効果的な学習（その１）

「練習しても完璧にはなりません。完璧な練習が完璧を生むのです。」 スキルを習得するには練習が必要であることは誰にとっても明らかです。ただし、練習方法はたくさんあり、その中には他の方法よりも効果的なものもあります。しかし、学習に関して言えば、ほとんどの人は通常、自分の直感だけに頼っているため、壊滅的な失敗につながる可能性があります。これは通常、学習者がすべてのモチベーションを失い、ただ諦めてしまうために起こります。彼らは単に、「それは私の得意分野ではない」とか、「私は十分に賢くない」などと言って、自分はそれが上手になることはできないと思い込むようになります。しかし、実際に彼らに欠けているのは、認知能力ではなく、新しいスキルを効率的に学び開発する方法を理解することです。その主な理由は、最も効果的な学習戦略がまったく直感的ではないということです。この記事の目的は、効率的な学習者になるために必要な情報をすべて提供することです。これは数十のソースから編集されたものなので、1 か所にまとめておくと非常に便利であることがわかります。私自身も学習者なので、学習の一環として、自分の発見を他の人と共有することにしました。お役に立てば幸いです。

I. 学習とは何ですか?

学習とは、経験から知識や行動反応を獲得することです。「経験から」の部分は非常に重要です。学びは、勉強すること、教えられること、あるいはただ生活することから得られるかもしれませんが、経験から得られるものでなければなりません。本能や反射など、遺伝的にプログラムされた行動反応は学習されたものとはみなされません。学習の結果は記憶です。それはあなたの心に保存される学習の記録です。学習には、後で情報を取得できるようにする脳の物理的な変化が含まれます。そして、それらの変化は記憶の物理的基盤を構成します。多くの人は学習を単一の統一的なプロセスだと考えていますが、過去数十年で科学者たちは、人間にはさまざまな種類の情報を学習するために調整された、非常に異なるさまざまなメカニズムが備わっていることを発見しました。たとえば、私たちの短期作業記憶は長期記憶とは大きく異なります。実際、私たちは作業記憶と長期記憶内にさまざまな種類の情報を保存するために、さまざまなメカニズムを使用していることさえも発見されています。

感覚記憶

感覚記憶は、元の刺激が終わった後も感覚情報の印象を保持できる非常に短い記憶です。これは、環境に関する膨大な量の情報を登録することを伴う記憶の最初の段階であるとよく考えられていますが、それは非常に短期間に限られます。感覚記憶の目的は、情報が認識されるのに十分な期間情報を保持することです。主な特徴:

• 期間: 非常に短い。
• 能力: すべての感覚的な経験。
• エンコーディング: センス固有 (センスごとに異なるストア)。

短期記憶

短期記憶 は、一次記憶または活動記憶としても知られ、私たちが現在認識している、または考えている情報です。短期記憶にある情報は、感覚記憶に注意を払うことで得られます。それは持続時間と容量の両方の点で制限されています。短期記憶は作業記憶と同義語としてよく使用されますが、一部の理論家は、作業記憶は保存された情報の操作を可能にし、短期記憶は記憶の2つの形式を区別すると考えています。メモリとは、情報の短期保存のみを指します。主な特徴:

• 期間: 短い。
• 容量: 7 +/- 2 アイテム。
• エンコーディング: 主に聴覚。

長期記憶

長期記憶とは、長期間にわたって情報が保存されることを指します。連想とリハーサルのプロセスを通じて、短期記憶の内容が長期記憶になることがあります。長期記憶は数日から数十年にわたって持続することがあります。主な特徴:

• 期間: 無制限。
• 容量: 無制限。
• エンコーディング: 主に意味論的 (ただし、視覚的および聴覚的である場合もあります)。

長期記憶には、明示的(意識的) 記憶と暗黙的(無意識的) 記憶の 2 種類があります。

1. 明白な記憶

   意識的に思い出し、口頭で説明できる記憶です。ほとんどの人は、学習と記憶について考えるとき、朝食に何を食べたかを思い出すなど、明示的な学習と記憶を思い浮かべます。

   1. 1.1 意味記憶

      意味記憶とは、意識的にアクセスでき、言語化できる記憶を指します。Java ではint がプリミティブ データ型であることはご存知でしょう。これは、言語化可能で意識的で明示的な記憶の一例です。

   2. 1.2 エピソード記憶

      エピソード記憶は明示的記憶の一種で、人生における個人的なエピソードの記憶を指します。今日朝食を食べた記憶はエピソード記憶です。

2. 暗黙の記憶

   意識的に思い出すことはできないが、その後の行動に影響を与える記憶です。たとえば、自転車の乗り方に関する記憶は、自動的に暗黙的に記憶されます。

   1. 2.2 手続き記憶

      手続き記憶は、意識的な制御や注意を必要とせずにアクセスおよび使用されます。読み方、言語の話し方、楽器の演奏方法、キーボードの入力方法などは手続き記憶の例です。

      手続き記憶は、手続き学習、つまり、関連するすべての神経システムが連携してアクティビティを自動的に生成するまで、複雑なアクティビティを何度も繰り返すことによって作成されます。暗黙的な手続き学習は、あらゆる運動能力や認知活動の発達に不可欠です。

   2. 2.2 プライミング

      プライミングは、以前に刺激にさらされたことで、今後同様の刺激を処理する速度が速くなったり、より効率的になったりするときに発生します。たとえば、比較的発音が難しいいくつかの単語を繰り返し声に出して言うように求められたとします。言葉を言えば言うほど、おそらく少し速くなり、より滑らかになるでしょう。最初の数回言うことで「ポンプの調子が良くなり」、次回からはよりスムーズかつ効率的に言葉が出てくるようになります。

まとめ

これにより、私たちの記憶がどのように構成されているかについての一般的なアイデアが得られるはずです。それ自体は非常に複雑で難しいトピックですが、基本的な全体像を把握することで、私たちがどのように学習するのか、また、ある戦略が他の戦略よりも優れている理由を理解するのに役立ちます。たとえば、長期的な学習を目標にしたい場合、実際に短期的なパフォーマンスを容易にするのではなく、より困難にする変更を導入することで、学習を大幅に改善できます。これらは望ましい困難と呼ばれます。しかし、場合によってはその逆を行い、代わりに一時的なパフォーマンス効果に焦点を当てたい場合もあります。

II. どのように学ぶのでしょうか？

人間は学習内容に応じて、複数の異なる学習システムを使用します。特に、無意識の情報の学習は意識的な情報の学習とは根本的に異なり、さらには脳のさまざまな部分に依存します。たとえば、健忘症は、意識的な記憶を劇的に損なう脳損傷が無意識の記憶をそのまま残す可能性があることを明確に示しています。繰り返しになりますが、私たちの心の中には学習を担う単一の統一的なシステムがないことを理解することが非常に重要です。その代わりに、私たちはさまざまな種類の情報を学習するための複数の脳システムを持っています。

主な学習の種類

1. 非連想学習

   非連想学習とは、その刺激を別の刺激やイベントと関連付けることを伴わない、刺激に関連した行動の変化を指します。刺激に繰り返しさらされること自体によって、その刺激に対する反応が変化する場合、それが非連合学習です。

   1. 1.1 慣れ

      非連想暗黙的学習の一種に「習慣化」があります。私たちは常に刺激に慣れていますが、通常はそれに気づきません。たとえば、コンピューターのファンが吹く音に慣れてしまいます。時間が経つにつれて、音に対する反応はどんどん小さくなり、最終的にはまったく気付かなくなります。これは非常に単純な種類の学習ですが、まだ学習の途中です。あなたの行動は、これまでの経験、この場合は繰り返し刺激にさらされた経験の結果として変化しています。本質的に、あなたはそれを無視することを学んでいます。

   2. 1.2 感作性

      逆のことも起こり得ます。つまり、刺激を無視することを学ぶのではなく、刺激に対してより敏感になることを学ぶことができます。これは感作と呼ばれ、非連想学習の一種でもあります。あなたが難しいプログラミング タスクを解決しようとしているときに、近くにいる誰かが常に電話で話していると想像してください。音に慣れて慣れてしまうのではなく、むしろ時間が経つにつれて敏感になっていくのかもしれません。これは感作の一例です。これまでの経験により、あなたはそのことにますます敏感になります。

2. 連想学習

   連想学習は、人または動物が 2 つの刺激またはイベントの間の関連性を学習するプロセスです。これには、古典的な条件付けとオペラント（道具的）条件付けの両方が含まれます。

   1. 2.1 古典的条件付け

      古典的な条件付けには、自然に発生する反射の前にニュートラル信号を配置することが含まれます。パブロフの犬を使った古典的な実験では、中立信号は音であり、自然に発生する反射は食べ物に反応して唾液を分泌することでした。中性刺激を環境刺激（食べ物）と関連付けることにより、音の音だけで唾液分泌反応を引き起こすことができます。

   2. 2.2 オペラント条件付け

      オペラント条件付けは、手段的条件付けとも呼ばれ、行動に対する報酬と罰を利用する学習方法です。オペラント条件付けを通じて、行動とその行動の結果 (否定的または肯定的) との間に関連付けが行われます。オペラント条件付けは、臨床的うつ病、依存症などを含む多くの心理的および社会的問題を説明し、潜在的に治療するためにも使用されています。

      この文脈では、学習性無力感とは何かを理解することも重要です。特に、非常に困難なスキル（プログラミングや外国語）を学ぶ場合には、それから身を守る方法を知っておく必要があります。そのための 1 つの方法は、固定された考え方ではなく、成長する考え方を使用することです。これについては、この記事の後半で詳しく説明します。

3. 観察学習

   観察学習とは、他人を観察し、その情報を保持し、その後観察された行動を再現することによって学習するプロセスを指します。これは、別の動作を純粋に模倣することとは異なります。観察学習は他の人を目撃した結果として起こりますが、後で実行されるため、他の方法で教えられたとして説明することはできません。このタイプの学習には、他の人が特定の方法で行動し、否定的な結果を受けるのを見た結果としての行動回避の概念も含まれます。

   観察学習は強力な学習ツールとなり得ます。学習の概念について考えるとき、私たちは直接的な指導や、強化や罰に頼った方法についてよく話します。しかし、多くの学習はもっと巧妙に行われ、周囲の人々を観察し、彼らの行動をモデル化することに依存しています。

スキルの習得

学ぶ必要があり、練習によって改善される行動はすべてスキルとみなすことができます。科学者がスキルの習得について考える標準的な方法は、明示的で宣言的な知識を暗黙的で手続き型のスキルに変換することです。それを知っている状態から、その方法を知る状態にどのように進むのでしょうか? 明示的で宣言的な知識とは、言語化して話すことができる、つまり宣言できるスキルに関する知識です。それは本の知識と、スキルを実行する方法についての言語化された指示です。しかし、実際にスキルを実行するには暗黙的な手続き記憶が必要です。スキルのやり方について話すことができるからといって、それが実際にできるというわけではありません。何らかの方法で、宣言的な知識を実際に実行できる手続き型スキルに変換する必要があります。そしてそれには練習と時間がかかります。

スキル習得の段階

ポール・フィッツとマイケル・ポズナーは、スキル習得の過程で認知段階、連合段階、自律段階という 3 つの主要な段階を通過することを提案する非常に影響力のある理論を考案しました。

1. 認知段階は認知、つまり思考、または明示的で宣言的な知識によって支配されます。
2. 連想段階では、スキルを微調整し、それをさまざまな反応に関連付け、できれば改善する必要があります。これには、何が機能し、何が機能しないかを把握し、そのフィードバックを使用して、エラーにつながるアクションを徐々に取り除くことが含まれます。
3. 自律段階は、意識的な監視をほとんどまたはまったく必要とせずに、スキルを非常にうまく実行できる段階です。

スキルの習得はどのように行われるか

この質問に対する最も影響力のある答えの 1 つは、ジョン アンダーソンによって開発されました。彼は、手続き型スキルの表現の性質は、宣言的知識の表現とは大きく異なると提案しました。アンダーソンは変換プロセスを知識の編集と呼んでいます。このプロセスでは、宣言的な知識を編集し、それを手続き型の知識に変換します。コンピューターサイエンスにおけるコンパイラーは、実行したいプログラムの概要を記述し、それを実行可能な形式に変換します。この場合、高レベルの記述はプログラミング言語ではなく自然言語であり、実行形式はコンピューターのマシンコードではなく一連の生成ルールですが、基本的な考え方は同じです。アンダーソン氏によると、私たちはスキルを学習する際、自分がやりたいことの高レベルの宣言的記述を取得し、それを運動システムが実際に実行できる形式に変換しているとのことです。

Ⅲ．学習に関する通説と事実

私たちの認知能力に寄与する要因は数多くあります。したがって、学習の可能性を最大限に高めるためには、これらの要素をできるだけコントロールする必要があることは明らかです。ただし、学習方法に関する決定に悪影響を与える可能性があるよく知られた通説も数多くあります。まず、最も重要な誤解のいくつかを暴くことから始めます。

神話№1。人にはさまざまな学習スタイルがあります。

一般的な理論の 1 つは、人は聴覚、視覚、または運動感覚を学習する傾向があるというものです。言い換えれば、聞いたり、見たり、実行したりすることで最もよく学習できる人もいます。現在の証拠は、人間には各個人にとってより効果的な特定の学習スタイルがないことが示されています。人によって好みは異なりますが、それがその人にとって最も効果的な勉強方法であるとは限りません。したがって、より効率的にするためには、自分の習慣を調整し、誰にとっても効果的であることが科学的に証明されている戦略に切り替える準備をしておく必要があります。

神話№2。左脳型の人は合理的で、右脳型の人は創造的です。

人間には 2 つの脳半球があることは疑いの余地のない真実です。また、ある種のタスクでは、一方の半球がもう一方の半球よりも多くのリソースを使用する可能性があることを示唆する科学的証拠（脳損傷患者およびより現代的な神経画像技術から）もあります。この良い例は言語であり、言語は右半球よりも左半球のリソースをより多く使用する傾向があります。しかし、真実ではないのは、個人が「右脳的」または「左脳的」である可能性があること、または前者が「創造的」で後者が「合理的」であるということです。これは脳の仕組みについての誤解です。一部のタスクが片方の半球により多くのリソースを必要とするからといって、個人の脳が異なるというわけではありません。。実際、脳の特定の領域に通常関連する作業であっても、脳全体を使用すると、作業のパフォーマンスが向上する傾向があります。

神話№3。私たちは脳の10％しか使っていません。

研究者らは、この人気のある都市伝説は少なくとも 1900 年代初頭から存在していたと示唆しています。脳画像スキャンでは、会話、歩行、音楽鑑賞などのごく日常的な作業中でも、脳のほぼすべての領域が活動していることが明らかに示されています。また、10% という神話が本当であれば、事故や脳卒中によって脳に損傷を受けた人は、おそらく実際の影響には気付かないでしょう。実際には、何らかの結果をもたらさずに損傷を受ける可能性のある脳の領域は 1 つもありません。

神話№4。脳トレアプリはあなたを賢くします。

近年、「脳トレ」への関心が非常に高まっています。練習すれば、作業記憶の容量、処理速度、注意力の制御を変えることができるという考えです。これが可能である可能性を示唆する初期の結果に基づいて、営利企業は脳トレーニング製品を作成し、根拠のない主張をして宣伝しました。残念ながら、これらのゲームのユーザーが実際に期待できるのは、ゲーム自体のパフォーマンスの向上だけです。注意力と作業記憶を必要とするゲームから現実生活のタスクへの移行は、研究では一貫して見つかっていません。

神話№5。生物学的に男性の脳は数学と科学に適しており、女性の脳は共感に適しています。

男性の脳と女性の脳には解剖学的に小さな違いがあります。記憶に関与する海馬は通常女性の方が大きいのに対し、感情に関与する扁桃体は男性の方が大きいが、これは通説に全く反している。このため、生物学ではなく文化的な期待によって多くの男女格差が存在する可能性があります。

重要な事実

1. 科学者たちは、私たちがメモリに保存できる容量の制限を見つけることができていません。

2. 私たちは視覚的な情報を、言語的な情報よりもはるかによく覚えています。

3. 私たちは、普通の写真よりも、鮮やかで印象的な写真をよく覚えています。

4. 学ぼうとしている情報をすでに知っている情報と結び付けることは、まったく新しいことや何の関係もないことを学ぼうとするよりもはるかに効率的です。

   興味深いことに、強力な記憶力強化技術である loci の方法は、上記の 4 つの事実を利用しています。

5. さまざまな睡眠段階がさまざまなタイプの記憶の定着に関与しており、睡眠不足になると学習能力が低下することが証拠によって示唆されています。毎日の十分な睡眠は学習と記憶にとって非常に重要です。また、十分な睡眠をとる前に、情報をよりよく学び、記憶することもできます。この効果は、明示的な宣言的記憶と暗黙的な手続き型学習の両方に当てはまります。

6. 注意力は、多くの場合、容量が限られたリソースとして定義されます。注意の重要な特徴は、一度に 1 つの刺激だけに選択的に集中できることです。このデータは、同時に複数のことに注意を払うことはほぼ不可能であるという結論を強く示しています。マルチタスクをしている、または同時に 2 つのことに注意を払っていると感じるとき、実際には、注意を払おうとしている 2 つのことを行ったり来たりしていることになり、両方のタスクの効率が低下します。これは、シングルコアプロセッサが複数のタスクを同時に実行する方法と非常に似ています。その結果、注意を集中させる最も簡単で明白な方法は、周囲の気を散らすものの量を減らすことです。

7. 短期的なストレスは（注意の狭さを介して）記憶力を強化することがよくありますが、長期的な慢性的なストレスは記憶力を損なうようです。驚くべきことに、混乱さえも学習に有益な場合があります。研究によると、新しいアイデアや状況について混乱すると、理解しようとさらに努力するようになり、学んだことをより深く理解して記憶に留めることができることがわかっています。

8. 栄養と脳の機能は深く結びついています。何を食べるか、いつ食べるかは、脳の機能に大きな影響を与える可能性があります。したがって、学習時間がどれだけ生産的で効率的になるかに影響します。地中海食を続けることは、脳の健康と記憶力に多くのメリットをもたらします。適切に水分を補給することも、認知能力にとって同様に重要です。

9. 喫煙やアルコールの摂取は脳に多大なダメージを与える可能性がありますが、組み合わせるとさらに破壊的になります。これらの薬物を避けることがあなたの最善の利益です。

10. 定期的な身体活動、特に有酸素運動は、記憶力と思考力にプラスの効果をもたらし、同時に気分や睡眠を改善し、ストレスや不安を軽減します。

11. 老化は、結晶化した知性と比較して、流動性知性に対して劇的に異なる影響を及ぼします。研究によると、流動性知能は思春期以降に低下し始めるが、結晶性知能は成人期を通じて増加し続けることがわかっています。意味記憶は改善されるようですが、エピソード記憶は悪化します。手続き記憶は通常、年齢を重ねても低下しません。

12. 人気があるにもかかわらず、教材の再読、詰め込み、ハイライトや下線は非常に非効率な学習習慣であるため、できるだけ早くより効率的な学習習慣に置き換える必要があります。