形式操作の概念的理解を促進する操作手順の協調的再吟味方法

• Project/Area Number: 14701003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 教育・社会系心理学
• Research Institution: Chukyo University
• Principal Investigator: 白水 始 中京大学, 情報科学部, 講師 (60333168)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000); Fiscal Year 2004: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2003: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2002: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 協調学習 / 外化 / 相互作用分析 / レクチャからの学習 / 学習支援システム / 言語化 / 外的リソース / 理解深化 / 言語データ分析 / 内外相互作用 / 学習支援環境 / 相互吟味 / 概念的理解 / 形式操作 / 認知過程の中途結果 / 役割交換 / 立場交換 / 学習実践 / 言語データ / プロセス分析

Research Abstract

本研究では、理数科目等における形式的な操作手順を概念的に理解するための支援方法を検討した。その結果、手順の意味や意義を深く理解するには、与えられた課題に対して、1.各学習者が自分なりの解や解法手順を構築し、2.それらを互いに公開共有した上で、自分のものと「どのような関係にあるか」を言語化して、3.個々の解・解法をより抽象的な次元で統合する、という3つのステップが必要であることが明らかになった。以下では、この3ステップに対応付けて本年度の研究概要を紹介する。
「折り紙の2/3の3/4を示す」という課題を大学生に行った実験研究と6人の小学生に行った実践研究とから、課題に対する様々な解や解法が協調場面に外化・共有されていても、それを利用・統合するには、自分なりの解法に基づく問題意識が必要であることが分かった。この結果は、協調学習が様々な解を集めるだけでは成立せず、各学習者に上記3ステップが揃って保証されていることが重要であることを示している。同時に、互いの問題意識は共有できずとも、それに基づく解や言語化は互いにとっての貴重な外的認知資源として働くことも詳細な相互作用分析から明らかになった。
次に、本学での何森仁氏の数学授業の経年比較から、理解深化に対する言語化の有効性を実証した。氏の授業は、確率理解のためにサイコロを多数回振らせるなど、抽象的な概念獲得における具体的体験を重視するものである。その授業が平成14年度以降の3年間で、教師による解説から学生自身のまとめを重視する方向へと変わったため、授業直後のまとめや期末試験での成績を比較した。その結果、学生自身が実体験をまとめて言語化しておくことによって、抽象的な理解が長期間保持されることが分かった。理解の定着率から見れば、カバーするトピック数や授業時間を犠牲にしてでも、上記ステップ2,3を学習者に行わせる必要が示唆されていよう。
しかし、初学者の努力だけで常に抽象的な理解が達成できるとは限らない。そこで教師のレクチャを有効に利用する方法を検討した。レクチャとは、教師自身が上記3ステップを一人で行い、その結果を一方的に伝達するものとも考えられる。それを学習者が有効に利用するには、予めレクチャに関する知識を入手して問題意識を形成し、講義を聴きながら、あるいは講義後にビデオを見直すなどして、教師の話の展開と自分の考えを対比させ、その結果を掲示板システムなどで公開共有して各自の問題への適用を考えることなどが有効であることが明らかになりつつある。

Research Products

• [Journal Article] Abstraction by variation integration in collaboration (2005)
  • Author(s): Shirouzu, H.
  • Journal Title: Proceedings of the 27th Annual Conference of the Cognitive Science Society (発表予定)
• [Journal Article] CSCL for lecture comprehension and question asking (2005)
  • Author(s): Shirouzu, H., et al.
  • Journal Title: Proceedings of CSCL 2005 (発表予定)
• [Journal Article] 聴講の科学(自主シンポジウム企画) (2005)
  • Author(s): 白水 始
  • Journal Title: 日本教育心理学会第47回総会発表論文集 (発表予定)
• [Journal Article] 理解深化と協調スキルの獲得を目指した学習科学実践(自主シンポジウムでの発表) (2005)
  • Author(s): 白水 始
  • Journal Title: 日本教育心理学会第47回総会発表論文集 (発表予定)
• [Journal Article] 学習活動への時間配分から探る協調学習のデザイン原則 (2005)
  • Author(s): 白水 始他
  • Journal Title: 日本認知科学会第22回大会発表論文集 (発表予定)
• [Journal Article] コピー機操作課題においてヒントがヒントとして利用される過程の分析 (2005)
  • Author(s): 白水 始
  • Journal Title: 日本心理学会第69回大会発表論文集 (発表予定)
• [Journal Article] Learning through verbalization (1) : Understanding the concept of probability (2004)
  • Author(s): Shirouzu, H., et al.
  • Journal Title: Proceedings of the 26th Annual Conference of the Cognitive Science Society Pages: 1632-1632
• [Journal Article] Learning through verbalization (2) : Understanding the concept of "schema" (2004)
  • Author(s): Miyake.N., et al.
  • Journal Title: Proceedings of the 26th Annual Conference of the Cognitive Science Society Pages: 1604-1604
• [Journal Article] Learning from lectures for comprehension (2004)
  • Author(s): Miyake.N., et al.
  • Journal Title: Proceedings of the International Conference of the Learning Sciences Pages: 350-357
• [Journal Article] 協調による理解深化過程の分析-多様な解がヴァリエーション足りうる時- (2004)
  • Author(s): 白水 始
  • Journal Title: 日本教育心理学会第46回総会発表論文 Pages: 689-689
• [Journal Article] 協調学習による知識統合過程(2)-全授業終了後のインタビューを用いた分析- (2004)
  • Author(s): 白水 始他
  • Journal Title: 日本認知科学会第21回大会発表論文集 Pages: 412-413
• [Publications] 白水 始: "協調学習における理解深化過程の分析:発話を対象とした分析方法の提案"中京大学博士学位論文. (発表予定). 111 (2004)
• [Publications] 白水 始, 三宅なほみ: "認知科学を教えるデザイン実験"認知科学会第20回大会発表論文集. 417-418 (2003)
• [Publications] Miyake, N., Shirouzu, H.: "Learning through collaboration with diversity : Implementing constructive interaction in undergraduate cognitive science classes"25^<th> Annual Meeting : Cognitive Science Society. 25-26 (2003)
• [Publications] Miyake, N., Shirouzu, H., Miyake, Y.: "Teaching Cognitive Science Through Collaborative Reflection (1)"25^<th> Annual Meeting : Cognitive Science Society. 1384-1384 (2003)
• [Publications] Miyake, N., Shirouzu, H., Miyake, Y.: "Teaching Cognitive Science Through Collaborative Reflection (1)"Proceedings of EuroCogSci 03 : The European Cognitive Science Conference 2003. 419-419 (2003)
• [Publications] 三宅なほみ, 白水 始: "具体的事例を使って理論を学ぶ:10cm紙テープを切って正規分布が掴めるか"IASAI News. 12. 16-22 (2003)
• [Publications] 三宅なほみ, 白水始: "学習科学とテクノロジ"放送大学教育振興会. 211 (2003)
• [Publications] 白水始: "学習科学"放送大学教育振興会. 20 (2004)
• [Publications] Shirouzu, H., Miyake, N., Masukawa, H.: "Cognitively active externalization for situated reflection"Cognitive Science. 26・4. 469-501 (2002)
• [Publications] 三宅なほみ, 三宅芳雄, 白水 始: "学習科学と認知科学"認知科学. 9・3. 328-337 (2002)
• [Publications] 三宅なほみ, 白水 始: "鈴木他論文へのコメント2"認知科学. 9・3. 400-403 (2002)
• [Publications] Shirouzu, H., Miyake, N.: "Guided verbalization for conceptual understanding : A scaffold for making sense of multiple traces of cognition"American Educational Research Association, 2002. (2002)
• [Publications] Shirouzu, H., Miyake, N.: "Learning by collaborating revisited : Individualistic vs. convergent understanding"The 24th Annual Conference of the Cognitive Science Society. 24. (2002)
• [Publications] Miyake, N., Masukawa, H., Yuasa, K., Shirouzu, H.: "Intentional integration supported by collaborative reflection"Proceedings of CSCL 2002. 605-606 (2002)
• [Publications] Miyake, N., Shirouzu, H.: "Concurrent and retrospective talk as an assessment tool for complex learning"Proceedings of International Conference of the Learning Sciences. 645-646 (2002)
• [Publications] 三宅なほみ, 白水 始: "学習科学とテクノロジ"放送大学教育振興会(印刷中). 214 (2003)