PowerPoint プレゼンテーション

ベイズ的確率推論課題での準抽象化教示の効果
鈴木宏昭(青山学院大学) 寺尾敦(青山学院大学)
3囚人問題など,ベイズ的確率推論課題に
おいて,人はしばしば数学的規範解と大きく
異なった解を与える.これを克服するために
様々な探求がなされてきたが(市川, 1998),
大きな成果を残したものは少ない.
準抽象化(鈴木, 1995)の観点から,ベイズ
課題の解決を促進する教授法を提案する.
準抽象化:人が素朴に作り上げる問題状況
のモデルの基盤となる知識.
方 法
3.テスト課題(3囚人問題と同型)を実施
テスト課題:毎年一人しか単位を取れないとてつ
もなく難しい講義があります.今年はX,Y,Z 君の
たった三人しか受講していません.日頃の成績か
ら考えて,単位を取る確率は X 君が1/4,Y 君が1/4,
Z 君が1/2です.学期末の試験の採点が終わった
あと,この講義の先生と会った X 君は「僕の結果は
教えなくてかまいませんから,Y と Z のどちらが落
第するかを教えてください」と聞きました。この教授
は「まあどっちが落ちるかを教えても君の合格確率
は変わらないからな」と言い,「Yは落第」と言いまし
た.さてこの情報を得た後の X 君の合格の確率は
どうなるかを計算してください.教授が「Y は落第」
と言うときはどのようなときなのか,その時の確率
はどのくらいかをよく考えて答えてください.
参加者
青山学院大学教育人間科学部の学生23名
結果と考察
手続き
1.ベイズの定理の準抽象化を導入
説明:新しいデータが得られたら,それが得
られる世界の中で確率を計算する.
例題:ある人の血液型がB型である確率は,この
人がA型ではないという情報を得た後では更新され
る.
2.ベイズの定理の使い方を説明
学生は,準抽象化教示に沿って,Monty
Hall 問題と病気診断問題(いずれも有名なベ
イズ的確率推論課題)の解決を練習:
H & D と notH & D からなる D を全体として,
この中で H & D が占める割合を求める.
テスト課題には9名(39%)の学生が正答し
た.3囚人問題を用いた先行研究での結果
と比較して,これはかなり高い正答率である.
準抽象化教示の有効性が支持されたと考え
られる.
準抽象化教示は,すべてのベイズ的推論
課題に適用できる一般性を有するという点で,
これまでに有効性が示された他の教示方法
よりも優れている.
• 確率のかわりに頻度を用いる教示(Gigerenzer
& Hoffrage, 1995 Psych. Review)は有効と考えら
れるが,3囚人問題のように頻度表現の使用が
難しい問題もある.準抽象化教示はこうした問
題にも適用できる.
• 西田・服部(2011『認知科学』)は,P(D) とP(H) が
等しいと暗黙的に仮定されるため,これらが大
きく異なる「偏確率構造」を持つ問題で誤りが生
じると主張した.彼らは, P(D) とP(H) の違いを顕
在化させることでパフォーマンスを向上させたが,
この比較はベイズの定理の数学的形式と関係
ない.準抽象化教示は数学的形式を言語的に
表現しているので,数学教育的な観点からも優
れていると言える.