2014年度日本認知科学会第31回大会 P1-36 問題解決における外的資源の利用効果についての検討 Effects of external resources on problem-solving 遠藤一樹 † , Kuangzhe Xu† , 松香敏彦 † , 清河幸子 ‡ Kazuki Endo, Kuangzhe Xu, Toshihiko Matsuka, Sachiko Kikyokawa † 千 葉 大 学 ，‡ 名 古 屋 大 学 Chiba University, Nagoya University [email protected] Abstract The present study examined effects of external resources on problem solving. We compared performances of participants who have unlimited/active and limited/passive accesses to the external resources in solving a problem. Although there was no significant difference in the proportion of participants who were able to solve the problem, participants in Unlimited condition were able to discover the key idea that leads to the solution. The results suggest that simply manifesting and realizing internal constrains by external resources does not necessarily leads to solutions. Rather, being able to think and reflect on operabilities of external resources by actually manipulating and using the external resources is a important factor that leads to solutions. Keywords — 問 題 解 決 、外 的 資 源 1. はじめに 近年の認知心理学における問題解決研究では、 問題解決は解決者の内的制約のみで行われるもの で な く、環 境 と の 相 互 関 係 的 に よって 解 決 に 向 か う と さ れ て い る 。Zhang & Norman [7] で は 、ハ ノ イ の 塔 問 題 を 、基 本 的 な ル ー ル を 変 え ず、操 作 す る 輪 を コ ー ヒ ー カップ に 置 き 換 え る こ と で 問 題 が 簡 単 に な る こ と を 指 摘 し た 。こ の よ う に 、問 題 の 構 造 を 変 え ず に 、表 現 の 仕 方 を 変 え る だ け で 、人 間は容易に解決できるようになることが知られて い る 。こ う し た 研 究 か ら 、問 題 や 問 題 に お け る 道 具 な ど と いった 外 的 な 環 境 に は 、問 題 解 決 を 促 進 す る 効 果 が あ る と 考 え ら れ 、現 在 の 認 知 科 学 に お け る 問 題 解 決 研 究 で は 、外 的 環 境 と 被 験 者 の 心 理 の関わり方が注目されている。 外 的 環 境 と 被 験 者 の 内 的 制 約 の 関 わ り 方 を 扱っ た 研 究 の ひ と つ に 、類 推 課 題 を 用 い た 外 的 資 源 の 研究がある。外的資源とは、 「人間から見て外界に 存 在 し 、人 間 が 問 題 解 決 や 推 論 な ど の 認 知 課 題 を 実 行 す る 際 に 利 用 し 得 る 資 源 」の こ と で あ る [5]。 数 学 の 問 題 で 利 用 す る 計 算 式 の 書 き 込 み や 、図 や 絵 を 描 く こ と で 問 題 の 理 解 を 深 く す る 行 為 は 、経 398 験 的 に 馴 染 み が あ る だ ろ う。 Visual representation を 研 究 し た Bevaridge & Parkins [1] で は 、Color Strip を 外 的 資 源 と し て 用 い て 類 推 課 題 解 決 を 行 わ せ て い た 。Color Strip と は 長 方 形 の 板 の こ と で 、重 ね た 部 分 の 色 が 濃 く な る と い う 性 質 が あ る 。こ れ を 放 射 線 に 見 立 て る こ と で 収 束 解 を 求 め や す く な り、成 績 が 上 が る こ と を示した。 こ の よ う な 結 果 に 対 し 、荷 方・海 保 [4] で は「 知 識の道具性」を唱え、知識を単に知っているだけで は な く、実 際 に 利 用 で き る よ う に す る 外 的 資 源 化 することが有効なのではないかと示唆した。Color Strip による実験では、Strip を放射線に見立てるこ と で 、放 射 線 に 物 理 的 操 作 可 能 性 を 与 え る こ と に な り、本 来 触 る こ と の で き な い 放 射 線 を 自 分 の 手 で 動 か し 、試 行 錯 誤 で き る よ う に な る 。こ う し た こ と が 、問 題 解 決 を 促 進 さ せ た と い え る 。 こ れ を 受 け て 仮 屋 園 [3] で は 、Strip を 半 透 明 と 色 つ き と い う 性 質 の 違 い と 、操 作 の 可 能 性 の 2 要 因 を も ち い て 実 験 を お こ なった と こ ろ 、半 透 明 で 操 作 が 可 能 で あった 実 験 群 が 有 意 に 成 績 を 高 く す る と わ かった 。Strip を 利 用 す る 際 に は 、重 ね る と 濃 く な る 性 質 と 、操 作 が 可 能 な 状 況 で あ る こ と が 必要であるという示唆を得た。 し か し 、仮 屋 園 の 実 験 で は 、以 下 の 点 に 疑 問 が 生じる。 情報差の統制 仮屋園の実験では、Strip について 操 作 可 能 な 群 と 、不 可 能 で た だ 眺 め る 実 験 群 と で 比 較 し て お り、こ の 操 作 性 の 有 無 に は 情 報 の 差 が 含まれていると考えられる。Strip が動くことで得 ら れ る 情 報 を 失 う こ と な く、操 作 性 の 有 無 が 影 響 している効果を調べたい。 類 推 支 援 の 可 能 性 仮 屋 園 で は 、類 推 課 題 解 決 に お い て 学 習 実 験 も 行った 。ベ ー ス 問 題 解 決 時 に Strip を利用したところ、学習時の Strip 操作に重ね ると濃くなる性質と操作可能性を与えることで、 タ ー ゲット 問 題 の 解 決 率 は 上 がった 。ベ ー ス 学 習 時に Strip が操作可能であることで類推を支援した が、Strip のかたちや操作性に類推を想起する可能 性 が 考 え ら え る 。例 え ば 、定 規 を 与 え 使 い 道 を 考 2014年度日本認知科学会第31回大会 P1-36 え る 際 、定 規 を 棒 に 見 立 て る こ と で 叩 く 道 具 に す る こ と が で き る と 同 時 に 、角 を ド ラ イ バ ー に す る こ と が で き た り、紙 を 切 る こ と に 利 用 す る こ と が できる。Strip は長方形で抽象的なかたちであるた め 、様々な 道 具 に 類 推 す る こ と が 容 易 く な る 。そ の た め 、ベ ー ス と タ ー ゲット の 類 似 性 に 気 付 き や すくすることができるのではないか。 解決過程の解の生成 問題解決の促進に関わる要 因 に つ い て は 調 べ ら れ て い る も の の 、解 決 過 程 に おける解の生成については述べられていない。 こ の よ う な 点 を 、複 合 的 に 検 証 す る こ と で 、外 的資源としての Strip の機能の新たな示唆を得るこ とを本実験の目的とする。 2. 2.1.1 操作群で実際に操作する外的資源として、12cm × 3cm の Strip を 用 い た 。従 来 の 研 究 で は 青 黒 い も の と さ れ て い る が 、今 回 は 、外 的 資 源 の 効 果 が 顕 著 に 現 れ る こ と を 避 け る た め 、型 紙 に 黒 い 色 紙 を 張 り 付 け た も の を 使った 。 2.1.2 実験 問題 解 決 者 が利用する外的資源の提示方法がど のように問題解決過程に影響するかを、仮屋園 [3] の 手 法 を 基 に 検 証 し た 。具 体 的 に は 、放 射 線 問 題 に お い て 用 い ら れ て き た Color Strip の 利 用 の 方 法 を 操 作 す る こ と で 、外 的 資 源 の 問 題 解 決 過 程 へ の 影響を検証した。本実験では２つの Strip 利用条件 をもうけた。一方は、Strip に触れ自由に操作でき る 操 作 群 で 、も う 一 方 は 、実 際 の 操 作 を 行 わ な い が 受 動 的 に 外 的 資 源 を 利 用 で き る 非 操 作 群 で あっ た。非操作群では、参加者には Strip が提示される だ け で 実 際 に 操 作 す る こ と で き な い が 、モ ニ タ 上 に用意された複数の動画を任意に選択し視聴する こ と が 可 能 で あった 。 外 的 資 源 の 有 効 性 が 、こ の 特 定 の Strip の 操 作 を誘発できるか否かという点のみに帰依するなら ば、特定の Strip の操作を動画で見ても解答率は変 わ ら な い だ ろう。その 一方 で、実際の Strip の操作 は 、解 決 促 進 的 操 作 の ア フォー ド の み な ら ず、意 図 的 な 操 作 に お い て 、自 発 的 な 類 推 が 行 わ れ て い る た め 、有 効 性 が あ る と も 言 え る 。 本実験では、Berveridge らや仮屋園といった先行 研 究 に 倣 い 、類 推 の ベ ー ス に な る 問 題 と し て 火 事 問題、実際の課題となるターゲット問題は放射線問 題を用い、類推研究に沿った流れで実験を行った。 2.1 操作群 実験参加者 千葉大学の学部生 33 名が本実験に参加した。こ の う ち 、実 験 で 用 い た 火 事 問 題 、放 射 線 問 題 に つ いて過去に解いたことがある2 名と放射線の問題 の 解 答 を 導 き 出 せ な かった 1 名 を 除 い た 、操 作 群 15 名 、非 操 作 群 15 名 の 30 名 の デ ー タ を 用 い て 分 析した。 399 非操作群 非操作群では、動画再生をするシステムとして、 常 時 14 種 類 の 動 画 が 一 覧 で き 自 由 に 再 生 で き る も の を 用 い た 。各 動 画 は 700 × 500 pixcel で あ り、 ホ ー ム ポ ジ ション (横 に し た 四 枚 の Strip を 縦 に 並 べ た も の) か ら 始 ま り、約 16 秒 間 か け て Strip を 操 作 し 、14 種 類 の 形 を 作 る も の で あった 。こ の 14 種 類の形は操作群で参加者が操作したときに現れた 形 を 参 考 に し た 。こ れ ら の 動 画 は 、一 時 停 止 す る こ と は で き な く、ク リック し て か ら 16 秒 間 流 れ る 設 定 で あった 。た だ し 、途 中 で 動 画 一 覧 か ら 別 の 動 画 を ク リック し た 場 合 は 、そ の 動 画 が 再 生 さ れ る 設 定 で あった 。 2.2 道具 火 事 問 題 、放 射 線 問 題 に は 、日 本 人 を 対 象 に 類 推 研 究 を 行って い る 論 文 か ら 引 用 し た [6]。ま た 、 火 事 問 題 に お い て は 、物 語 と し て 答 え ま で を 含 ん だ 文 章 で あった た め 、筆 者 が 解 答 部 分 と 分 け て 書 きなおしたものを使用した。 参加者には問題用紙と回答用紙 (A4 用紙の白 紙) と ボ ー ル ペ ン が 与 え ら れ 、自 由 記 述 で 答 え た 。仮 屋 園 [3] に倣い 、ベー ス 問題 とタ ーゲット問題 の 間 に は 、ディス ト ラ ク タ を 2 問（Wason ４ 枚 カ ー ド 問 題 と チェッカ ー ボ ー ド 問 題 ）提 示 し た 。 両 実 験 群 と も 、参 加 者 実 験 終 了 時 に は 口 頭 で 以 下 の 項 目 の 内 省 調 査 を 行った 。 • 火 事 の 問 題 を 解 い た こ と は あ る か？ • 放 射 線 の 問 題 を 解 い た こ と は あ る か？ • 初 め の 一 読 で 答 え は わ かった か？ • 最 後 の 問 題 が 、最 初 の 問 題 と 似 て い る と 気 づ け た か？ • ま た は 、ど の 時 点 で 気 付 け た か？ • ヒ ン ト が 与 え ら れ る 前 、道 具（ 動 画 ）は 上 手 く 使 え た と 思 う か？ • 提示した実際にある Color Strip は使用したか？ （操作群） • ど の 動 画 を 利 用 し た か？(非 操 作 群) • ヒ ン ト が 与 え ら れ た 後 、道 具（ 動 画 ）は 上 手 く 使 え た と 思 う か？ 2014年度日本認知科学会第31回大会 P1-36 • 答 え ら れ な かった 場 合 、そ の 理 由 は 何 だ と 思 う か？ 2.3 手続き 操作群では、まず 10 分間ベース問題である火事 問 題 課 題 が 与 え ら れ た 。課 題 終 了 後 、模 範 解 答 を 伝 え た 。次 に 2 問 の ディス ト ラ ク タ 課 題 が 与 え ら れ た 。ディス ト ラ ク タ 課 題 終 了 後 、放 射 線 問 題 課 題 を 与え 、Color Strip を呈 示し、 「ここに 4 本の 棒 が あ り ま す。こ の 棒 を 放 射 線 と 考 え て 、自 由 に 操 作 し な が ら 問 題 を 考 え て く だ さ い 。問 題 が 解 け た ら、その解決方法を解答用紙に記入してください。 複 数 回 答 で 構 い ま せ ん の で 、思 い つ い た 解 決 方 法 を 書 き 出 し て く だ さ い 」と 伝 え た 。課 題 開 始 10 分 後 に「 最 初 に 解 い て も らった 問 題 と 解 答 が 、こ の 間 題 を 解 く の に 役 に 立 ち ま す。そ の こ と に は 気 づ き ま し た か？」と 尋 ね た 。気 付 い た 場 合 に は 、そ こ で 課 題 は 終 了 し た 。気 付 い て い な い 場 合 に は 、 「 も し 新 し い 解 答 を 思 い つ い た 場 合 は 、解 答 用 紙 に 記 入 し て く だ さ い 」と 伝 え 、さ ら に 7 分 間 を 与 え た 。最 後 に 口 頭 で ア ン ケ ー ト 形 式 の 内 省 報 告 を 行った 。 非操作群は原則操作群と同じ手続きであったが、 放 射 線 問 題 課 題 が 与 え ら れ た 時 に 、「 こ こ に 4 本 の 棒 が あ り ま す。こ の 棒 を 放 射 線 と 考 え て 解 い て も ら い ま す が 、実 際 に 触って の 操 作 は 行って は い け ま せ ん 。そ の 代 り、操 作 を 行った 動 画 を 用 意 し た の で 、こ ち ら を 活 用 し て 問 題 を 解 い て み て く だ さ い 。解 決 方 法 を 思 い つ い た ら 、自 由 記 述 で 、複 数回答で構いませんので解答用紙に記入してくだ さ い 。」と 伝 え 、画 面 上 の 操 作 の 説 明 を し た 。。 3. 結果 今 回 の 実 験 で は 、問 題 の 正 解 を そ の 問 題 の 模 範 解 答 と し た 。火 事 問 題 お よ び 放 射 線 問 題 の 模 範 解 答 は「 収 束 解 」と 呼 び 、3 つ の キ ー ワ ー ド で 成 り 立 つ 文 章 と し た 。こ の う ち の 1 つ で も 回 答 に 含 ま れ て い れ ば 正 解 と し た 。こ の 3 つ の キ ー ワ ー ド は そ れ ぞ れ 得 点 化 し た 。得 点 に 関 し て は 、先 行 研 究 である仮屋園 [2] に従った。キーワードは、(a) 「破 壊 し な い 程 度 の 弱 い 」 (b) 「 多 方 か ら 」 (c)「 一 斉 に」とした。1 つのキーワードに対し、1 点として 計算した。 3.1 であった。ターゲット問題（放射線問題）に関して は 、ヒ ン ト 前 に 解 決 し た 実 験 参 加 者 は 、操 作 群 、 非 操 作 群 と も に 10 名 で あった 。ヒ ン ト 後 に 関 し て は 、分 析 対 象 で あ る 全 員 が 正 解 し た 。 ま た 、平 均 得 点 に 関 し て は 、操 作 群 が 2.73 点 、 非 操 作 群 が 2.40 点 で あった 。ヒ ン ト 前 解 決 群 の み で は 、操 作 群 が 2.90 点 、非 操 作 群 が 2.40 点 で あっ た。t 検定を行ったところ、ヒント前解決群の得点 に 有 意 傾 向 が み ら れ た (t = 2.060, df = 18, p = .054 )。 内省アンケートとして、ベース・ターゲット間の 類 似 に 気 付 い た か ど う か 尋 ね た 。こ の デ ー タ を カ イ 二 乗 検 定 し た と こ ろ 、有 意 な 差 は み ら れ な かっ た (χ2 =.139, df = 1, p = .709)。また、道具の利用に つ い て 尋 ね た ア ン ケ ー ト で は 、操 作 群 で は 10 名 、 非 操 作 群 が 13 名 、利 用 し て 解 決 で き た と 答 え た 。 3.2 動画データ 被験者ごとに、各所作の秒数を時系列で並べた。 タ イ ム ラ イ ン は 、課 題 開 始 か ら 、被 験 者 が 模 範 解 答 に 添った 回 答 を 書 き 終 え た 時 間 と 設 定 し た 。こ こ で 、所 作 と は 被 験 者 の 動 作 を 指 し 名 称 し た も の で 、ペ ン を 持 ち 記 述 し て い る「 記 述 時 間 」、Strip に 触 ら ず 記 述 も し て い な い「 思 考 時 間 」と 操 作 群 で Strip に接触し、非操作群で動画を見ている「操 作 時 間 」の ３ 種 類 に 分 類 し 、そ れ ぞ れ の 所 作 を 比 較・検 討 し た 。両 群 の そ れ ぞ れ の 所 作 と 総 合 平 均 時 間 を 表 １ に 示 す。 表 1 所作の平均時間時間 操作群 非操作群 総合 473.47 595.93 記述 146.20 155.07 操 作・視 聴 138.00 200.40 思考 189.27 240.47 ３ 種 類 の 所 作 の 時 間 を 比 較 す る 際 は 、所 用 時 間 を 対 数 変 換 し て 分 析 し た 。以 下 で は 主 に 対 数 変 換 さ れ た 所 用 時 間 の 検 定 を 主 と し 、変 換 し て い な い 所用時間で検定したものは特にそれを書くことと す る 。所 用 時 間 が 0 秒 の 場 合 は 、0.1 秒 と し て 分 析 した。 操作群、非操作群における、被験者の所作ごとの 解 決 時 間 を 比 較 し た 。両 群 に お け る 総 合 時 間 の 比 較したとろ、有意な差がみられた（t = −2.085, df = 28, p = .046）。ま た 、所 作 ご と に 分 析 し た と こ ろ 、 思考時間に有意な傾向がみられた（t = −1.99, df = 28, p = .056）。 よ り 局 所 的 に 分 析 す る た め に 、得 点 化 に 利 用 し たキーワードが回答で初めて出てきた時間まで を 用 い た 。つ ま り、解 決 に 必 要 な キ ー ワ ー ド を ど 回答および内省アンケートについて ベ ー ス 問 題（ 火 事 問 題 ）に 関 し て は 、被 験 者 30 人 全 て が キ ー ワ ー ド を 1 つ 以 上 含 ん で お り、正 解 400 2014年度日本認知科学会第31回大会 P1-36 の時点で思いつくことができたのか調べること で 、問 題 解 決 と し て で は な く、ア イ デ ア が 生 ま れ る 瞬 間 ま で の 短 い 部 分 で の 分 析 が で き る た め 、問 題解決過程を分析するには適切であると考えら れ る 。t 検 定 を 行った と こ ろ 、思 考 時 間 の み に 有 意 な 差 が み ら れ た (t = −2.090; df = 28, p = .048)。 次 に 、ヒ ン ト 前 に 解 決 し た 各 群 10 名で 検 定 を お こ なった と こ ろ 、同 様 に 思 考 時 間 (t) に 差 が 生 じ て い た (t = −2.685, df = 18, p = .015)。 さらに、所作の頻度を分析した（表２）。所作の 頻 度 と は 、前 述 の 各 実 験 群 で 3 種 類 の 所 作 が 何 回 切り替わった回数である。t 検定をおこなったとこ ろ、群間に有意な差が生じていた (t = −2.575, df = 28, p = .0016)。また、頻度に関しても、ヒント前に 解 決 し た 両 群 10 名 で t 検 定 を お こ なった と こ ろ 、 有 意 な 差 が 生 じ て い た (t = −3.363, df = 18, p = .0034)。 表 2 所作の平均頻度 4. 操作群 非操作群 12.93 20.27 考察 本 項 で は 、Strip の 類 推 支 援 の 可 能 性 、及 び 解 決 過程について考察する。 4.1 Strip の 操 作 が 類 推 を 支 援 す る か ど うか 実 験 後 、ヒ ン ト 時 に 類 似 に 気 付 い た か ど う か を 被 験 者 に 内 省 報 告 で 回 答 を 求 め た と こ ろ 、類 似 に 気付いた被験者数は、操作群 10 名、非操作群 8 名と いう結果であり、Fisher の検定では差が生じていな かった 。こ の 結 果 か ら 、外 的 資 源 と し て の Strip の 意 図 的 な 操 作 が 類 推 支 援 を 直 接 行って い る わ け で は な い と 考 え ら れ る 。類 推 に は ベ ー ス 問 題 と の 類 似 に 気 付 く 必 要 が あ り、被 験 者 の 積 極 的 な 働 き が な け れ ば 類 推 は 起 こ り に く い 。ベ ー ス 問 題 と タ ー ゲット 問 題 の 類 似 に 気 付 い た 人 数 に は 差 が み ら れ なかったため、本実験の操作方法の違いはターゲッ ト課題においてベース問題を想起させるものでは な かった と い え る 。 し か し 、非 操 作 群 に お い て は 、解 法 を 初 め に 思 いついてから類似に気付いたという被験者が若 干 名 い て 、解 法 に 至 る ま で の 発 想 の 差 に 類 推 の 起 こ り や す さ が 関 わって い る 可 能 性 は 考 え ら れ る 。 類 似 に 気 付い たこと と実際 に Strip を触ってかたち づ くって い た か ど う か に つ い て 、類 似 に 気 付 か ず Strip も 実 際 に 触って 解 い た 被 験 者 は 操 作 群 に 1 名 401 いるのみで、他の被験者は類似に気付いていたか、 あるいは Strip を利用していた。このとき、Strip を 触って い た 被 験 者 は 類 似 に も 気 付 い て い た 。Strip に実際に触ることが類似に気付きやすくするとい う 示 唆 は 本 実 験 で は 得 ら れ な かった が 、被 験 者 の 解答までの探索方略の傾向に影響していることは 示唆された。 4.2 動画による解決過程について タ イ ム ラ イ ン の 分 析 に よ る と 、両 群 間 に 差 と し て 生 じ て い た の は 主 に 思 考 時 間 で あった 。思 考 時 間 と は 、記 述 時 間 を 除 く、Strip を 触って い な い 時 間、もしくは動画を見ていない時間である。また、 最 終 的 な 解 決 者 (得 点 化 の 際 の キ ー ワ ー ド が ひ と つ で も 出 現 し た 回 答 を 解 決 し た と み な し た) は 両 群 と も 10 名 ず つ と 変 わ ら な かった 。し か し 、ヒ ン ト前解決群の得点化に関して有意傾向があること や 、思 考 時 間 に 差 が 生 じ た 結 果 な ど か ら 、解 決 過 程において差が生じていたと考えられる。加えて、 得点化におけるキーワードが初出したまでの時間 を分析した際、よりはっきりと差が生じており、非 操作群のほうが操作群よりも解決に導くキーワー ドが発想しにくい傾向がみられた。 問題解決は内的制約と外的資源との相互作用 に より生じるという問題解決研究の見解に照らし合 わ せ る と 、外 的 資 源 の 利 用 方 法 が 相 互 作 用 に よ る 解 決 の 促 進 に 影 響 す る こ と が 示 唆 さ れ る 。本 実 験 では、最終的な解決者の人数は変わらなかったが、 得 点 化 に よ る 差 、お よ び 思 考 時 間 に 差 が 生 じ て い た。これは、外的資源操作が動画ではないことで、 問題解決が出来た出来ないという結果的な差では な く、む し ろ 解 決 過 程 に お け る 解 決 の 質 に 差 が 生 じ た の で あ る と い え る 。解 決 の 質 が 高 く なった 操 作 群 で は 、比 較 的 に 解 決 後 の 回 答 の 表 現 が 豊 か に な り、解 決 時 間 は 早 く なった と い え る 。 で は 、こ の よ う な 解 決 の 質 の 差 が 生 じ た 本 実 験 における両群間の外的資源の差とはどのようなも の で あった ろ う か 。内 省 報 告 に よ る と 、道 具 を 上 手 く 利 用 で き た と 答 え た 被 験 者 は 、操 作 群 で は 5 名 、非 操 作 群 で は 13 名 で あ り、Fisher の 検 定 で は 有 意 な 差 が 生 じ て お り (p = .0078)、操 作 群 が 非 操 作群よりも道具を利用せずに解けたと答える被験 者が多かった。非操作群において提示した動画は、 操 作 群 で 実 際 に Strip を 用 い て 解 決 し た 被 験 者 が つ くった か た ち を 参 考 に 作って お り、そ の 多 く が 答 え に 導 く だ ろ う と 予 想 さ れ る か た ち で あった 。 Strip の利用を考えつつかたちづくるという点にお い て 、思 考 し な け れ ば な ら な かった 操 作 群 よ り も 動 画 は 有 利 で あった と い う こ と は 可 能 で あ る 。動 2014年度日本認知科学会第31回大会 P1-36 画 視 聴 し た 非 操 作 群 が 積 極 的 に 道 具 を 利 用 し 、利 用したという意識に差が生じていた。 両 群 間 の 総 合 的 な 解 決 時 間 に 差 が 生 じ 、言 い 換 え れ ば 発 想 が 生 じ に く く なった こ と を 上 記 の 結 果 に 加 味 し て 考 え る と 、Strip を 操 作 で き る 環 境 に よって 、被 験 者 が た だ 単 に Strip の 動 き に 対 し て ア イデアを抽出することに積極的になるのではな く、Strip の 操 作 に 対 し て 多 角 的 な 意 味 付 け や 実 際 の 操 作 の 方 法 を 思 考 す る こ と が 、解 決 の 質 に お い て重要であるといえる。動画のような動きが Strip に あ る だ け で は な く、動 き に 対 す る 考 察 、操 作 の 反 省 、発 想 の 展 開 と いった よ う な 思 考 が 、実 際 に Strip を触ることで誘発され、利用方法についての 思考をすることが解決の質に影響したと思われ る 。序 論 で 示 し た 外 的 資 源 の 持 つ 情 報 の 差 の み が 解 決 率 を 変 え た の で は な く、解 決 過 程 に お け る 被 験者の情報取得の姿勢が変わったことで、解決率、 お よ び 解 決 の 質 の 差 に つ な がった の だ ろ う。 5. 結論 荷 方 ら [4] の 研 究 で は 、類 推 を 支 援 す る 外 的 制 約 と し て Color Strip を 挙 げ て い た 。荷 方 ら は 初 心 者 と 熟 練 者 に よ る 問 題 解 決 行 動 の 違 い か ら 、知 識 と し て 知って い れ ば 利 用 で き る の で は な く、実 際 に 知 識 が 使 え る 状 態 、い わ ゆ る「 知 識 の 道 具 性 」を 獲得し内外に分散した対象を動かせるメンタルモ デ ル を 持 つ こ と が 重 要 だ と 述 べ て い る 。本 実 験 に おける Strip は内的制約を顕在化することで、初見 の 問 題 で あ る 放 射 線 問 題 に 対 し 、メ ン タ ル モ デ ル を 操 作 可 能 に す る 効 果 が あ る 。つ ま り、問 題 解 決 過 程 に み ら れ る 熟 達 者 の も つ「 知 識 の 道 具 性 」を 得 や す い 状 況 を 作 る こ と が で き 、知 識 を 実 際 に 問 題解決へ利用することができるようになるので ある。 本 実 験 で は「 知 識 の 道 具 性 」の 利 用 段 階 に お い て 、外 的 資 源 の 実 際 の 操 作 が 解 決 の 質 を 変 え た こ と が 示 さ れ た 。外 的 資 源 が 被 験 者 の 問 題 解 決 に 対 す る 姿 勢 を 変 え 、そ の た め に 外 的 資 源 の 利 用 方 法 の 差 が 問 題 解 決 の 質 の 差 に つ な がった の で あ る 。 つ ま り、ハ ノ イ の 塔 問 題 の オ ペ レ ー タ を コ ー ヒ ー カップ に 変 え る こ と で 問 題 を 易 化 で き る よ う に 、 環 境 的 な 要 因 に よって 問 題 の 難 易 度 や 解 答 の 質 、 思 考 プ ロ セ ス が 変 わった と い え る 。 し か し 、た だ 単 に 内 的 制 約 を 顕 在 化 さ せ た オ ペ レ ー タ と し て 外 的 資 源 を 扱 う だ け で は 、解 決 の 質 が 高 ま る わ け で は な い こ と が 本 実 験 で わ かった 。 問 題 解 決 を 促 進 さ せ る た め に は 、外 的 資 源 を 操 作 す る 環 境 、も し く は 外 的 資 源 の 操 作 時 に 操 作 の 反 省や操作についての思考を得られる状況であるこ とが必要になるのである。 402 操 作 や 反 省 的 な 思 考 が で き な かった と 考 え ら れ る 動 画 視 聴 し た 非 操 作 群 の 被 験 者 は 、始 め に 提 示 された Strip を利用せずに、その後に提示された動 画 に 気 を 取 ら れ て い た 。道 具 の 提 示 手 順 が 後 で あ る ほ う が い ざ 問 題 解 決 と なった と き に 印 象 に 残 り や す い だ ろ う が 、動 画 視 聴 と い う、モ ニ タ と マ ウ スを利用した特殊な環境が強く思考に影響した可 能 性 は 否 め な い 。こ う し た 環 境 に よって 思 考 の 傾 向 が 変 化 す る 可 能 性 は 、例 え ば 、気 分 を 変 え る た めに空間デザインを施された建築物や喫茶店など に 立 ち 寄 る と いった 、日 常 空 間 で す で に 我々は 経 験 的 に 理 解 し て い る だ ろ う。道 具 の 制 約 と い う も のが具体的にどのように問題解決に関与している か は 、本 実 験 で は 示 唆 の み に 留 まって い る の で 、 今後新たな実験を重ねて検証したい。 参考文献 [1] Berveridge, M & Parkins, E. 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