条件付き知識とメタ認知：認知学習プロセス

情報処理理論の問題点は、学習を説明するのではなく、主として記述する点にある。したがって、我々は、入力が作動記憶（WM）に取り込まれ、リハーサルされ、符号化され、関連情報と結びつけられ、長期記憶（LTM）に貯蔵されることは知っているが、なぜこれらの活動のいずれかが起こるのかという問いを立てることができる。特に、処理が自動的ではない学習中においては、なぜそのシステムが情報を処理するのかについての説明が必要である。例えば、どの程度のリハーサルが行われるかを決定するものは何か。長期記憶において関連情報はどのように選択されるのか。人々は、様々な状況でどのような知識が必要とされるかを知るにはどうすればよいのか。

メタ認知という主題は、これらの問いに取り組むものである。メタ認知とは、高次の認知を指す。次に条件的知識について論じ、その後、メタ認知的プロセスが情報処理の統合にどのように役立つかについて説明する。

宣言的知識と手続き的知識は、それぞれ事実と手続きに関する知識を指します。条件付き知識とは、宣言的知識と手続き的知識をいつ、なぜ使用するかを理解することです（Paris et al., 1983）。タスクを実行するために必要な宣言的知識と手続き的知識を持っていても、学生がそれをうまく実行できるとは限りません。社会科の文章を読む学生は、何をすべきかを知り、語彙の意味を理解し（宣言的知識）、解読、拾い読み、要点を見つける、推論を行う方法を知っているかもしれません（手続き的知識）。読み始めるとき、彼らは章を拾い読みするかもしれません。その結果、彼らは理解度テストで成績が悪くなります。

この種の状況はよくあります。この例では、条件付き知識には、いつ拾い読みが適切かを知ることが含まれます。ニュースの大意を把握するために新聞やウェブページを拾い読みすることはありますが、文章の内容を理解するために拾い読みを使用すべきではありません。

条件付き知識は、学生がタスクの目標を達成するために、宣言的知識と手続き的知識を選択して使用するのに役立ちます。章を注意深く読み、それを実行すると決めるには、学生は注意深い読みが手元のタスクに適していると信じる必要があります。つまり、この戦略は、教材を理解できるため、機能的な価値があるということです。

いつ、なぜ拾い読みが価値があるかについての条件付き知識を持っていない学習者は、不適切なタイミングでそれを使用します。すべての読書タスクに価値があると信じている場合、特に指示がない限り、無差別にそれを使用する可能性があります。価値がないと信じている場合、指示がない限り、決して使用しない可能性があります。

条件付き知識は、LTM内でネットワーク内の命題として表され、それが適用される宣言的知識および手続き的知識とリンクされている可能性があります。条件付き知識は、実際には宣言的知識の一形態です。なぜなら、それは「知識であること」—たとえば、拾い読みは文章の大意を把握するのに役立ち、テキストを要約することはより深い理解を得るのに役立つという知識です。条件付き知識は、手続きにも含まれています。拾い読みは、大意を把握できる限り価値があります。しかし、大意を把握できない場合は、拾い読みを中止して、より注意深く読む必要があります。3種類の知識をまとめて表「知識の種類の比較」に示します。

条件付き知識は、自己調整学習の不可欠な部分です（Schunk＆Zimmerman、1994、1998）。自己調整学習では、学生はタスクに取り組む前に、どの学習戦略を使用するかを決定する必要があります（Zimmerman、1994、2000）。学生がタスクに取り組んでいる間、メタ認知プロセスを使用してタスクの進捗状況（たとえば、理解度）を評価します。理解の問題が検出された場合、学生は、何がより効果的であるかについての条件付き知識に基づいて戦略を変更します。また、コンピュータベースの学習環境は、学生の自己調整学習を促進するためのメタ認知ツールとして機能する可能性があることも示唆されています（Azevedo、2005a、2005b）。これについては後で詳しく説明します。

メタ認知とは、認知活動の意図的な意識的制御を指します（Brown, 1980; Matlin, 2009）。

Flavell, 1985, p. 104:

メタ認知とは何か？それは通常、非常に大まかに、そしてやや緩やかに、あらゆる認知活動の側面を対象とする、またはそれを調整する知識または認知活動として定義されてきました。それは、その核心的な意味が「認知についての認知」であるため、メタ認知と呼ばれます。メタ認知スキルは、情報の口頭伝達、口頭による説得、口頭理解、読解、執筆、言語習得、知覚、注意、記憶、問題解決、社会認知、およびさまざまな形態の自己指示と自己制御を含む、多くの種類の認知活動において重要な役割を果たすと考えられています。

メタ認知は、2つの関連するスキルセットで構成されています。まず、タスクに必要なスキル、戦略、およびリソースを理解する必要があります。このクラスターには、主要なアイデアを見つけること、情報をリハーサルすること、関連付けまたはイメージを形成すること、記憶テクニックを使用すること、資料を整理すること、メモを取ることまたは下線を引くこと、およびテストを受けるテクニックを使用することが含まれます。次に、タスクが正常に完了するように、これらのスキルと戦略をいつ、どのように使用するかを知っている必要があります。これらのモニタリング活動には、理解度の確認、結果の予測、努力の効果の評価、活動の計画、時間の予算配分方法の決定、および困難を克服するために他の活動への修正または切り替えが含まれます（Baker & Brown, 1984）。総じて、メタ認知活動は、宣言的知識、手続き的知識、および条件付き知識のタスクへの戦略的適用を反映しています（Schraw & Moshman, 1995）。Kuhn（1999）は、メタ認知スキルが批判的思考の発達の鍵であると主張しました。

メタ認知スキルはゆっくりと発達します。幼い子供たちは、さまざまなタスクがどの認知プロセスを伴うかを完全には認識していません。たとえば、彼らは通常、自分が考えていたことを認識し、次に自分が考えていたことを思い出すのが苦手です（Flavell, Green, & Flavell, 1995）。彼らは、組織化されていない文章が組織化された文章よりも理解しにくいこと、またはなじみのない資料を含む文章がなじみのある資料で構成された文章よりも難しいことを理解していない可能性があります（Baker & Brown, 1984）。Dermitzaki（2005）は、2年生がメタ認知戦略を使用していることを発見しましたが、その使用は子供たちの実際の自己調整活動とはほとんど関係がありませんでした。モニタリング活動は、幼い子供よりも年長の子供や大人によってより頻繁に使用されます。ただし、年長の子供や大人は、常に自分の理解度を監視しているとは限らず、テキストをどれだけよく理解しているかを判断するのが苦手な場合がよくあります（Baker, 1989）。

同時に、幼い子供たちは、単純なタスクで自分の活動を監視する認知的能力を持っています（Kuhn, 1999）。学習者は、簡単なタスク（監視が必要ない場合がある）や非常に難しいタスク（何をすべきかわからない場合や作業を中止する可能性がある）ではなく、中程度の難易度のタスクで自分の活動を監視する可能性が高くなります。

メタ認知能力は、5歳から7歳頃に発達し始め、子供たちが学校に通っている間ずっと続きますが、どの年齢層でもばらつきが大きいです（Flavell, 1985; Flavell et al., 1995）。就学前の子供たちは、いくつかの戦略的行動を学習することができます（Kail & Hagen, 1982）が、学校教育の結果として、子供たちは使用する戦略によって学習内容を制御できるという認識を発達させます（Duell, 1986）。FlavellとWellman（1977）は、子供たちが自分の行動が環境にどのように影響するかに関する一般化を形成すると仮説を立てました。たとえば、彼らは学校での成績を促進するために自分にとって「何が効果的か」を学びます。これは、記憶戦略に特に当てはまります。おそらく、学校での成功の多くは情報を記憶することに依存しているためです。

学習者の変数

メタ認知の自覚は、学習者、課題、および戦略に関連する変数によって影響を受けます（Duell、1986; Flavell & Wellman、1977）。

学習者の発達レベルは、そのメタ認知に影響を与えます（Alexander、Carr、& Schwanenflugel、1995）。年長の子供は、年少の子供よりも自分の記憶能力と限界をよく理解しています（Flavell、Friedrichs、& Hoyt、1970; Flavell et al., 1995）。Flavell et al.（1970）は、子供たちに教材を提示し、正確に情報を想起できると思うまで勉強するように指示しました。7歳から10歳の子供は、4歳から6歳の子供よりも想起の準備ができているかを正確に判断できました。年長の子供はまた、自分の記憶能力が状況によって異なることをより認識していました。同じ年齢の子供でも、記憶能力にばらつきが見られました。

学習者が記憶課題でどれだけうまくできたかをモニターする能力も異なります。年長の子供は、想起すべきすべての項目を想起したかどうか、および情報を想起できるかどうかを判断するのにより正確です。Wellman（1977）は、子供たちにオブジェクトの写真を見せて、オブジェクトの名前を尋ねました。子供たちが名前を言えなかった場合、名前を認識できるかどうかを尋ねました。幼稚園児と比較して、3年生はどのオブジェクト名を認識できるかを予測するのにより正確でした。

課題の変数

さまざまな形式の学習の相対的な難易度を知り、さまざまな種類の情報を記憶から検索することは、メタ認知の自覚の一部です。幼稚園児と1年生は、なじみのあるアイテムや名前を付けやすいアイテムは覚えやすいと信じていますが、年長の子供は、概念的に無関係なアイテムよりも、分類されたアイテムの方が想起しやすいと予測するのが得意です（Duell、1986）。年長の子供は、整理されたストーリーは整理されていない情報よりも覚えやすいと信じる可能性が高くなります。学習の目標に関して、6年生は、ストーリーを逐語的に想起するか、自分の言葉で想起するかによって、生徒が異なる読解戦略を使用する必要があることを2年生よりもよく知っています（Myers & Paris、1978）。

一部の学校の課題は、日常的に処理できるため、メタ認知を必要としません。冒頭のシナリオの問題の一部は、メタ認知を必要とする課題を増やし、簡単に達成できる低レベルの学習を減らすことです。

戦略の変数

メタ認知は、学習者が採用する戦略に依存します。3歳と4歳の子供でも、情報を記憶するために記憶戦略を使用できますが、戦略を使用する能力は発達とともに向上します。年長の子供は、物事を記憶するのに役立つ方法をより多く述べることができます。年齢に関係なく、子供は内部的なもの（例：何かをすることについて考える）よりも外部的なもの（例：メモを書く）を考える可能性が高くなります。リハーサルや精緻化などの記憶戦略の生徒の使用も、発達とともに向上します（Duell、1986）。

多くの生徒はメタ認知戦略を使用できますが、どの戦略が学習とLTMの検索を助けるかを知らない場合があり、役立つ戦略を採用しない場合があります（Flavell、1985; Zimmerman & Martinez-Pons、1990）。Salatas and Flavell（1976）は、幼稚園児、3年生、および大学生に、特定のプロパティを示す（例：壊れやすい）すべてのリスト項目を想起するように依頼しました。幼い子供たちは、情報を徹底的に検索することが重要であると報告することが多かったにもかかわらず（Duell、1986）、大学生だけが自発的に各項目を想起し、特定のプロパティを示すかどうかを判断しました。

単に戦略を生成するだけでは、その使用は保証されません。この利用の欠如は、幼い子供に多く見られ（Justice、Baker-Ward、Gupta、& Jannings、1997）、戦略がどのように機能するかという子供の理解に起因するようです。年長の学習者は、戦略を使用するという意図が戦略の使用につながり、結果を生み出すことを理解しています。幼い子供は通常、意図、行動、および結果の間のリンクについて部分的にしか理解していません。そのような理解は3歳から6歳の間に発達します（Wellman、1990）。

タスク、戦略、および学習者の変数は、生徒がメタ認知活動を行う際に通常相互作用します。学習者は、学習する資料の種類と長さ（タスク）、使用される可能性のある戦略（戦略）、およびさまざまな戦略を使用するスキル（学習者）を検討します。学習者がメモ取りと下線がテクニカル記事の要点を特定するための良い戦略であると考えており、下線は得意だが、メモ取りは苦手だと考えている場合、下線を引くことを決定する可能性が高くなります。Schraw and Moshman（1995）が指摘したように、学習者は、特定の状況で効果的であると信じる知識と戦略を含むメタ認知理論を構築します。そのようなメタ認知知識は、効果的な自己調整学習に不可欠です（Dinsmore、Alexander、& Loughlin、2008）。

どのようなスキルや戦略が学習や情報の記憶に役立つかを理解することは必要ですが、成果を高めるには十分ではありません。学習に役立つことを認識している学生でさえ、さまざまな理由からメタ認知活動を一貫して行っているわけではありません。場合によっては、教材が容易に学習できるため、メタ認知が必要ないこともあります。また、学習者はメタ認知活動を行うための努力を惜しむかもしれません。メタ認知活動自体がタスクであり、時間と労力がかかります。学習者は、メタ認知戦略がパフォーマンスを向上させることを十分に理解していないか、時間や労力など、他の要因の方が学習にとってより重要であると考えている可能性があります（Borkowski & Cavanaugh, 1979; Flavell & Wellman, 1977; Schunk & Rice, 1993）。

メタ認知活動は成果を向上させますが、学生がそれらを頻繁に使用しないという事実は、教育者にとって難題です。学生は、一般的な学習に適用される活動（例：学習の目的を決定する）から、特定の状況に適用される活動（例：テキストの重要な箇所に下線を引く）まで、幅広い活動を教えられ、さまざまな状況で使用するように促される必要があります（Belmont, 1989）。学習の「何を」という要素は重要ですが、戦略の使用の「いつ」、「どこで」、「なぜ」も重要です。「何を」だけを教え、「いつ」、「どこで」、「なぜ」を教えないと、学生は混乱し、意欲を低下させる可能性があります。何をすべきかは知っているが、いつ、どこで、なぜすべきかを知らない学生は、うまくできるという自己効力感を低く持つ可能性があります。

学習者は、メタ認知スキルとともに、基本的な宣言的知識または手続き的知識を教えられる必要があることがよくあります（Duell, 1986）。学生は主要なアイデアの理解度をモニターする必要がありますが、主要なアイデアが何であるか、またはそれを見つける方法を理解していない場合、モニターは無意味です。学生はメタ認知戦略を用いるように促される必要があり、これはNikowsky Middle Schoolでの議論の含意の1つであり、教育の文脈外で学んだことを応用する機会が与えられる必要があります。学生はまた、戦略をどれだけうまく適用しているか、および戦略の使用がどのようにパフォーマンスを向上させるかについてフィードバックを受ける必要があります（Schunk & Rice, 1993; Schunk & Swartz, 1993a）。メタ認知戦略を単一のタスクでのみ教えることの危険性は、学生がその戦略をそのタスクまたは非常によく似たタスクにのみ適用されると見なし、それが転移を促進しないことです。戦略を教えるために複数のタスクを使用することが望ましいです（Borkowski, 1985; Borkowski & Cavanaugh, 1979）。

メタ認知は、読解の目的と方略を理解し、監視することに関わるため、読解に関連する（Paris, Wixson, & Palincsar, 1986）。読書を始めたばかりの人は、印刷物の慣習を理解していないことが多い。英語では、単語を左から右、上から下に読む。読書を始めたばかりの人や、読解力の低い人は、通常、自分の理解度を監視したり、それに応じて戦略を調整したりしない（Baker & Brown, 1984）。年長で熟練した読者は、それぞれ、年少で熟練度の低い読者よりも理解度を監視するのが得意である（Alexander et al., 1995; Paris et al., 1986）。

メタ認知は、学習者が目標を設定し、目標の進捗状況を評価し、必要な修正を行う際に必要となる（McNeil, 1987）。熟練した読者は、すべての読書タスクに同じように取り組むわけではない。彼らは自分の目標を決定する。主要なアイデアを見つける、詳細を読み取る、ざっと読む、要点を把握する、など。そして、目標を達成できると信じる戦略を用いる。読解スキルが高度に発達している場合、これらのプロセスは自動的に行われることがある。

読書中、熟練した読者は自分の進捗状況を確認する。もし彼らの目標が重要なアイデアを見つけることであり、数ページ読んだ後も重要なアイデアを見つけていない場合、彼らはそのページを読み直す可能性が高い。もし理解できない単語に出会ったら、読み進めるのではなく、文脈から意味を判断しようとしたり、辞書を調べたりする。

発達的な証拠は、理解力の欠如の認識と修正に向かう傾向を示している（Alexander et al., 1995; Byrnes, 1996）。幼い子供は、年長の子供よりも理解の失敗を認識することが少ない。理解力のある幼い子供は、問題点を認識しても、それを解決するための戦略（例えば、読み直し）を用いないことがある。理解力のある年長の子供は、問題を認識し、修正戦略を用いる。

子供たちは、親や教師との交流を通じてメタ認知能力を развивать する（Langer & Applebee, 1986）。大人は、解決策のステップを案内したり、目標を思い出させたり、目標を達成する方法を計画するのを助けることで、子供たちが問題を解決するのを助ける。効果的な指導法には、子供たちに目標を知らせ、タスクに関連する情報を認識させ、問題解決を助長する状況を整え、目標の進捗状況を思い出させることが含まれる。

戦略指導プログラムは、一般的に、学生が戦略を学び、その使用を長期にわたって維持するのを助けることに成功している（Pressley & Harris, 2006）。Brownとその同僚は、スキルの使用における練習、努力の結果を監視する方法の指導、および戦略がいつどこで役立つかのフィードバックを組み込んだ戦略訓練を提唱した（Brown, 1980; Brown, Palincsar, & Armbruster, 1984）。

PalincsarとBrown（1984）は、理解力の低い7年生を特定した。彼らは、自己主導的な要約（レビュー）、質問、明確化、および予測の訓練を行った。要約には、テキストで何が起こったかを述べること、およびコンテンツに関する自己テストも含まれていた。質問は、教師またはテストがその資料について尋ねる可能性のある主要なアイデアの質問を決定することを目的としていた。明確化は、テキストの一部が不明確で、学生が適切に要約できない場合に使用された。予測は、テキストキューが今後の情報を示している場合に使用された。

研究者らは、これらの活動を、教師と生徒の間の対話型対話の一部として教えた。これは、相互教授法として知られている。レッスン中、成人教師は2人の生徒と会った。最初は、教師が活動をモデル化した。教師と生徒は黙って文章を読み、その後、教師は教師またはテストが尋ねる可能性のある質問をし、コンテンツを要約し、厄介な点を明確にし、将来のコンテンツを予測した。教師のモデル化されたデモンストレーションの後、教師と生徒は教師の役割を交代した。最初は、生徒は教師の役割を果たすのが難しかった。教師はしばしば生徒のために言い換えや質問を作成しなければならなかった。最終的に、生徒は手順に従い、4つの活動を実行する能力が高まった。

テキスト内の情報を見つけることに関する指導を受けた状態と比較して、相互教授法は、より大きな理解の向上、長期にわたるより良い維持、および教室での理解テストへのより良い一般化につながった。相互教授法にさらされた学生は、要約と質問の質の向上も示した。戦略訓練プログラムによってもたらされた変化が維持されないか、他のタスクに一般化されない可能性があるため、維持と一般化の結果は重要である（Phye, 2001）。

以下のテキストに関する対話は、訓練プログラムの初期に教師（T）と生徒（S）の間で行われた（Palincsar & Brown, 1984）。

ヘビの骨格と体の部分は非常に柔軟で、骨のあるゴムホースのようである。ヘビの背骨には300個もの椎骨があり、人間のほぼ10倍もある。これらの椎骨は、容易な動きを可能にする緩くゴムのような組織で接続されている。この曲げやすくねじれやすい脊椎構造のため、ヘビは体のほとんどすべての場所をほとんどすべての方向に曲げることができる。

教師による最後の発言は、要約のモデル化されたデモンストレーションである。

戦略指導を組み込み、生徒に自己調整を教える他の読書プログラムがある。例えば、自己調整戦略開発プログラムは、戦略指導と自己調整の指導（例えば、自己監視、自己指示、目標設定、自己強化; Graham & Harris, 2003; Mason, 2004）を組み合わせている。このプログラムは、学習障害と読書の問題を抱える子供たちに効果的であることが証明されている。

概念指向読書指導（CORI）は、背景知識の活性化、質問、情報検索、要約、グラフィカルな整理、および物語構造の特定という戦略に関する認知戦略指導を組み込んでいる（Guthrie et al., 2004; Guthrie, Wigfield, & Perencevich, 2004）。CORIは、生徒の読解力を向上させるのに効果的であることが示されている。

モチベーションは、読解において重要な役割を果たす（Schunk, 1995）。Guthrie, Wigfield, and VonSecker (2000)は、読書戦略指導と科学的内容を統合し、教材の網羅性を強調する従来の指導と比較して、生徒のモチベーションに大きなメリットがあることを発見した。生徒の興味は、効果的な読書戦略の実際的な使用によって高められたと思われる。CORIプログラムは、目標設定や生徒に選択肢を与えるなどの動機付けの実践も組み込んでいる。戦略指導のみと比較して、Guthrie et al. (2004)は、CORIが理解、モチベーション、および戦略の使用においてより大きなメリットにつながることを発見した。

他の研究は、動機付けの要因が読書の結果に影響を与えることを示している。Meece and Miller (2001)は、タスク習得の目標が読書指導における生徒の学習戦略の使用を予測することを発見した。多数の研究をレビューした後、Blok, Oostdam, Otter, and Overmaat (2002)は、コンピューター支援指導が初期の読書指導に効果的であると結論付けた。コンピューターの動機付けのメリットが、初期の読書スキルの発達を助ける可能性がある。Morgan and Fuchs (2007)は15の研究を調査し、子供たちの読書スキルとモチベーションの間に正の相関関係があることを発見し、スキルとモチベーションが互いに影響を与える可能性があることを示唆する証拠も得た。

米国学校への英語を母語としない学生の急増により、英語学習者向けのプログラムの拡大が必要になっている。英語指導では、学生はしばしばイマージョンまたは第二言語プログラムに配置される。イマージョンプログラムでは、学生は困難を抱えている場合に、正式または非公式なサポートを受けながら、すべて英語の教室で英語を学ぶ。第二言語プログラムでは、学生は母国語で読書、場合によっては他の科目の指導を受ける。学生は、しばしば2年生または3年生頃に英語指導に移行する。Slavin and Cheung (2005)は、イマージョンプログラムと第二言語プログラムを比較し、学生の読解力において第二言語プログラムの利点を発見した。ただし、彼らのレビューにおける研究の数は少なく、長期的な影響を判断するには縦断的研究が必要である。