スキル習得（認知学習プロセス）

あらゆる領域における能力開発は、スキル習得のプロセスを表しています。まず、一般的スキルと特定スキル習得に関連する問題を検討します。

スキルは、その特殊性の度合いによって区別できます。一般的スキルは、幅広い分野に適用されます。特定スキルは、特定の領域でのみ役立ちます。冒頭のシナリオで述べたように、問題解決と批判的思考は、幅広い認知、運動、社会的スキルを習得するのに役立つため、一般的スキルです。一方、多項式の因数分解や平方根問題を解くことは、数学的な応用が限られているため、特定スキルです。

一般的スキルの習得は、さまざまな方法で学習を促進します。Bruner（1985）は、「チェスのやり方を学ぶこと、フルートの演奏方法を学ぶこと、数学を学ぶこと、Gerard Manley Hopkinsの詩の跳躍韻を読むことを学ぶこと」のような課題は、注意、記憶、持続力が関わる点で類似していると指摘しました（pp. 5–6）。

同時に、スキルの学習の種類ごとに独自の特徴があります。Bruner（1985）は、学習の見方は明確に正しいか間違っているかではなく、学習するタスクの性質、達成される学習の種類、学習者が状況に持ち込む特性などの条件に照らしてのみ評価できると主張しました。化学で方程式のバランスをとることと、体操で平均台のバランスをとることを学ぶことなど、タスク間の多くの違いは、学習を説明するために異なるプロセスを必要とします。

領域特異性は、さまざまな方法で定義されています。Ceci（1989）は、この用語を個別の宣言的知識構造を指すために使用しました。他の研究者は、手続き的知識を含め、特異性を知識の有用性に関連するものと見なしています（Perkins & Salomon, 1989）。問題は、一般的スキルと特定スキルの両方が学習に関与していることがわかっているため、ある立場を証明または反証することではありません（Voss, Wiley, & Carretero, 1995）。むしろ、問題は、あらゆる種類の学習が一般的スキルと特定スキルにどの程度関与しているか、それらのスキルが何であるか、そしてそれらの習得がどのようなコースをたどるかを特定することです。

Perkins & Salomon（1989）が説明したように、スキル特異性を連続体で考える方が望ましいです。

一般的な知識には、問題解決、創造的思考、意思決定、学習、および優れたメンタルマネジメント（自己制御、自己調整、またはメタ認知と呼ばれることもある）のための広く適用可能な戦略が含まれます。たとえば、チェスでは、非常に特殊な知識（しばしばローカル知識と呼ばれる）には、ゲームのルールと、さまざまなオープニングやチェックメイトを達成する方法など、無数の特定の状況に対処する方法に関する知識が含まれます。中間的な一般性を持つのは、チェスにやや特有であるが、類推によって広範囲な応用を促す戦略的概念（中心の制御など）です。（p. 17）

では、学習の成功を保証するために最も重要なことは何でしょうか？いくつかのローカル知識が必要です。分数の演算（加算、減算など）を支配するルールを学ばずに、分数のスキルを習得することはできません。しかし、Perkins and Salomon（1989）が指摘したように、より重要な質問は次のとおりです。習熟度を高める上でのボトルネックはどこにあるのでしょうか？ドメイン固有の知識だけでエキスパートになることはできますか？そうでない場合、一般的な能力が重要になるのはいつでしょうか？

Ohlsson（1993）は、タスク関連行動の生成、エラーの特定、エラーの修正という3つのサブ機能からなる、練習によるスキル習得のモデルを提唱しました。このモデルには、一般的プロセスとタスク固有のプロセスの両方が含まれています。学習者が練習すると、現在の状態を以前の知識と比較して進捗状況を監視します。これは一般的な戦略ですが、学習が進むにつれて、特定のタスク条件にますます適応されます。エラーは、一般的な手順を不適切に適用することが原因であることが多いですが（Ohlsson, 1996）、以前のドメイン固有の知識は、学習者がエラーを検出し、エラーの原因となった条件を特定するのに役立ちます。したがって、練習と学習によって、一般的な方法がより特殊化されます。

問題解決は、多くのコンテンツ領域でスキルを学習するのに役立ちますが、タスク条件では、専門知識の開発に特定のスキルが必要になることがよくあります。多くの場合、2種類のスキルを組み合わせる必要があります。研究によると、エキスパートの問題解決者は、なじみのない問題に遭遇すると一般的な戦略を使用し、一般的なメタ認知の質問（「私は今何をしているのか？」「それはどこかに私を連れて行っているのか？」など）をすると、問題解決が促進されます（Perkins & Salomon, 1989）。これらの肯定的な結果にもかかわらず、一般的な原則は多くの場合、転移しません（Pressley et al., 1990; Schunk & Rice, 1993）。転移には、一般的な戦略と、自己監視に関する指導や特定のコンテキストでの練習などの要因を組み合わせる必要があります。冒頭のシナリオでの目標は、生徒が一般的な戦略を学んだら、特定の状況に適応できるようにすることです。

要するに、専門知識は主にドメイン固有です（Lajoie, 2003）。それには、ドメインの事実、概念、原則を含む豊富な知識ベースと、さまざまなドメインに適用でき、各ドメインに合わせて調整する必要がある学習戦略が必要です。ヘルプを求めたり、目標の進捗状況を監視したりするなどの戦略が、異なるドメイン（たとえば、微積分や棒高跳び）で同じように機能することを期待することはできません。同時に、Perkins and Salomon（1989）は、一般的な戦略は、ドメインの全体的な能力レベルに関係なく、異なるドメインで非定型的な問題に対処するのに役立つと指摘しました。これらの発見は、学生が基本的なコンテンツ領域の知識（Ohlsson, 1993）と、一般的な問題解決および自己調整戦略の両方を十分に理解している必要があることを意味します。

学習に対する認知主義的および構成主義的見解の成長に伴い、研究者たちは、学習を差別的強化による反応の変化として捉えることから離れ、学習中の学生の信念と思考プロセスに関心を向けるようになりました。学習研究の焦点はそれに応じて変化しました。

学術的な学習を調査するために、多くの研究者は、次のステップを含む初心者から専門家への方法論を用いてきました:

• 学習するスキルを特定します。
• 専門家（つまり、スキルをうまく実行する人）と初心者（タスクについて何か知っているが、うまく実行できない人）を見つけます。
• 初心者が可能な限り効率的に専門家レベルに移行できるようにする方法を決定します。

この方法論は直感的にもっともらしいものです。基本的な考え方は、ある分野でより熟練する方法を理解したい場合は、そのスキルをうまく実行する人を綿密に調査することです。そうすることで、彼または彼女がどのような知識を持っているか、どのような手順や戦略が有用か、困難な状況にどのように対処するか、どのように間違いを修正するかを学ぶことができます。このモデルには多くの現実世界の対応物があり、見習い、OJT、メンタリングに反映されています。

有能な人とそうでない人がドメイン内でどのように異なるかに関する知識の多くは、この方法論の仮定に一部基づいた研究から得られています（VanLehn、1996）。初心者と比較して、専門家はより広範なドメイン知識を持ち、自分が知らないことをよりよく理解しており、最初に問題を分析するためにより多くの時間を費やし、より迅速かつ正確に問題を解決します（Lajoie、2003）。研究はまた、スキル習得の段階における違いを特定しています。このような研究を行うには、学習者を時間をかけて調査する必要があるため、多大な労力と時間がかかりますが、豊かな結果が得られます。

同時に、このモデルは説明的ではなく記述的です。学習者がなぜそれを行うのかを説明するのではなく、学習者が何をするかを記述します。このモデルはまた、特定のドメインにおける専門知識を構成する固定されたスキルの集合が存在することを暗黙のうちに前提としていますが、これは必ずしもそうではありません。教育に関して、SternbergとHorvath（1995）は、単一の基準は存在せず、むしろ、熟練した教師は典型的な様式で互いに類似していると主張しました。これは、通常いくつかの点で異なる熟練した教師との私たちの経験を考えると理にかなっています。

最後に、このモデルは自動的に教授法を示唆するものではありません。そのため、教室での教育と学習に対する有用性は限られている可能性があります。学習の説明とそれに対応する教育の提案は、理論にしっかりと根ざし、重要な個人的および環境的要因を特定する必要があります。これらの要因は、このコースのこれおよび他のレッスンで強調されています。

専門家と初心者の違いを考察するのに適した分野は科学です。なぜなら、科学分野における多くの研究が、専門知識の構成要素を特定するために、初心者を専門家と比較してきたからです。研究者たちはまた、学生による科学的知識の構築、および問題解決や学習の際に彼らが用いる暗黙の理論や推論過程についても調査してきました（Linn & Eylon, 2006; Voss et al., 1995; White, 2001; C. Zimmerman, 2000）。

科学分野の専門家は、知識の量と組織において初心者と異なります。専門家は、より多くの特定分野の知識を持ち、それを階層的に組織する傾向がありますが、初心者は科学的概念間の重複をほとんど示しません。

Chi, Feltovich, and Glaser (1981)は、専門家と初心者の問題解決者に、物理学の教科書の問題を自由に分類させました。初心者は表面的な特徴（例えば、装置）に基づいて問題を分類しましたが、専門家は問題を解決するために必要な原理に基づいて分類しました。専門家と初心者はまた、宣言的知識の記憶ネットワークにおいても異なっていました。例えば、「斜面」は、初心者の記憶では「質量」、「摩擦」、「長さ」といった記述的な用語と関連付けられていました。専門家もこれらの記述子を記憶していましたが、それに加えて力学の原理（例えば、エネルギー保存の法則、ニュートンの運動法則）を保存していました。専門家のより大きな原理の知識は、記述子が原理に従属するように組織されていました。

初心者は、問題を解決するために誤って原理を使用することがよくあります。McCloskey and Kaiser (1984)は、大学生に次の質問をしました:

列車が谷にかかる橋を高速で走行しています。列車が走行中、乗客が窓から石を落とします。石はどこに落ちますか？

学生の約3分の1は、石は真下に落ちると答えました。彼らは、押されたり投げられたりした物体は力を獲得するが、動いている乗り物によって運ばれている物体は力を獲得しないため、真下に落ちると信じていました。学生たちが用いた類推は、静止している人が物体を落とすと真下に落ちるというものでした。しかし、動いている列車から落ちる石の軌跡は、放物線です。物体が力を獲得するという考えは誤りです。なぜなら、物体は動いている運び手と同じ方向、同じ速度で移動するからです。石が落とされると、重力がそれを引き下げるまで、列車とともに前進し続けます。初心者は基本的な知識を一般化し、誤った解決策にたどり着きました。

このコースの後半で議論するように、初心者と専門家のもう1つの違いは、問題解決戦略の使用に関するものです（Larkin, McDermott, Simon, & Simon, 1980; White & Tisher, 1986）。科学的な問題に直面したとき、初心者はしばしば手段–目的分析を使用し、問題の目標を決定し、その目標に到達するためにどの公式が役立つかを決定します。彼らは後戻りして、目標の公式に数量を含む公式を思い出します。どのように進めばよいか分からなくなると、問題を放棄するか、現在の知識に基づいて解決しようとすることがあります。

専門家はすぐに問題の形式を認識し、中間的なサブゴールに向かって前進し、その情報を使用して最終的な目標に到達します。科学的な問題を解決する経験は、問題の種類の知識を構築します。専門家はしばしば、なじみのある問題の特徴を自動的に認識し、必要なプロダクションを実行します。問題を解決する方法があまり分からない場合でも、専門家は問題で与えられたいくつかの情報から始めて、解決策に向かって前進します。専門家が最後に行うステップは、しばしば初心者の最初のステップであることに注意してください。Klahr and Simon (1999)は、科学的発見のプロセスは問題解決の一形態であり、一般的なヒューリスティックアプローチは分野間でほぼ同じであると主張しました。