AI 시대에 더 잘 배우고, 가르치고, 성장하며, 성공하게 해줄 제일 비결은, '나의 첫 번째 뇌'에 있다!
‘인간 지능’의 습득력 & 사고력을 일깨울 인지과학 핵심 로드맵 멘탈 모델(Mental Models)

"어떻게 하면 더 탁월한 성과를 낼 수 있을까?" 여기 두 응용 인지과학 전문가, 짐 힐과 리베카 베를린이 우리의 생각과 행동의 숨겨진 메커니즘을 밝힘으로써 모두의 고민에 답한다. 키는 우리 머릿속의 '멘탈 모델'이 쥐고 있다. 저마다의 경험과 지식, 마음의 복잡한 작용에 의해 형성된 정신적 청사진인 멘탈 모델은, 7살 아이에게 산수를 가르치는 것부터 어려운 프로젝트 팀을 이끄는 일까지, 우리 퍼포먼스에 생각보다 더 직접적인 영향을 미친다. 그런데 눈에 안 보이는 멘탈 모델을 어떻게 개선할 수 있는가?
이 책은 응용 인지과학자이자 학습과학 연구자인 두 저자가, 14가지 원리로써 효과적인 멘탈 모델을 구축하기 위한 여정을 담아낸 한 권이다. 우선 인지과학 및 학습과학 최신 연구를 바탕으로, 학습 과정의 효과적 설계, 작업 기억과 장기 기억의 구조, 인지 부하 관리 등 핵심 개념들을 일상의 언어로 누구나 이해하기 쉽게 소개한다. 또 "보여주며 말하기", "빨간불, 초록불", "암벽 등반", "정원 가꾸기", "로켓 발사", "비디오 게임" 등 14가지 '멘탈 모델'로써 사고력을 향상시키고 의사소통을 개선할 즉각적인 방법을 안내한다. 교육자, 관리자, 리더를 막론하고, 이 책은 나 자신과 타인의 성장을 원하는 우리 모두의 두뇌를 깨우고, 새로운 기회를 열어주는 계기가 될 것이다.
두 번째, 또 다른 뇌도 좋지만, 그 전에 우리가 타고난 '퍼스트 브레인'의 잠재력부터 깨워보자. 이제 더 잘 생각하고, 더 잘 일하고, 더 잘 배우고, 더 잘 가르치게 될 최고의 ‘이해 가이드’를 만나라!

멘탈 모델을 탐구하기 위한 이 책의 여정
*1부 배우는 마음(The Learning Mind) : 일상적으로 적용 가능한 인지 모델을 소개한다. 새로운 아이디어를 접하고, 그것을 처리하며,향후 사용을 위해 기억해내는 과정에서 우리 마음속에서 무슨 일이 일어나는지를 탐구한다.
*2부 질서 있는 마음(The Ordered Mind) : 전문가의 마음이 초보자의 마음과 어떻게 다른지, 특히 장기 기억 구조 측면에 집중하여 살펴본다. 지식을 습득하고 세상을 이해하는 과정에서 '스키마' 구조가 어떤 역할을 하는지, 효과적으로 이해하기 위해선 무엇이 필요한지도 배운다.
*3부 인지의 톱니바퀴(The Wheels of Cognition) : 정보가 작업 기억에서 장기 기억으로 옮겨 가려면 무엇을 해야 하는지, 왜 종종 다시 끄집어내지 못하는지, 그리고 이를 어떻게 해결할 수 있는지를 탐색한다.
*4부 생각의 무게(The Weight of Thought) : 인지 부하 이론을 이해하고, 우리가 생각할 때 짊어지는 정신적 부하를 관리함으로써 학습 과정을 어떻게 최적화할 수 있는지 알아본다.
*5부 사고의 여정(Journeys of the Mind): 지금까지 살펴본 학습 과정을 하나로 묶는 대단원으로, 학교, 일터, 직장까지, 학습이 목표가 되는 어떤 상황에도 적용할 수 있는 일관된 접근법을 알려준다.

추천사
어떻게 하면 우리는 더 잘 배우고, 더 빠르게 성장하며, 탁월한 성과를 낼 수 있을까. 이 질문은 학생이나 선수뿐 아니라, 직장인과 경영자 등 오늘도 일터에서 성과를 고민하는 모든 사람이 던지는 질문입니다. 『퍼스트 브레인, 멘탈 모델』은 인지과학을 기반으로 작업 기억과 장기 기억 간의 연계를 통해 사람이 어떻게 정보를 처리하고 기억하는지, 생각이 어떻게 작동하는지 그 구조를 보여줍니다. 이를 통해 무엇이 성장을 가속하는지를 풀어냅니다. "학습/성장/성과를 위한 과학적 비법서"라 해도 과언이 아닙니다. 생각의 작동 원리를 이해하면 학습과 성장의 방식도 달라집니다. 성장은 열심과 태도의 문제가 아니라 설계의 문제임을 분명히 일깨워주는 책입니다. 성장을 원하는 모든 분, 그리고 누군가의 성장을 돕는 교사, 코치와 리더들에게 이 책을 권합니다.
__ 신수정 (임팩트리더스아카데미 대표, 『진짜 공부 리스타트』, 『일의 격』 저자)

인공지능과 기계학습의 연구자이자 동시에 교육자로서, "어떻게 하면 더 효율적으로 정보를 인식하고 구조화하고 부호화하고 그리고 사용할 것인가"는 저에게 가장 중요한 연구 주제이며 고민거리입니다. 『퍼스트 브레인, 멘탈 모델』은 기계학습의 원리와도 묘하게 닮아 있는 인지과학의 핵심을 놀랍도록 명쾌하게 풀어내고 있습니다. 학습 데이터의 과적합(Overfitting)을 막기 위해 다양한 사례를 학습시키는 기계학습의 원리는 이 책에서 말하는 ‘다다익선(다양한 예시)’ 원리와 비슷하며, 복잡한 네트워크 구조 속에서 지식이 연결되는 ‘스키마’의 형성은 인공신경망의 가중치 학습 과정을 떠올리게 합니다. 특히 ‘작업 기억의 한계’를 고려한 인지 부하 관리 전략은, 제한된 컴퓨팅 자원 내에서 최적의 성능을 내야 하는 최적화 기법과 연결되어 연구자로서 깊은 흥미를 느꼈습니다.
저자들은 14가지 멘탈 모델을 통해 학습자의 뇌라는 하드웨어에 어떻게 정보를 부호화하고 저장할 것인지에 대한 가장 인간적이면서도 과학적인 방법론을 제시합니다. AI 시대에 인간이 어떻게 더 깊이 사고하는지를 아는 것은 너무나 중요한 일입니다. 이 책은 학생들에게 지식을 전달하는 교육자들에게는 최적의 교수 설계 지침서가, 새로운 연구의 실마리를 찾는 연구자들에게는 인간 지능에 대한 깊은 통찰을 주는 힌트가 될 것입니다. ‘학습’이라는 주제를 가지고 우리 ‘인간’을 다시 되돌아보게 하는 이 책을 통해, 우리의 마음속에도 견고하고 유연한 ‘멘탈 모델’이 구축되기를 기대합니다.
__ 김현철 (고려대학교 컴퓨터학과 교수)

30년 넘는 시간 동안 가르침과 배움이란 무엇일까를 늘 고민해 왔습니다. 어느 때는 정원사와 씨앗이라 느꼈고, 길을 비추는 등불과 빛을 따라 걷는 걸음이라 정의하기도 했으며, 현재의 이해와 새로운 지식 사이를 잇는 다리라고도, 교사의 음과 학습자의 음이 만나 새로운 선율을 만드는 공명과 조율이라는 생각도 했습니다. 학습과학을 공부한 이후로는 효과적인 가르침이란 학습자의 머릿속 풍경을 이해하고, 그 지형에 맞는 길을 함께 만들어가는 일이라는 생각을 합니다. 안타깝게도 많은 교육자가 자신이 이미 잘 아는 길만을 고집하거나, 오랜 전문성이 만들어낸 높은 산 위에서 초보 학습자가 헤매는 숲을 내려다보지 못합니다. 이른바 "전문가의 맹점"에 갇혀버리는 것이지요. 학습과학은 그 산과 숲 사이를 이어주는 길이 되어줍니다.
『퍼스트 브레인, 멘탈 모델』이 흥미로웠던 이유는 학습의 여정을 하나의 흐름으로 엮어낸다는 점이었습니다. 주의 집중에서 시작해 정보 처리를 거쳐, 정교화를 통해 깊어지고, 마침내 회상으로 꽃피우는 학습의 전 과정을 인지 부하 이론이라는 나침반으로 안내합니다. 마치 숙련된 가이드가 등산객의 체력과 경험을 고려해 쉼터와 경로를 조정하듯, 학습자의 인지적 부담을 세심하게 관리하는 방법을 보여줍니다.
이 책을 읽으며, 저는 오래전부터 품어왔던 신념을 다시 한번 확인하게 되었습니다. 학습자에게 필요한 것은 더 많은 정보의 홍수가 아니라, 지식과 지식 사이의 관계를 스스로 발견하게 하는 것이라는 믿음 말입니다. 마치 별자리를 보듯, 흩어진 점들을 연결하는 선을 그릴 수 있을 때 비로소 의미 있는 그림이 완성됩니다. 학습자의 제한된 인지 자원을 귀한 화폐처럼 아껴 쓰고, 가장 중요한 곳에 투자하도록 안내하는 것, 단순히 "무엇을" 아는 것을 넘어 "왜" 그런지 묻게 하는 것, 등반가가 각 홀드를 확인하고 체중을 싣듯, 학습자가 이미 알고 있는 것과 새로 배울 것 사이의 연결고리를 의도적으로 견고하게 만드는 것. 이것이야말로 교육자의 책임이 아니겠습니까? 오랜 시행착오 끝에 마침내 학습자의 눈빛이 환해지는 그 순간을 경험하고 싶은 모든 교육자 여러분이 함께 읽었으면 좋겠습니다.
__ 장은경 (서울둔촌고등학교 수석교사, 수업 컨설턴트 겸 교사교육가)

과학 이야기를 매일 대중에게 풀어내다 보면 "열심히 설명했는데 왜 전달이 안 되지?"라는 벽을 자주 만나게 됩니다. 상대방도 마찬가지로 "분명 들었는데 왜 기억이 안 나지?" 같은 순간을 매일 겪기도 하죠. 『퍼스트 브레인, 멘탈 모델』은 그 답을 '재능'이 아니라 '마음의 구조'에서 찾습니다. 작업 기억의 한계와 부호화가 일어나는 조건, 장기 기억의 스키마가 어떻게 우리의 이해를 바꾸는지까지, 인지과학의 핵심을 생활의 언어로 풀어내며, 우리가 일상에서 지금 당장 활용할 수 있는 도구들로 만들어줍니다. 그리하여 우리 생각을 정리하고 전달하는 방식을 바꿔줄 ‘멘탈 모델’을 한가득 건네줍니다. 복잡한 생각을 더 단단하게, 그리고 더 다정하게 전달하고 싶은 모든 사람에게 권합니다.
__ 과학커뮤니케이터 항성 (천체물리학자, 과학 유튜브 채널 <안될과학> 운영자)