열심히 공부해도 수학이 어려운 일부 아이들의 문제는 숫자 이해력 자체보다 ‘실수 이후 사고를 수정하는 능력’과 관련 있을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
미국 스탠퍼드대 하이상 창 교수팀은 일부 아이들이 또래보다 수학을 훨씬 어렵게 느끼는 이유를 분석해, 그 결과를 동료심사 신경과학 학술지 ⟪JNeurosci⟫에 최근 발표했다.
과학매체 사이언스데일리 등 보도에 따르면 연구진은 수학 어려움을 단순한 숫자 이해의 문제로 보지 않고, 아이들이 실수로부터 배우고 전략을 조정하는 과정을 중점적으로 살폈다.
연구에서 아이들은 두 개의 양 중 어느 쪽이 더 큰지를 판단하는 비교 과제를 반복 수행했다. 일부 과제는 4와 7처럼 숫자로 제시됐고, 다른 과제는 점의 집합으로 제시돼 어느 쪽이 더 많은지를 빠르게 추정해야 했다.
연구진은 숫자 기호와 점 묶음을 번갈아 사용해 상징적 숫자 이해와 기초적인 양 인식 능력을 동시에 평가했다. 단순히 정답 여부만 분석한 것이 아니라, 여러 시행에 걸쳐 수행이 어떻게 변하는지를 추적하는 수학적 모델을 적용해 아이들이 실수 이후 전략을 수정하는지를 측정했다.
그 결과, 수학에 어려움을 겪는 아이들은 문제가 틀리고 난 후 사고 방식을 업데이트하는 경향이 뚜렷하게 낮았다. 서로 다른 유형의 오류를 경험해도 행동 조정이 잘 이뤄지지 않았고, 이런 차이가 전형적인 수학 능력을 보이는 아이들과 수학 학습에 어려움이 있는 아이들을 구분하는 핵심 특징으로 나타났다.
연구진이 뇌 영상을 통해 과제 수행 중 뇌 활동을 측정한 결과, 수학 부진 아동은 수행을 모니터링하고 행동 변화를 조절하는 영역의 활성도가 약했다. 이 영역들은 실수를 평가하고 전략을 전환하며 새로운 정보에 적응하는 인지 통제 기능과 관련돼 있다. 특히 해당 영역의 낮은 활동 패턴은 아이가 전형적 수학 능력을 보일지, 어려움을 겪을지를 예측할 수 있는 지표로 작용했다.
연구진은 수학 어려움이 숫자 이해 문제에만 국한되지 않을 수 있다고 해석했다. 일부 아이들은 문제 해결 과정에서 사고 전략을 수정하는 능력 자체에 어려움을 겪을 가능성이 있으며, 오류를 인식하고 새로운 접근을 시도하는 능력은 수학뿐 아니라 다양한 학습 영역 전반에 중요하다는 것이다.
창 교수는 "이러한 손상이 숫자 능력에만 특화된 것이 아니라 과제 수행을 모니터링하고 학습 과정에서 행동을 조정하는 더 넓은 인지 능력과 관련될 수 있다"고 설명했다.
연구진은 앞으로 더 크고 다양한 아동 집단과 다른 유형의 학습 장애를 포함해 이 모델을 검증할 계획이다. 이를 통해 전략 적응의 어려움이 수학을 넘어 전반적인 학업 문제와 어떻게 연결되는지 규명할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
