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보와 통합하는 과정을 경험할 수 있다. 이렇게 인지적 비평형 상태에서 인지 구조의 변화를
통해 새로운 평형 상태에 도달하는 과정을 조절이라고 한다.

인지 발달 이론에서 평형화는 동화와 조절 두 과정에 의해 형성된다고 하지만, 학습을 불연
속적인 인지 구조의 변화로 보는 관점은 조절을 더 강조하는 것으로 볼 수 있다. 인지 구조는
평형화 과정이 반복되면서 상위로 발달한다. 인지 발달의 네 단계는 다음과 같다.

▼ 인지 발달의 단계
단계 특징
감각 운동기 비언어, 반사 행동(울음, 빨기, 쥐기), 놀이, 모방, 대상 영속성
전 조작기 언어 사용, 상징적 사고, 자기중심적 사고, 중심화
구체적 조작기 보존 개념 형성, 서열화, 관계화, 덧셈·뺄셈·곱셈·나눗셈

형식적 조작기 조합 논리, 비례 논리, 변인 통제, 가설적 사고, 연역적 사고

2 인지 발달 이론을 적용한 과학 학습 사례

하루 또는 여러 날 동안 밤하늘에서 천체들의 움직임을 관찰해 지구가 우주의 중심이고 천
체들은 지구 주위를 공전한다는 지구 중심 우주관을 인지 구조로 가진 학습자가 있다고 하
자. 이 학습자가 화성을 몇 주에 걸쳐 관찰하고 배경 별자리와 비교하면서 화성이 어느 기간

에는 서쪽에서 동쪽으로 이동하다가, 어느 기간에는 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 것을 발견
했다. 이때 학습자는 자신의 인지 구조를 변형하지 않고 화성이 지구 주위를 공전하면서 그
궤도에 있는 작은 주전원을 따라서 움직인다는 모델을 도입해 관찰한 현상을 설명했다. 이것
은 학습자가 기존의 인지 구조를 변형하지 않고 새로운 정보를 기존의 인지 구조에 맞추어

그 정보를 학습하는 동화의 사례에 해당한다.
그러나 학습자가 갈릴레이(Galilei, G., 1564￣1642)가 발견한 자료, 즉 이오, 유로파,
가니메데, 칼리스토라는 작은 천체들이 목성 주위를 공전한다는 것과 금성의 크기와 모양이
달라지고 보름달 모양의 금성이 관측된다는 새로운 정보를 접한 후에는 모든 천체가 지구를
중심으로 공전한다는 지구 중심 우주관의 인지 구조에 인지적 갈등이 유발되어 인지적 비평
형 상태가 된다. 이 학습자는 새로운 관측 사실을 설명하기 위해 태양을 중심으로 지구와 다

른 행성들이 태양 주위를 공전한다는 태양 중심 우주관으로 자신의 인지 구조를 변형하고,
목성의 위성과 금성에 관한 관측 자료를 이해할 수 있게 된다. 이 사례는 인지적 비평형 상태
에서 조절을 통해 인지 구조가 변형되어 평형화된 것으로 볼 수 있다.

2 오수벨의 유의미 학습 이론

1 유의미 학습(meaningful learning)

피아제는 인지 구조를 거시적인 사고 체계로 이해했지만, 오수벨은 인지 구조를 단일 개념
에 관한 의미 체계로 이해했다. 오수벨은 사고 체계가 아닌 개념 단위에서 동화와 조절, 인지
적 평형화 과정이 어떻게 형성되는지에 초점을 두고, 학습자의 선개념과 새로운 정보가 서로
의미 있는 관계를 형성해 동화될 때 학습이 이루어진다고 봤다. 오수벨의 학습 이론은 인지

3. 과학 학습 이론 359