수학에 어려움을 겪는 학생들, 숫자장애란?

수량 가늠 못하는 아동 10퍼센트 달해

산수나 수학 시험에서 극히 낮은 점수를 받는 아이들은 단순히 흥미가 없어서가 아니라 선천적인 숫자감각에 장애가 있기 때문이라는 연구결과가 발표되었다. 

대충의 수량을 파악하지 못하는 장애가 낮은 수학점수의 원인일 수도 있다.

어림수 파악 능력(ANS, approximate number system) 즉 대충의 수량을 재빨리 가늠할 줄 아는 숫자감각에 문제가 생겼다는 것이다.

대형마트에서 장을 본 후 계산대로 가려는데 대기 중인 사람들이 많다면 머릿속이 복잡해질 수밖에 없다. 어느 줄에 서는 것이 유리한지 재빨리 판단해야 남들보다 일찍 빠져나갈 수 있기 때문이다.

정상적인 사람은 사람 수와 물건의 개수를 어림잡아 파악한 후 결정을 내린다. 그러나 숫자감각에 문제가 있으면 수량을 대충 빨리 파악하지 못해 판단이 느려진다.
70년의 역사를 지닌 학술지 ‘아동 발달(Child Development)’ 최근호에 따르면, 어림수 파악력에 문제가 생긴 아이들은 수학시험에서도 낮은 점수를 받는 것으로 드러났다.

어림수 파악력 떨어지면 수학점수도 낮아

미국 케네디크리거 연구소의 미셸 마조코(Michèle Mazzocco) 박사와 존스홉킨스대의 리사 파이건슨(Lisa Feigenson) 박사, 저스틴 핼버다(Halberda) 박사 등 3명은 미국 미주리주 아동 300여 명을 10년 동안 추적해왔다. 유치원 때부터 중학교 3학년까지 매년 1회씩 수학시험을 보게 해서 점수를 기록한 것이다.

연구진은 그 중에서도 71명의 아이들을 선발해 4개의 그룹으로 구분했다.
100점 만점에 △95점 이상을 받는 우수아동(high achieving) 15명 △25~94점을 받는 평균아동(typically achieving) 37명 △11~24점을 받는 부진아동(low achieving) 9명 △10점 이하를 받는 장애아동(math learning disabled) 10명 등이다.

특히 10점 이하의 점수를 반복적으로 받는 아이들을 수학학습장애(MLD, math leaning disability) 또는 계산장애(dyscaculia)라 부른다. 전체 취학아동 중에서 많게는 14퍼센트에 달하는 아이들이 수학장애 증상을 보이지만 뚜렷한 원인은 아직 밝혀지지 않은 상태다.

어림수 파악력(ANS) 테스트는 여러 색깔 점들의 개수를 재빨리 파악하는 능력을 검사한다.

71명의 아이들은 두 가지의 어림수 파악력(ANS) 테스트를 받았다.
첫째는 모니터 화면에 파란색이나 노란색의 수많은 점을 뒤섞어 보여주고 어느 색깔의 점들이 더 많은지를 대답해야 한다. 둘째는 파란 점이나 노란 점을 9~15개 정도 보여주고 개수를 알아맞혀야 한다.

그림은 0.2초만에 사라지기 때문에 점의 개수를 일일이 세어볼 수가 없다. 본능적인 감각에 의지해서 대답해야 하는 것이다. 이런 식으로 10여장의 그림을 보여주고 결과를 기록한다.

그러자 평소 수학학습장애를 보였던 아이들은 두 가지의 어림수 파악력 테스트에서도 낮은 점수를 받았다. 연구를 주도한 마조코 박사는 “대충의 수량을 재빨리 파악하지 못하는 것이 수학장애의 원인이 될 수도 있다는 의미”라고 설명했다.

아이들 특성 고려한 맞춤형 수학교육 필요해

연구진은 이전의 논문에서 “대충의 수량을 파악하는 능력이 유아기 때부터 누구에게나 내재되어 있으며 나이를 먹을수록 교육을 통해 점점 발달된다”는 사실을 밝힌 바 있다. 그런데 일부 아이들은 시간이 지나도 어림수 파악력이 좀처럼 나아지지 않는다.

데이비드 기리(David Geary) 미주리대 심리학 교수는 사이언스뉴스(Science News)와의 인터뷰에서 “초등학교 3학년 즈음이면 수학학습장애 아동들의 특징이 나타나기 시작한다”고 밝혔다. 2개의 군집 중에서 어느 쪽의 개수가 더 많은지를 구분하지 못한다는 것이다. 또한 말로 전해지는 정보를 금세 잊는 바람에 여러 데이터를 하나로 묶는 데 어려움을 겪기도 한다.

아이들 각자의 특성을 고려한 맞춤형 수학교육을 지속적으로 실시해야 한다는 목소리가 높다.

수학학습장애는 일상생활에도 불편함을 줄 뿐만 아니라 어른이 되어서도 걸림돌로 작용한다. 취업에 문제가 생기거나 경제적인 판단을 내리기가 힘들 수도 있다. 때문에 지속적인 교육을 통해 조금씩 개선시켜야 한다.

그러나 수학점수가 낮은 아이들 모두가 어림수 파악력에 문제가 있는 것은 아니다. 이번 실험에서도 평소 11~25점을 받는 부진아동들의 어림수 파악 능력에 문제가 없는 것으로 드러났다. 우수아동과 큰 차이가 없을 정도다. 

마조코 박사는 사이언스컴퓨팅(Science Computing)지와의 인터뷰에서 “어림수 파악력 이외에도 수학학습장애의 원인이 다양하다는 의미”라고 설명했다. 공간지각력, 기억력, 언어능력 등도 수학점수를 낮추는 데 기여한다는 것이다.

그러므로 아이들의 특성을 고려한 맞춤형 교육이 실시되어야 한다. 마조코 박사는 “건강에 문제가 생기면 의사는 진찰을 통해 환자의 상태에 맞는 처방을 결정한다”며 “마찬가지로 수학에 어려움을 겪는 아이들에게도 다양한 원인과 특성을 고려한 교육이 필요하다”고 강조했다.

연구를 지원한 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립아동보건·인간발달연구소(NICHD)의 캐시 콥크(Kathy Koepke) 수학과학 인지·학습 팀장은 “아이들이 수학과목을 어려워하는 이유가 다양하다는 사실을 알게 해주었다”며 “수학장애 아이들을 구별해내고 치료하는 방법을 계속 연구할 예정”이라고 밝혔다.

 

/ 글 : 사이언스타임즈 임동욱 기자

 한국과학창의재단  사이언스타임즈 

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