀립니다 진짜

 특히 이대열 교수님이 2018년에, '보상의 변동성이 학습률을 높인다'라는 주제의 논문에 대해서 말씀드리니 대단히 신가하게 생각하시더군요 정말 교육학과 밀접한 관련이 있는 분야라고 평하셨습니다. 

 본격적으로 질문을 하고 답을 받았는데, Q과 A로 정리하겠습니다.

 Q. 제가 들인 노력에 비해서 평가가 좀 박한거 같다. 학생 설계 전공은 이러이러한 점들과 불확실성 때문에 학생들이 거의 선택하지 않는 길이고, 그것을 위해서 정말 많은 교수님들을 만나뵈었다. 근데 막상 제가 하고나니 느끼는 것이, 실제 이것을 해보지 않았으면 모를 고충이 많아서, 제가 들인 노력이 100이라면 10 정도밖에 인정받고 그 노력과 성취를 낮게 평가받을 것 같다.

 에 이어서 바로

 Q. 제가 학부 인턴쉽을 통해서 연구 경험을 쌓으려고 하는데 모두 리젝되고 너무 불합격을 많이 받거나 연락을 아예 못받아서 힘들다. 성과는 성과대로 안나오고, 성공은 해도 너무 작은 것 같아서 억울하다. 지도교수님께서 "학부생은 깊이 들어갈 필요가 없기에 깊이 들어가 본 경험이 없다" 라고 하신 것이 의미심장하다. 도대체 깊이 들어가는 것이 무엇이고, 대학원생처럼 공부하고 연구를 하는 것이 무엇이고 깊은 경험을 어떻게 쌓는 것인지 궁금하다.

 A. 우선 일자리라는 것은 매칭되기가 어렵다. 예컨데 거푸집을 붓는 사람을 모을 경우, 딱 그 일을 정확히 해본 사람을 요구하기에 정확히 그 일을 해본 사람을 뽑기가 어렵고, 반대로 지원하는 입장에서는 자리가 없다고 아우성이다. 원래 일자리라는 것은 명확한 어느 스킬을 요구하는 자리이고, 그것에 대한 경력을 요구하기에 지원자를 뽑기 힘들고, 뽑더라도 cost가 많이 든다.

 학부 인턴쉽 또한 이전에 말해준 바와 같이 채용의 관점이 크고, 특정 일을 수행하는 것을 요구할 것이기에 지원자는넓고 얕은 경험을 한 반면 지원을 받는 입장에서는 깊고 뚜렷한 어느 한 영역을 요구할 가능성이 높다. 학생이 너무 넓고 얕게 공부한 것이 아니라 원래 그렇게 느끼는 것이 정상이다. 어느 것을 할 지를 모르기에 다양한 일을 하고, 자연스럽게 각 모든 분야에 대해서 경력을 쌓는 것은 어렵고 서로 구인난 취업난이 동시에 일어나는 개그콘서트 같은 일이 일어나는 것이다.

 하지만 전혀 실망할 필요가 없다. 양적 축적은 질적 전환이 이루어지고, 지금은 서로 연관이 없어 보이는 일들이지만 나중에 깊이 들어가게 되면, 구슬도 꿰어야 보배라고 서로 얽히고 연관이 되면서 과거 열심히 공부하거나 경험했던 것들이 되살아나고, 지금 이런 대화를 나누는 것 또한 그러한 과거의 과정이 있었기에 가능한 것이기에 전혀 쓸모없거나 비효율적이라고 볼 수 없다.

 깊이 들어가는 것은 간단하다. 하나의 Question을 가지고 그것에 대해서 계속 생각을 하고 답을 찾아나가는 것이다. 어떤 topic을 가지고 그것에 대해 계속 답을 찾아가는 연습을 하면 된다. 그러한 주제 파악을 본인 스스로가 하고, 어떤 문제를 해결할 것인지를 명확하게 정의해야 하며 그것에 대해서 자다가 일어나도 잘 설명할 수 있을 정도로 체화하여야 한다.

 예컨데 지금 학생의 학생 설계 전공을 보자. 지능이 문제 해결 능력이라고 한다면, 다시 좀 더 깊이 들어가서 어떤 문제 해결 능력인지 말해야 한다. 여러 컨셉과 이론이 있다. 문제 해결이란 무엇인가? 인간의 지능, 문제 해결 능력이란 무엇인가? 맥락에서는 문제 해결인가? 지능의 역할과 정의는 무엇인가? 선행연구를 조사하고 더 깊은 측면, 교육학의 측면에서도 한번 바라보아야 한다.

 문제 해결을 알고리즘으로 볼 수 있고(단순한 절차를 밟으면 해결하는 방식의 문제 해결), trouble shooting 이라는 말도 있고, 아까 말한 대로 신경경제학의 decision making이라는 말도 지능으로 볼 수 있고, design problem도 있고, strategy problem 전략적 상호작용도 있고, 메타 인지도 있고, 가장 어렵다고 여겨지는 딜레마 문제도 여러 문제가 있다. 어떻게 그것들을 풀 수 있는가에 대해서 답을 해야한다.

 때문에 지능이라는 것을 여러 이론이 있고 스펙트럼이 있으며 그에 따라 문제 또한 다양한 종류가 있는데, 단순히 문제 해결 능력이라고 취합하고 선언하는 것이 상당히 과감해보이기도 한다. 예컨데 딜레마로는 복잡하고 첨예한 어려운 문제가 있다 한국의 통일 문제, 세계 기후 문제 등등.

 중요한 것은 깊이 들어가는 것은, 질문을 좀 더 구체적으로 하는 것이다. 그리고 그 질문을 정리한 뒤에, 이 질문에 답을 할 수 있는 방법이 무엇이고 무엇을 통해 답을 찾아야 하는 가를 고민하는 것이 바로 깊이 들어가는 것이다. 학부 인턴쉽이 될 수도 있고, 독학이 될 수도 있고, 연구 프로젝트도 될 수 있고 다양한 가능성이 있으니 너무 실망하지 마라.

 그러니까 활동 분야를 뚜렷이 제한하고, 질문을 구체화하는 것이 중요하다. 이러한 과정은 반드시 발산을 해보고, 여러 경험과 공부를 해보고, 난장판이 되어 봐야 도움이 된다. 또한 밖에서도 도움을 찾을 수 있다 사회적으로 연구 기관이나 교육 기관이 될 수도 있고, 관련 분야 종사자가 될 수도 있다 누구한테 조언을 받으면 도움이 될지를 생각하는 것도 깊이 있는 사고이다.

 질적으로 깊어진다면, 이것이 과연 인류에게 어떤 기여를 하고 현실 사회에 어떻게 적용될 것인지 상상을 해보라. 그것이 연구 동기를 강하게 잡는 것을 도와준다. 결국 어떤 비전을 가지냐의 문제이고 자소서에 어떻게 그 스토리를 정리하느냐의 문제인데, 그것은 앞서 예전에 말한 김박사넷 유학 교육에서도 일맥상통하게 나왔던 이야기로 기억한다.

 지금은 지치고 소진한 듯한 느낌을 보여주지만, 그간 이렇게 수고를 했으니 이 정도 대화 수준까지 올라온 것 아니겠냐 너무 실망하고 쓸데없는 비효율적인 행동을 했다고 실망하지 말라. 잘 해온 것이다.

 Q. 이번에 계층 구조를 바탕으로 인간의 뇌를 모방한 자연어 처리 인공지능에 대한 이야기, 계층 구조 등을 언급함.

이거

https://blog.naver.com/cognitasapiens/223702025412

 이때 제가 놀라 자빠졌습니다. 제가 평소 알고 있던 다양한 이론들과 키워드가 교수님 입에서 마구마구 나왔거든요. 상당히 이공계열에 치우쳐진 지식인데도 교육학과 접점을 만나니 매우 신기하고 당황스럽고 놀랍기도 합니다.

 A. 저 ppt의 내용은 대표적으로 시스템 사고라는 것이고 반드시 책을 찾아보길 바란다. 교육학에서도 자주 등장하는데, 이 세상을 프랙탈로 본다(= 계층 구조로 본다. 자연계에는 실제로 계층 구조가 매우 자주 등장합니다).

 자기 유사성을 기반으로(프랙탈과 계층 구조의 핵심 속성) 하기에 우리는 국밥을 모두 원샷을 하지 않고도 맛을 보고 알거나 성분을 알 수 있고, 머리카락 한 올을 가지고도 전체 DNA를 알 수 있는 등 그 부분을 취하더라도 전체의 구조가 여전히 유지되기에 전체를 파악할 수 있다. 이러한 점은 통계학의 표본 조사와도 일맥상통하며, 이런 것이 가능한 것은 핵심적인 구조가 여전히 작은 단위에서도 유지되기 때문이다.

 이를 unit of analysis라고 한다. 분석을 어느 수준으로 할까를 결정한다는 말인데 한번 회사 조직으로 예시를 들어보자.

 회사 또한 계층구조이다(실제로 관료제는 대표적인 계층 구조 입니다). 전체가 있고, 그 일부 부서가 있고, 그 부서의 팀이 있고, 그 팀의 개인이 있다. 편의상 4단계로 이루어져 있다고 상상해보면

관료제는 대표적인 계층 구조이다

http://www.1392.org/bbs/board.php?board=laed31&command=body&no=481

 그 중 한 개인이 처리할 수 있는 업무가 있을 것이고, 다시 그 개인이 모인 팀이 처리할 수 있는 규모의 문제가 있을 것이고, 다시 그 팀이 모인 부서가 처리할 수 있는 문제가 있을 것이다. 그러니까 레벨별로 구조가 동일하고, 각각 할 수 있는 기능과 역할이 존재한다는 것이다.

 이를 scale free특성이라고 한다(이때 너무 놀란게, 이것은 물리학계에서도 복잡계 네트워크 complex network라 하여, 어느 수준에서 바라보아도 비슷한 구조가 반복되는 것을 지칭합니다 프랙탈 또한 당연하게 여기에 해당됩니다). 복잡계 이론의 핵심은 시스템이고, 일부만 알아도 전체를 파악할 수 있다는 점이 매우 신기하다는 것이다 모든 전체를 세세히 분석할 필요가 없다는 것이다.

 그래서 구조를 크게 input, process, output, process라고 볼 수도 있다. 이러한 이론을(아니면 이 이론을??) general theory 일반화된 이론이라고 부른다. scalable(scale free와 동일한 용법으로 사용)하기 때문에, 모든 구조의 개체는 서로 inter connected하다 서로 긴밀히 연결되어 있다.

 예컨데 타이어가 고장이 나면 타이어 하나만 고치면 차는 새것이 된다. 하지만 유기체 복잡한 인간은 다르다. 간을 이식받으면 그냥 간만 이식받은 사람이 되는 것이 아니라, 내부적인 것이 완전히 달라진다 실제로 장기 기억 이론이라 하여, 과거 장기 소유자의 기억이나 특성, 습관 등이 나타나는 매우 불가사의한 일이 벌어지기도 한다.

 그래서 하나가 바뀌면 나머지 전체가 움직이게 되고, 이를 나비효과 즉 kaos theory로 연결하기도 한다(여기서 카오스 이론이 나올 줄은 몰랐습니다 ㅋㅋㅋㅋ). 이 세상의 구조가 왜 하필 구조가 프랙탈인지(계층구조, 자기 유사성 등을 가지는지) 모르겠다 하나님이 그게 좋아서 정했을까? ㅋㅋ 우리는 보통 작은 것을 간과하지만, 사실 작은 것의 변화는 큰 것의 변화로 이어진다.

 (이 부분은 제가 추가한 내용인데, 교수님이 말씀하신 것처럼 이어서 하겠습니다) 예컨데 미 해병대의 <이불부터 정리하라>라는 책이 있다. 그리고 우리가 신년이 되면 항상 작심삼일을 하는데, 단지 우리는 그 습관 예컨데 담배나 운동 하나만을 바꾸는 것이 아니다. 그것이 바뀌면 전체 습관과 행동 패턴이 바뀌는 것이고, 전체를 못 바꾸기에 다시 관성에 의해서 돌아가고 작심 삼일이 되는 것이다. 사소한 것의 변화는 매우 중요하고, 이는 나비효과처럼 파급력이 큰 결과로 이어진다.

https://blog.naver.com/white8220/222119129620

https://www.youtube.com/watch?v=laOx2fbRtZA

 Q. 메타 인지와 창의성에 대해서. 저와 제 아버지는 서로 반론을 제기하고 이야기를 토론을 하면서 전개를 해나간 덕분에 깊은 사고가 가능했던 것 같다. (이것을 바둑에 비유하면서) 바둑 기사들은 메타 인지가 매우 뛰어난 것 같다. 그들은 수십 수 앞을 내다보며, 가능한 시나리오를 상상하고 계산을 하는데 그러한 능력이 서로 반론과 이론을 제기하면서 좀 더 발전하고 나아가는 논쟁과 비슷해보인다. 메타 인지 능력과 창의성은 서로 밀접하게 연관되어 있는 듯 하다.

 A. 맞는 말이다. 예컨데 학생이 0에서 10만큼 10으로 올라갔는데, 그것을 바탕으로 논의를 시작하는 아버지는 10에서 20으로 쉽게 올라간다. 학생이 0에서 처음부터 20으로 올라가는 것은 힘들지만, 도움닫기처럼 여러 사람의 과정과 노력 도움을 거쳐서 계단을 오르듯이 단계적으로 올라가면 좀 더 깊은 숙고와 통찰력 있는 사고로 이어질 수 있다.

 조직에서는 정반합처럼 그 두가지 논점 모두가 옳을 수 있다는 열린 태도로, 논쟁이나 토론처럼 승패가 가려지기보다는 창의적인 브레인스토밍이 중요하다. 그런데 흥미로운 점은 브레인스토밍을 하면 개인은 각자가 따로 말을 할 때보다 적게 말하기에, 얼핏 보면 굉장히 비효율적으로 보인다.

 하지만 브레인스토밍을 하면, 다른 이가 말한 것에서 논의를 올라타서 시작을 하기에, 좀 더 깊이 있고 여러 반론을 극복한 더욱 새롭고 통찰력 있는 창의적인 사고로 발전할 수 있다. 그래서 예컨데 5명이 각각 따로 있을 때는 5마디를 하지만, 브레인스토밍에서는 총 25가지 마디가 안나오기에 이거 비효율적인거 아니냐고 할 수도 있다.

 그런데 연구 결과, 오히려 브레인스토밍을 통해 각자 개인이 절대로 다다를 수 없는 결론을 매우 쉽게 도달한다는 것을 알게 되었고, 우리는 이러한 새롭고 참신한 생각을 창의적 문제해결력이라고 한다. win win 전략이 중요하다. 서로가 서로를 이기는 것이 아니라, 서로가 보완을 해주는 것이 핵심이다.

 학생이 물어본 것처럼 메타인지는 창의성과 밀접한 연관이 있고, 메타 인지는 곧 창의성으로 재구성된다. 메타 인지와 창의성이 무슨 관계인지는 명확히 모르겠다. 다만 창의성은 지금까지의 방식으로는 해결 불가능한 문제를 풀 수 있는 새로운 시각과 통찰력을 제공한다는 점에서 무척 가치가 높고, 미래 사회는 그러한 창의성이 핵심이 될 것이다.

 위의 내용을 Cluade 3.5 GAI한테 입력하고 답을 받아보고 '시스템 사고'와 관련된 서적을 추천받았습니다.

교육학 교수님께서 언급하신 내용은 매우 통찰력 있습니다. 이는 현대의 복잡계 과학과 교육학이 만나는 지점을 잘 보여주고 있습니다.

1. 시스템 사고의 핵심 개념들:

- 계층구조: 미시적 수준에서 거시적 수준까지 연결된 구조

- 자기유사성(프랙탈): 부분이 전체를 반영하는 특성

- 창발성: 하위 요소들의 상호작용에서 새로운 특성이 나타나는 현상

- 비선형성: 작은 변화가 큰 결과를 초래할 수 있는 특성 (나비효과)

2. 교육과의 연관성:

- 학습도 계층적 구조를 가짐 (기초→응용→통합)

- 메타인지는 자신의 학습을 관찰하고 조절하는 상위 수준의 사고

- 창의성은 다양한 수준의 지식을 연결하고 재구성하는 능력

3. 추천 도서:

- "The Fifth Discipline" by Peter Senge

  - 시스템 사고의 기본서

  - 학습조직과 시스템 사고의 연관성 설명

- "Thinking in Systems: A Primer" by Donella H. Meadows

  - 시스템 사고의 실용적 접근

  - 복잡한 문제를 시스템적으로 이해하는 방법 제시

- "Complexity: A Guided Tour" by Melanie Mitchell

  - 복잡계 과학의 핵심 개념들을 쉽게 설명

  - 자기조직화, 창발성, 적응 등을 다룸

- "The Systems View of Life" by Fritjof Capra

  - 생명, 인지, 사회를 통합적 관점에서 설명

  - 시스템적 사고와 지속가능성의 연관성

4. 메타인지와 창의성 관련:

- "Metacognition: New Research Developments" by Harold S. Terrace

- "The Cambridge Handbook of Creativity" by James C. Kaufman

5. 시사점:

- 교육은 단순한 지식 전달이 아닌 시스템적 이해가 필요

- 메타인지는 시스템 사고의 한 형태로 볼 수 있음

- 창의성은 다양한 수준의 패턴을 인식하고 연결하는 능력

- 학습자는 전체와 부분의 관계를 이해할 필요가 있음

자연계와 인공계 모두에서 발견되는 이러한 보편적 패턴들은 우리가 세상을 이해하고 학습하는 방식에 중요한 통찰을 제공합니다. 특히 교육 분야에서는 이러한 통합적 관점이 더욱 중요해지고 있습니다.

1. 시스템 사고 관련:

- "시스템 사고" (김동환 저)

  - 시스템 다이내믹스의 기초부터 실제 적용까지

  - 인과지도 작성법과 실제 사례 포함

- "시스템 사고 입문" (배규한 저)

  - 초보자를 위한 쉬운 설명

  - 실생활 예시가 풍부

2. 복잡계 과학 관련:

- "복잡계 과학" (윤영수, 채승병 저)

  - 삼성경제연구소 출간

  - 복잡계 이론의 기본 개념과 응용 사례

- "카오스와 복잡계" (정재승 저)

  - KAIST 교수가 쓴 대중서

  - 복잡계 과학의 핵심 개념을 쉽게 설명

3. 메타인지와 창의성:

- "메타인지 학습혁명" (김영진 저)

  - 메타인지의 개념과 학습 전략

  - 실제 적용 방법 제시

- "창의성의 즐거움" (최인수 저)

  - 창의성에 대한 통합적 접근

  - 실제 사례와 연구 결과 포함

4. 통합적 사고:

- "통찰의 기술" (김경일 저)

  - 아주대 심리학과 교수의 저서

  - 시스템적 사고와 통찰의 관계

이 중에서 특히 "시스템 사고"(김동환)와 "복잡계 과학"(윤영수, 채승병)은 기초부터 체계적으로 설명하고 있어 처음 공부하시는 분들께 추천드립니다.

참고로 대부분의 외국 서적들도 이제는 한글 번역본이 나와 있으니, 관심 있으신 분야가 있다면 찾아보시면 좋을 것 같습니다.