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생명현상의 관찰과 명화 감상에서 나타나는 생물교육학자들의 두뇌활성: fMRI 연구

Biology Educators' Brain Activation on Scientific Observation about Biological Phenomena and Famous Paintings appreciation: An fMRI Study

신동훈|이준기|이효녕|권용주
사범대학부속중등교육연구소 (Secondary Education Institute)|2006.12|중등교육연구 (SECONDARY EDUCATION RESEARCH)|제54권 제3호|pp. 475-502

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감성emotionfMRIbrain activationbiological phenomenascientific observation두뇌 활성기능성자기공명영상과학적 관찰생물학적 현상생물교육학자biology educator.
주제분류교육학

초록

과학적 관찰은 관찰자의 경험, 지식, 관점 등에 의해서 영향을 받기 때문에 일반적인 관찰과는 차이가 있다. 그러나 지금까지의 연구는 인지적인 관점에 의해서만 이루어졌고, 두뇌 활성 측면으로 연구된 경우는 없었다. 그러므로 이 연구의 목적은 생명현상에 대한 과학적 관찰과 명화감상에서 나타난 두뇌 활성화 차이를 fMRI를 이용하여 연구하는 것이다. 연구대상자는 과학적 관찰의 전문가인 생물교육학자 8명을 대상으로 하였다. 이들을 대상으로 fMRI 측정과 설문지 조사를 통해 두뇌 영상 자료와 언어적 보고 자료를 수집하였다. 연구 결과, 두 유형의 관찰에서 모두 후두엽의 시각피질(BA 17, 18, 19)이 활성화되었고, 과학적 관찰과제에서는 좌뇌 전두엽의 하전두이랑(BA 6), 두정엽의 상두정소엽, 해마옆이랑 영역이, 동양화 감상 과제에서는 중전두이랑 영역이 주로 활성화되었다. 특히 BA 6번 영역은 의미 기억이 부호화하는데 관여하는 영역이므로 과학적 관찰의 사고 특성을 나타낸다. 감성은 관찰과제와 동양화 감상 과제에서 모두 수용, 기대, 흥미 등이 나타났고, 관찰과제의 감성강도가 명화감상 과제보다 더 높았다. 이는 관찰자의 사전 경험과 지식의 영향을 받았기 때문이다. 이와 같은 연구 결과는 과학적 관찰이 명화감상과는 다른 사고과정이 있다는 것을 과학적으로 증명하였다는 점에서 그 의의가 있으며, 중등 생물 교육의 관찰 수업을 위한 중요한 토대로서 활용할 수 있을 것이다. 아울러, 과학적 관찰의 전문가들인 생물교육학자들의 관찰 활동 시 두뇌 활성화 영역을 고려하여, 학생들의 해당 영역 활성화를 목표로 과학적 관찰 교수-학습 프로그램을 개발할 수 있을 것이다.

Abstract

Biology Educators' Brain Activation on Scientific Observation about Biological Phenomena and Famous Paintings appreciation: An fMRI Study Scientific observation is an activity of collecting information on natural phenomena using the observer’s five senses. Because scientific observation is affected by the observer’s experience, knowledge, viewpoint, etc., it is different from general visual observation. However, previous studies have been made so far only from the cognitive viewpoint but not from the brain viewpoint. Therefore, the purpose of the present study was to investigate the difference of the biology educators' brain activation on scientific observation about biological phenomena and famous painting appreciation using fMRI. The subjects of this study were eight biology educators' who were experts in scientific observation. Through fMRI measure and a questionnaire survey, we collected brain image data and verbal reports from them. According to the results of this study, the visual cortex (BA 17, 18, 19) of the occipital lobe was activated in both of the two types of observation, and inferior frontal gyrus, superior parietal lobule and parahippocampal gyrus regions were activated in scientific observation while inferior occipital gyrus and precuneus regions were activated in famous painting appreciation. As for emotion, acceptance, expectancy, interest, etc. appeared in both of scientific observation and famous painting viewing, and the intensity of emotion was higher in scientific observation than in famous painting appreciation. This is because of the effect of the observers’ preliminary experience and knowledge. The results of this study are meaningful in that they prove scientifically that scientific observation has a different characteristic of thinking from general observation, famous painting appreciation.

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