문제해결과 전이 - 유추에 의한 추리

사람들은 문제 영역에 대해 아는 것이 거의 없을 때, 유추에 의해 추리하는 경우가 자주 있다. 즉 문제를 표상하고, 이를 현 상황과 관련된 친숙한 영역에서의 지식에 접근시키며, 접근된 지식의 유용성을 평가한다. 유추에 의한 추리의 예들은 컴퓨터를 잘 알지 못하는 성인이 문서 편집을 위해 컴퓨터 이용법을 배우고자 하는 경우에 쉽게 찾아볼 수 있다. 이런 학습자들은 컴퓨터를 타자기 다루듯 하다가 컴퓨터에 저장하지 못하기도 한다. 이 경우는 유추적 추리로 효과적인 문제 해결하지 못한 경우이다. 그러나 다른 상황에서는 유추로 새로운 문제를 효과적으로 해결하기도 한다. 예를 들면 joy는 벤젠의 분자구조를 발견하려고 애를 쓰고 있을 때, 뱀이 자기 꼬리를 먹는 꿈을 꾸었다. 이러한 심상 덕분으로 벤젠 환 구조 내에서 탄소 원자의 환 구조를 시각적으로 유추하게 되었고, 이로써 joy는 벤젠의 기본 구조는 탄소 원자의 환 구조임을 제안하였다. 이처럼 창의적인 문제해결에서 유추적 추리를 적용한 사례는 많이 있다.

유추적 추리가 일반적으로 문제해결을 위한 중요한 전략으로 생각되고 있지만, 사람들은 이를 이용하는 데 능숙한 것 같지는 않다. 여러 연구에서 연구자들은 피험자들이 첫 번째 문제를 정확히 수행할 수 있음을 확인하였다.그러고 나서 표면적으로는 어려우나 해결 과정은 첫 번째 문제와 같은 두 번째 문제를 피험자에게 제시하였다. 이러한 연구의 결과는 피험자들에게 유추가 지적되지 않는다면, 피험자들은 두 문제 간의 유추를 보지 못한 경향이 있음이 밝히고 있다.

또한 유추적 추리가 어려울 수도 있다. 유추적 추리를 효과적으로 적용하게 하는 조건은 알려지지 않지만, 문제 영역과 유추 영역에 관한 문제 해결자의 지식이 중요하다는 것을 여러 일화를 통해 알 수 있다. joy는 화학을 알고 있었으며, 뱀이 자기 꼬리를 먹는 모습을 시각적으로 보았다. 한편 컴퓨터에 문외한인 성인은 컴퓨터에 대한 지식이 거의 없었다. 그러므로 편집 문제를 부적절하게 표상했는지 모른다. 지식의 수준이 유추적 추리의 효과성을 결정한다는 관점은 실험적으로 연구될 필요가 있다.

5. 문제 해결의 전문성

앞 절에서 수단-목표 분석, 유추적 추리 또는 두뇌 활성화와 같은 일반적인 전략을 이용하도록 훈련함으로써 문제해결의 전문성이 개발될 수 있음을 시사하였다. 그러나 문제해결의 전문가와 초보자의 비교연구 결과는 매우 다른 결론을 낳는다. 문제해결의 전문성은 영역-특수적 지식을 얻도록 도와줌으로써 가장 잘 개발될 수 있음을 시사한다. 수업에 대한 부분에서 일반적인 문제해결 전략을 이용하도록 하는 훈련의 효과성에 관한 연구를 살펴볼 것이다. 그렇게 하기 전에 먼저 전문가와 초보자의 차이를 보자.

(1) 일반적 문제해결 전략

주어진 영역에서의 전문가들은 초보자보다 더 강력한 일반적 문제해결 전략을 이용할 것이고, 이는 문제 해결에서 더 큰 성공을 설명하는 것으로 초기의 심리학자들은 생각했다. 그러나 심리학자들은 전문가가 아닌 초보자들이 더 강력한 전략이라고 생각되는 것을 이용함을 발견하였다. 예를 들면 장기의 대가는 상대편의 수에 따라 재빨리 다음 수를 정한다. 이러한 행동은 전진 법 전략과 같이 보인다. 즉 대가는 곧 상황에 반응한다. 그래서 선정된 행위가 게임을 이기려는 목표에 부합할 것인지 아닌지 고려하기 위해 시간을 갖는 것처럼 보이지는 않는다. 장기의 초보자는 수를 선정하는데 시간이 오래 걸리고, 여러 다른 행마가 목표에 보다 접근하는지 아닌지를 의식적으로 고려하는 것처럼 보인다.

전문가가 보다 단순한 전진법 전략을 따르고 초보자가 더 강력한 수단-목표 분석을 이용하는 것은 놀랍게 여겨진다. 그러나 전문가의 전진법 전략은 어떤 행마가 어떤 때에 유용한가를 학습한 대단히 많은 경험에 기초하고 있다. 어떤 점에서 전문가의 행동은 전혀 전략적이지 않다. 오히려 그는 알려진 형태를 자동으로 재인하고 그러한 형태에 연합된 행위 계열에 적용하고 있다.

따라서 문제 해결의 전문가와 초보자는 그들이 이용하는 일반적인 전략 면에서 차이가 없는 것처럼 여겨진다. 만일 장기의 대가가 장기판에서 평소 보지 못한 수에 접한다면, 초보자가 자주 사용하는 수단-목표 분석을 그도 이용할 것이다.

(2) 영역-특수적 지식

전문가와 초보자가 일반적인 문제해결 전략 면에서 차이를 나타내지 않는다면, 이들은 어떤 점에서 다를까? 이들은 가지고 있는 영역-특수적 지식의 양과 질 면에서 상당한 차이가 있을 것으로 보인다. 전문가들은 그들의 전문영역에 대해 잘 조직화한 장기기억 구조를 더 많이 가지고 있는 것으로 여겨진다.

지식을 더 잘 조직화함으로써 문제 공간의 탐색은 효율적으로 된다.

와 같이 가설적인 지식의 구조를 고려해 보자. 이 구조는 선천성 심장질환을 20년 동안 진단해 온 임상경험이 풍부한 의사의 것이다. 잠깐 이 구조에 있는 용어의 의미를 생각하지 마라.

이제 명칭들 간의 연계 구조에 눈을 돌려 이 구조를 의 구조와 대조해 보자.

이는 초보자의 선천성 심장병 진단에 대한 유추적 구조이다. 전문가가 초보자보다 영역-특수적 지식이 더 많다는 점이 한 가지 차이다.

또 하나의 차이는 적어도 지식의 양만큼 중요한 지식의 조직화이다. 전문가의 지식의 위계적 조직화가 초보자에게는 빠져 있음을 주목하라. 예를 들면 전문가의 구조는 6개의 수준이 있으나, 초보자는 단지 두 수준만 있을 뿐이다. 초보자 구조에서 두 수준은 교재 내용과 매우 유사하다. 즉 이들은 한 수준에는 징후들이 또 다른 수준에는 주어진 징후와 관련된 질병의 이름들로 구성되어 있다. 초보자 구조에서의 징후들은 전문가 구조에서는 다양한 수준에서 발견된다. 예를 들면 X-레이 징후는 하단의 수준 2에 있고 심장 수축 소리는 상단 수준 2에 있다.

전문가의 기억 구조에서 위계성 근접함은 관계성을 나타낸다. 예를 들면 [EKG가 좌측 축 이탈을 보여준다는 것 =ECD] 관계는 [X-레이는 확장된 우측 정맥을 보여준다=PVPVC] 관계보다 [창백=TAPVC] 관계로부터 더 멀리 떨어져 있다. 이러한 지식이 명제 망내에 개재되어 있다면, 세 개의 연계 짝보다는 두 개의 연계 짝 간에서 활성화의 폭이 더 클 것이다. 초보자의 구조에서는 독립된 지식 단편 간의 연계가 없으며, 따라서 선천적 심장병에 관하여 한 지식 영역에서 또 다른 영역으로 활성화가 진행되지 않을 것이다.

많은 실험은 공히 전문가와 초보자의 기억이 영역-특수적 지식의 조직화의 질 면에서 차이가 있다고 밝히고 있다.

그러나 지식 구조상 차이가 곧 전문가가 왜 더 나은 문제 해결자인지를 설명해 주지는 않는다.