学習理論

12月 2, 2021

歴史的概観
Diane F. Halpern
Beth Donaghey

CONSTRUCTIVIST APPROACH
Mary Lamon

SCHEMA THEORY
William F. Brewer

HISTORICAL OVERVIEW

学習理論は心理学の分野では非常に中心的であり、心理学の歴史から学習理論の歴史を切り離すことは不可能である。 学習は心理学の基本的なプロセスであり、1879年にドイツのライプツィヒでヴィルヘルム・ヴントが最初の心理学実験室を設立して以来、学習の原理とメカニズムに関する研究が行われ議論されてきた。 学習とは、経験から生じる行動や信念の永続的な変化と定義される。 学習能力は、すべての生物に変化する環境に適応する能力を与えている。 学習は生きていることの必然的な結果である-もし我々が学ぶことができなければ、我々は死ぬだろう。

学習理論の進化は、学習が起こる多くの方法を説明するために開発された幅広い理論から、それらが説明するために設計されている学習の種類に限定されているより多くの特定の理論への進歩として考えることができる。 学習理論は大きく2つの視点に分けられる。 第一は、学習は刺激と反応の関連を観察し、操作することによって研究できると主張する視点である。 これは、観察可能な行動の研究に厳格に固執するため、行動主義者の視点として知られている。 この視点は、1913年にジョン・ワトソンによって初めて明確にされた。ワトソンは、心理学は意識や心の研究ではなく、観察可能な現象の研究であるべきだと主張した。 ワトソンは、観察可能な現象を客観的に測定することが心理学の科学を発展させる唯一の方法であると考えた。

学習理論の第2のタイプは、介在変数が学習のプロセスを理解するために適切かつ必要な構成要素であると主張している。 この視点は、認知学習理論という広い分類に属し、「心理学の父」と呼ばれるヴィルヘム・ヴントが思考過程を研究する手段として内観を用いたことから、初めて明文化されたものである。 この2つの視点の支持者は、学習をどのように研究することができるかの見解において異なるが、両方の学派は、学習理論の3つの主要な前提があることに同意している。 (1)行動は経験によって影響される、(2)学習は個人と種にとって適応的である、(3)学習はテストされ、研究されることができる自然法則によって支配されるプロセスである、

行動理論

行動主義の視点は20世紀の前半を通して学習の研究を支配した。 行動主義理論は、生物に与える刺激と生物の反応の仕方との関係から理解できる学習の過程を明らかにしたもので、S-R理論と呼ばれるようになった考え方である。 S-R理論の中心的なプロセスは「等化性」である。 等質性学習とは、学習過程が人間以外のすべての動物で同じであることを意味する。 初期の行動学者は、人間以外の動物の学習を研究することで、人間の学習で重要な基本的プロセスを特定できると考えた。 彼らはまた、学習は環境中の事象を観察し、その事象に対する反応を測定することによってのみ研究できると考えていた。 行動主義者によれば、内的な精神状態は科学的な探求には不可能なテーマであり、したがって学習の研究にも必要ない。 行動主義者にとって、行動の変化は学習が起こったことを示す唯一の適切な指標である。 この考え方によれば、すべての生物は白紙の心、より正式にはタブラ・ラサ(白紙)でこの世に生を受け、そこに環境がその生物の学習の歴史を書き込むという。 行動主義の観点から見た学習とは、その経験の結果として生物に起こることである

行動学習の種類。 行動主義の伝統には、主に2つのタイプの学習がある。 1つは古典的条件付けであり、犬の消化過程を研究したロシアの生理学者イワン・パブロフ(1849~1936)の仕事と関連している。 パブロフは、餌の提示と対になっている特定の刺激があると、餌がなくても犬が唾液を出すことに気づいた。 パブロフは、中立的な刺激(例えば、犬に餌を与える実験技師)、無条件刺激(餌)、無条件反射(唾液分泌)の間の関連がどのように作られるかを研究したのである。 パブロフの古典的な実験では、ベルを鳴らすなどの刺激に対して唾液を分泌させる条件付けが行われましたが、これは以前に学習した食物との関連付けがなければ、犬に唾液を分泌させることはないでしょう。

古典的条件付けパラダイムの初期段階では、無条件刺激(UCS、この場合は食物)の提示により、無条件反応(UCR、この場合は唾液分泌)が引き起こられることになります。 UCSの提示に中立刺激(ベルなどUCRを惹起しない刺激)を対にして試行を重ねると、UCS(食物)がない場合でも条件反応(CR;この例では唾液分泌)が惹起されるようになります。 古典的条件付けのパラダイムでは、それまで中性だった刺激(ベル)が条件刺激(CS)となり、条件反応(CR)である唾液分泌を引き起こすのです。 つまり、実験中の動物はベルと食事の機会を関連付けることを学習し、食べ物がないときにベルに対して唾液を出すようになるのである。 あたかも動物がベルを「食欲をそそる」と思うようになったかのようですが、考えることは直接観察できる行動ではないので、行動学者は決してthink ofなどという言葉は使わなかったでしょう。 味覚嫌悪の学習や特定の恐怖症の発生は、人間における古典的条件付けの例である。 例えば、歯科医院で初めてドリルの音を聞いたとき、手のひらに汗をかいたり、心拍が早くなったりすることはないだろう。 しかし、その音と虫歯に穴を開けられるという不快な感覚が組み合わさることで、たとえその場にいなくても、その音自体が恐怖や不安の症状を誘発するようになる場合がある。

行動主義の伝統に分類される学習の第二のタイプは、道具的条件付けまたはオペラント条件付けである。 道具的条件付けと古典的条件付けの主な違いは、反射的(誘発的)ではなく、自発的(放出的)な行動に重点が置かれている点である。 古典的条件付けでは条件刺激(ベルなど)が目標行動(唾液分泌など)の前に提示されるのに対して、目標行動(鳥の研究ならレバーをつつくなど)が条件刺激(餌など)の前に提示されるのです。 エドワード・ソーンダイク(1874~1949)は行動主義者というレッテルに抵抗しながらも道具的条件付けのパイオニアであった。 彼の考えでは、特定の方法で行動することの結果が 学習を支配していた。 行動は目標を達成するための道具であり、行動の結果はその行動を示す(そして繰り返す)傾向の原因であった。 ソーンダイクはこの道具的条件付けの原理を効果法則と名づけた。 彼は、ある行動が肯定的な結果をもたらすか、満足のいく状態に導くものであれば、その反応(行動)は強化されると主張した。 一方、ある行動が否定的な結果であれば、その反応は弱くなる。 ソーンダイクは道具的条件付けの原理をパズルボックスを使って開発した。このパズルボックスは、動物にある行動(掛け金を押す)をさせると、ある目標(食べ物を得るためにドアを開ける)を達成させるものであった。 動物に試行錯誤の機会を与え、必要な行動を発見させ、その行動がドアを開け、餌にアクセスすることで強化された。 練習を重ねると、ドアを開けるのに必要な時間が短縮された。 2498>

条件づけと強化。 スキナー(B. F. Skinner, 1904-1990)はオペラント条件付けのパラダイムを開発したとされている。 オペラント条件付けは道具的条件付けと同様に、生物が目標を達成するために環境に対して操作を行うことを要求する。 行動は、強化または罰のスケジュールに従って、行動の結果の関数として学習される。 報酬と満足状態の概念を用いたソーンダイクとは異なり、スキナーは強化子の影響を強調した。 強化子は反応に追従して反応が繰り返される可能性を高める事象であるが、報酬(あるいは快楽)のような認知的要素の作動を示唆するものではない。 学習はオペラントパラダイムにおける強化のスケジュールに従って影響を受ける。 スキナーは、行動と強化の効果を研究するために、環境を注意深く制御してオペラント理論を検証した

スキナーによれば、オペラント条件付けには2つの法則がある。 1つ目は条件付けの法則で、強化は先行する行動を強化し、その行動が繰り返される可能性が高くなるとするものである。 もうひとつは「絶滅の法則」で、ある行動に対して強化が行われないと、その行動は再発しにくくなるというものである。 強化には2種類の事象があり、提示されると(例:おいしい食べ物を提示する)行動が起こる確率が高くなる(例:レバーを押しておいしい食べ物を手に入れる)正の事象と、取り除かれると(例:大きな音や痛いショックを止める)行動が起こる確率が高くなる(例:レバーを押して大きな音や痛いショックを止めさせる)負の事象があります。 罰とは反応を起こそうとする傾向を弱めるような出来事と定義される。 罰は嫌悪的な刺激(例えば、大きな音や痛みを伴うショックを与える)を提示することもあれば、正の刺激へのアクセスを取り除く(例えば、レバーが押されたときにおいしい食べ物を取り除く)こともある。

スキナーも異なる強化スケジュールで実験し、スケジュールの違いによって異なる反応パターンを生み出すことを発見した。 継続的強化スケジュールは、標的行動が示されるたびに強化剤を投与する。 これらのスケジュールは目標行動を確立するのに有効ですが、成功報酬が満たされないと行動はすぐに消えてしまいます。 間欠的強化スケジュールは強化剤を一定の割合で投与するものである。 例えば、実験者は動物が4回目の反応をするごとに強化することを決めたり、固定またはランダムな時間間隔をおいて強化剤を提示することがあります。 高い反応率を維持し、絶滅に非常に強い間欠的スケジュールは可変比率スケジュールと可変間隔スケジュールの2種類である

行動主義の伝統に厳密に従うと、精神的あるいは内的事象の分析が除外される。 しかし、スキナーは思考の役割を認めていた。 彼は、思考は環境中の出来事によって引き起こされると主張し、したがって、環境の影響に関係する学習理論が適切であるとした。 パブロフやソーンダイクと同様に、スキナーの研究は主に人間以外の動物で行われたが、オペラント条件付けの原理は人間にも適用でき、行動療法や教育で広く利用されている。 すなわち、行動主義は学習行為そのものではなく、学習行為の遂行に影響を与える要因を記述しているのだろうかということである。 行動主義の文献の中には、期待やカテゴリー化といった認知的要素の証拠が存在する。 例えば、間欠的強化スケジュールでは、強化剤が投与される直前に反応速度が増大し、あたかもそれを期待しているかのように行動する。 同様に、異なるクラスに属する刺激の種類を区別するように訓練することができる。 このような区別の学習には、認知過程である分類が関わっていると思われる。 最も重要なことは、学習を研究する科学者が、行動主義の理論ではすべてのタイプの学習を説明できないことを認識していたことである。 つまり、学習したことが必ずしもパフォーマンスに反映されるわけではないということである。 これらの理論は、経験や行動について考え、記憶することの影響に関心をもっている。 認知理論のもとでの学習についての前提は、行動主義理論のそれと同じではない。なぜなら、考えることと思い出すことは内的な出来事だからである。 思考や記憶のような内的事象は、行動の注意深い観察と対になっている限り、推論が可能である。 また、認知理論では、言語学習など一部の学習が人間特有のものであると仮定しているが、この点も両者の相違点である。 また、認知理論では、生体は新しい経験を修正し、過去の経験と関連づけ、保存と検索のためにこの情報を整理する能動的な情報処理者であることに着目している。 1597)エドワード・トルマン(1886-1959)は、行動と学習の組織化を研究する最初の心理学者の一人であった。 彼は行動主義の伝統に則った研究(人間以外の種に対する客観的な研究)を行ったが、学習の説明には認知的な要素を導入した。 しかし、トルマンの理論では、認知的要素は内観ではなく、観察された行動に基づいていた。 彼は、学習は刺激と反応のイベント以上のものを含んでいると考えた。 それは、与えられた状況について、組織化された一連の知識や期待を発展させることである。 トルマンが行った学習実験の多くは、迷路を走らせることを学習課題とするラットを用いたものであった。 迷路の条件を変化させることで、彼は、学習には事象とその結果についての理解が必要であり、これが目的志向の行動へとつながるという結論に達した。 トルマンが強調したのは、行動の繰り返しに対する期待の役割とその強化の影響である。 彼は、認知地図の概念を普及させたが、これは、環境の部分間の関係に対する生物の理解や、環境に対する生物の関係を表すものである。

行動学者との明確な相違点として、トルマンは、強化が学習の必要な要素ではないこと、生物は潜在学習を示すことができると指摘した。 潜在的な学習は、生物がそれを示すように動機づけられたときにのみ示される。 トルマンはまた、生物の内部状態に起因すると思われる行動の違いにも関心を持ったが、これは以前の理論家たちがほとんど否定していたことである。 同一の学習パラダイムにおいて、2つの生物は異なる気分、生理、または精神状態に基づいて異なる行動を示すことができる

社会的学習理論。 社会的学習理論は、モデル化、または観察学習が生物の学習方法の大部分を構成する社会的文脈で生じる一種の学習に焦点を当てている。 社会的学習理論家は、期待、記憶、意識がどのように学習プロセスに影響を与えるかに関心をもっている。 人間も非人間も観察とモデル化を通して学習することができる。 例えば、言語訓練を受けた猿の子供が、訓練された親を見て手話を習得することを考える。 子どもはモデル化を通して多くの行動を学ぶ。 バンデューラ(1961)による古典的な実験では、あるグループは攻撃的にボボ人形(殴るための膨らませた人形)を叩く大人を観察し、別のグループは攻撃的でないモデルを観察し、3番目のグループは全くモデルを観察しないようにされました。 攻撃的な大人を見た子どもたちは、同じ人形で遊ぶ機会を与えられると、その行動をよく模倣した(真似をした)。 攻撃的でないモデルを見た子どもたちは、他の2つのグループに比べて、攻撃的な遊びをすることが最も少なかった。 社会的学習理論家は強化および反応条件という行動主義的原理を保持しているが、彼らはまた、注意、記憶、環境に関する情報の処理、および行動の結果などの認知処理の構成要素を含むように学習のための調査領域を拡張する。 情報処理理論は認知的観点から発展し、環境に関する情報を符号化し、保存し、検索する過程に関与する。 情報処理は、現代の学習理論における中心的な認知要素である記憶のプロセスを研究するために使用される。 情報処理理論はコンピュータ革命の副産物であり、コンピュータの言語(例えば、順次処理段階、入力、出力)を使用して、学習と記憶のプロセスを記述するものである。 人間の情報処理によれば、学習は、環境からの情報を符号化することから始まり、順次段階的に行われる。 情報の符号化には、環境からの情報が使用可能な情報に変換されるプロセスが含まれます。 次の段階は、符号化された情報を保存することである。 保存された情報は、過去の学習の「データベース」を構築する。 この段階では、保存された情報にアクセスし、タスクを実行するために使用することになります。 情報処理モデルでは、生物は能動的な参加者と見なされる。 受動的に環境を経験したり、単に情報を吸収したりするのではなく、特定の情報を探し出し、それを操作し、修正し、後で使用するために保存するのである。 初期の応用は適切な報酬と罰の使用に関するものであり、行動主義理論の主要な信条を反映したものであった。 最近では、認知的な視点が教育分野を形成し、長期的な保持を強化する学習方法や、学校で学んだ情報や技能を学校外の新しい問題へと移行させることに関心が集まっている。 例えば、エンコーディングの多様性(ビデオとテキストなど、異なる方法で教材を学習すること)は、より労力のかかる(そして一般にあまり楽しくない)学習方法であるにもかかわらず、より持続的な長期記憶を生み出します。 さらに、思考スキルの具体的な指導を受け、その指導が伝達を強化するように設計されている場合、生徒はより優れた思考者になることができます。

学習理論は、学習が必要な利用可能な情報量の増加、新しい問題への新しいタイプの対応を必要とする急速に変化する技術、高齢になっても生涯にわたって学習を継続する必要性に取り組む人々が直面する新たな課題に直面している。 実証的な研究に裏付けられた現代の学習理論は、急速に変化する複雑な世界において重要な、学習の強化と思考の向上を約束するものである

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