Loading article…
情報処理理論は、アメリカの実験心理学の伝統から発展した認知発達の研究アプローチです。 情報処理の観点を採用する発達心理学者は、子どもの心の基本構成要素の成熟に伴う変化という観点から精神発達を説明します。この理論は、人間は刺激に反応するだけでなく、受け取った情報を処理するという考えに基づいています。この観点では、心がコンピューターのように機能する様子を類推を用いて考察します。このように、心は環境からの情報を分析する生物学的コンピューターのように機能します。精神発達に関する標準的な情報処理モデルによれば、心の仕組みには、情報を取り込むための注意メカニズム、情報を能動的に操作するためのワーキングメモリ、そして将来使用できるように情報を受動的に保持するための長期記憶が含まれます。 [ 1 ] この理論は、子どもが成長するにつれて脳も同様に成熟し、感覚を通して受け取った情報を処理し反応する能力が向上することを説明しています。この理論は、思考の発達が段階的に起こるとするジャン・ピアジェの認知発達理論などの認知発達理論家とは対照的に、発達が連続的なパターンで起こることを強調している。
情報処理理論を簡略化すると、人間の脳をコンピュータや基本的なプロセッサに例えることができます。脳はコンピュータと同様に、一定の順序で動作すると考えられています。その順序は、「入力を受け取り、情報を処理し、出力を生成する」というものです。
この理論は、人間も同様の方法で情報を処理することを示唆しています。コンピュータが入力を受け取るように、心は感覚を通して情報を受け取ります。情報が焦点を当てられると、短期記憶に移動します。短期記憶または作業記憶にある間、心はその情報を使用して周囲の状況に対処することができます。その後、情報は長期記憶に符号化され、そこに保存されます。中央実行系を使用して、必要に応じて情報を取り出すことができます。中央実行系は意識的な心と理解できます。中央実行系は、使用するために長期記憶から作業記憶に情報を戻すことができます。コンピュータが情報を処理するのと同じように、私たちの心も情報を処理していると考えられています。コンピュータが出力するものは、行動や動作を通して心から出力される情報に例えることができます。[ 2 ]
情報処理はコンピュータに例えられるが、説明すべきことは他にもたくさんある。情報処理にはいくつかの構成要素がある。主な構成要素は、情報ストア、認知プロセス、および実行認知である。[ 3 ]
情報ストアとは、情報が心の中に保存されるさまざまな場所のことです。情報は感覚記憶に短時間保存されます。この情報は、短期記憶に移動させるのに十分な時間だけ保存されます。ジョージ・アーミテージ・ミラーは、短期記憶には一度に7つ（プラスマイナス2つ）しか保持できないことを発見しました。 [ 4 ]ここでの情報は、15〜20秒間しか保存されません。短期記憶に保存された情報は、長期記憶ストアにコミットすることができます。長期記憶に保存される情報に制限はありません。ここに保存された情報は、何年も保持することができます。長期記憶は、意味記憶、エピソード記憶、手続き記憶に分けられます。[ 3 ]意味記憶は、生涯を通じて学習または取得した事実または情報で構成されています。エピソード記憶は、個人の経験または人生で起こった実際の出来事に関係します。[ 5 ]最後に、手続き記憶は、自転車に乗るなどの学習された手順またはプロセスで構成されています。これらはすべて、長期記憶のサブカテゴリーである。
認知プロセスは、人間が異なる記憶ストア間で情報を転送する方法です。情報を転送する際に使用される主なプロセスには、符号化、検索、知覚があります。符号化は、長期記憶の情報を短期記憶の項目に関連付けることによって、短期記憶から長期記憶に情報を転送するプロセスです。これは、記憶テクニックによって行うことができます。検索は、長期記憶から短期記憶に情報を取り戻すために使用されます。これは、さまざまな想起テクニックによって達成できます。知覚は、処理された情報を使用して環境を解釈することです。ジョージ・ミラーが推奨するもう1つの有用なテクニックは、再符号化です。再符号化は、心が処理している情報を再グループ化または整理するプロセスです。再符号化の成功した方法は、チャンキングです。 [ 4 ]チャンキングは、情報の断片をグループ化するために使用されます。情報の各単位はチャンクと見なされ、これは1つまたは複数の単語である可能性があります。 [ 6 ]これは、電話番号を記憶しようとするときによく使用されます。
実行認知とは、情報処理の方法を自覚しているという考え方です。自分の強みと弱みを理解しているということです。この概念はメタ認知と似ています。意識が情報処理のプロセスを制御しているという考え方です。
人間の思考と学習のモデルとしての情報処理は、学習に関する認知的な視点の復活の一環と言える。認知的な視点では、複雑な精神状態が人間の学習と行動に影響を与え、そのような精神状態は科学的に研究可能であると主張される。情報を処理するコンピュータには、処理に影響を与える内部状態が存在する。したがって、コンピュータは人間の精神状態の可能性を示すモデルを提供し、研究者に人間の思考と学習を情報処理として理解するための手がかりと方向性を示した。総じて、情報処理モデルは、直接観察できない精神過程を、科学研究の正当な領域として再確立するのに貢献した。
ジョージ・アーミテージ・ミラーは、認知心理学として知られる心理学分野の創始者の一人です。彼は情報処理理論において大きな役割を果たしました。彼はワーキングメモリの容量を研究し、人は最大で7±2個の項目しか保持できないことを発見しました。また、短期記憶を最大限に活用する方法を説明する際に、チャンキングという用語を作り出しました。[ 7 ]
認知情報処理理論に関連する他の2人の理論家は、リチャード・C・アトキンソンとリチャード・シフリンである。1968年、この2人は記憶の多段階理論を提唱した。彼らは、情報が処理システムによって受け取られてから、完全に保存されるまでにさまざまな段階を経ると説明した。彼らはこれを感覚記憶、短期記憶、長期記憶に分類した（アトキンソン）。
その後、1974年にアラン・バデリーとグラハム・ヒッチは、独自の発見を通して情報処理理論にさらに貢献した。彼らは、中央実行系、音韻ループ、視空間スケッチパッドを通して記憶の理解を深めた。バデリーは後にエピソードバッファを用いて自身のモデルを更新した。[ 8 ]
アトキンソン・シフリン記憶モデルは、1968年にリチャード・C・アトキンソンとリチャード・シフリンによって提唱されました。このモデルは、人間の記憶に関する彼らの理論を説明するものです。この2人の理論家は、人間の記憶は感覚記憶、短期記憶、長期記憶の3つのサブセクションに分けられることを示すためにこのモデルを使用しました。[ 9 ]
感覚記憶は、触覚、聴覚、視覚などの感覚を通して心が受け取る情報を保持する役割を担っています。たとえば、誰かが鳥のさえずりを聞いた場合、その情報が短期感覚記憶に保持されているため、それが鳥であると認識できます。つまり、私たちの感覚を通して、
短期記憶は約30秒間持続します。短期記憶は、ダイヤルする必要のある電話番号を覚えておくなど、短時間だけ必要な情報を保持します。
長期記憶には無限の容量があります。長期記憶には、人生の始まりから現在に至るまでの記憶が保存されています。長期記憶は、個人の過去の経験の中で起こった出来事を思い出す必要があるときに利用されます。
バデリーとヒッチは1974年にワーキングメモリのモデルを発表しました。彼らの研究を通して、心がどのように情報を処理するのかを理解する上で、彼らはさらに貢献しました。彼らは、認知プロセスをさらに説明する3つの要素を追加しました。これらの要素は、中央実行系、音韻ループ、視空間ワーキングメモリです。[ 10 ]後にアラン・バデリーは、ワーキングメモリモデルにエピソードバッファと呼ばれる4番目の要素を追加しました。これらのアイデアは、情報処理理論を支え、心がどのように情報を処理するのかを説明する可能性があります。
中央実行系は、認知プロセスの制御と調整を担う柔軟なシステムです。集中力と情報のターゲットを指示し、ワーキングメモリと長期記憶が連携して機能するようにします。認知プロセスを制御する監視システムと考えることができ、短期記憶が常に活発に機能していることを確認し、プロセスが逸脱したときに介入し、注意散漫を防ぎます。[ 11 ]
以下のような機能があります。
中央実行系には、視覚情報のための視空間スケッチパッドと、言語情報のための音韻ループという2つの主要なシステムがある。[ 12 ]
二重課題パラダイムを用いて、バデリーとデラ・サラは、例えば、アルツハイマー型認知症の患者は、個々の課題の難易度を患者の能力に合わせて調整しても、複数の課題を同時に実行する際に障害が生じることを発見した。[ 13 ] 2つの課題には、記憶課題と追跡課題が含まれる。個々の動作はうまく完了するが、患者のアルツハイマー病が進行するにつれて、2つ以上の動作を実行することがますます困難になる。この研究は、アルツハイマー病患者の中枢実行機能の低下を示している。[ 14 ]
最近の執行機能に関する研究では、「中枢」執行機能はバデリー＆ヒッチモデルで考えられているほど中枢的ではないことが示唆されている。むしろ、個人間で大きく独立して変化する可能性のある別々の執行機能が存在し、脳損傷によって選択的に障害を受けたり、影響を受けなかったりする可能性があるようだ。[ 15 ]
中央実行系と連携して機能するのが音韻ループです。音韻ループは聴覚情報を保持するために使用されます。音韻ループには、音韻ストアと発音リハーサルプロセスの2つのサブコンポーネントがあります。音韻ストアは聴覚情報を短期間保持します。発音リハーサルプロセスは、リハーサルを通じて情報をストアに長期間保持します。[ 16 ]
視空間スケッチパッドは、中央実行系のもう一方の部分です。これは、視覚情報と空間情報を保持するために使用されます。視空間スケッチパッドは、意識が物体を想像したり、物理的な環境を移動したりするのを助けるために使用されます。[ 10 ]
バデリーは後に、エピソードバッファと呼ばれる第4の側面をモデルに追加した。エピソードバッファは情報を保持できるため、記憶される情報量を増やすことができるとされている。情報を保持する能力があるため、エピソードバッファは知覚、短期記憶、長期記憶の間で情報を転送するとも言われている。エピソードバッファは比較的新しい概念であり、現在も研究が続けられている。[ 10 ]
エアランゲン情報心理学学派の重要な洞察は、ヘルマー・フランクが1960年に提唱した人間の情報処理に関する心理構造モデルに基づいている。このモデルによれば、環境からの情報は感覚器官を介して短期記憶（「ワーキングメモリ」）に入り込む。この記憶に入った情報は意識化され、さらに処理されたり、記憶に保存されたり、行動として計画されたり、そして環境との関連において行動に移されたりする。
受信した情報量と処理すべき情報量が短期記憶容量を超えると、情報処理プロセスは停止し、再開する必要が生じる。短期記憶容量は個人差があるため、情報処理能力にもばらつきがあり、これが「一般知能」の基礎と考えられ、個人の一般知能因子に反映される。特に、流動性知能のレベルはこれに依存する。
短期記憶容量C（ビット単位）は、次の式に従って変化する。
C = S ⋅ D は、量に関して成り立つ。
提示された概念に加えて、エアランゲン学派は、自己テスト版を含む、単回および繰り返し実施可能な、実施が容易な知能テスト KAI を開発しました。[ 17 ]これは後に、情報処理速度を読書速度として測定する、情報処理の一般基本量に関する短期テスト (KAI) と名付けられました。KAI を使用すると、SとD を数分で測定でき、そこから上記の式を使用して短期記憶容量を決定できます。これらの値はIQ ポイントにも割り当てることができます。[ 18 ] [ 19 ]
認知プロセスには、知覚、認識、想像、記憶、思考、判断、推論、問題解決、概念化、計画などが含まれる。これらの認知プロセスは、人間の言語、思考、イメージ、記号から生じる。
これらの特定の認知プロセスに加えて、多くの認知心理学者は、言語習得、精神状態や意識の変容、視覚、聴覚、短期記憶、長期記憶、記憶の保存、想起、思考の知覚など、多岐にわたる分野を研究している。
認知プロセスは、感覚、思考、経験を通して生じます。最初のステップは注意を向けることによって始まり、それによって与えられた情報の処理が可能になります。認知処理は学習なしには起こり得ず、両者は連携して情報を完全に理解するために機能します。
生まれか育ちかは、人がどのように影響を受けるかに関する理論を指します。[ 20 ]生まれつきの考え方は、私たちは遺伝子によって影響を受けるという考えに基づいています。これには、私たちの身体的特徴と性格すべてが含まれます。一方、育ちは、私たちが環境と経験によって影響を受けるという考えに基づいています。私たちが今のようになっているのは、どのように育てられたか、どのような環境で育ったか、幼少期の経験によるものだと考える人もいます。この理論では、人間は情報を積極的に入力、検索、処理、保存していると考えています。文脈、社会的内容、処理に対する社会的影響は、単に情報として見なされます。生まれつきは認知処理のハードウェアを提供し、情報処理理論はそのハードウェアに基づいて認知機能を説明します。個人は、記憶スパンなどの認知能力において生まれつき違いがありますが、人間の認知システムは、情報を保存し、情報がどのように処理されるかを決定する制御プロセスのセットに基づいて同様に機能します。「育ち」の要素は、処理されて行動と学習につながる情報入力（刺激）を提供します。長期記憶（知識）の内容の変化は学習である。過去の知識は将来の情報処理に影響を与え、ひいては将来の行動や学習に影響を与える。
情報処理理論は、量的発達と質的発達の両方の要素を組み合わせたものです。質的発達は、情報の保存と検索のための新しい戦略の出現、表象能力（概念を表すための言語の利用など）の発達、または問題解決ルールの獲得によって起こります（Miller、2011）。知識基盤の増加やワーキングメモリに記憶できる項目数の増加は量的変化の例であり、関連する認知的関連性の強さの増加も同様です（Miller、2011）。質的要素と量的要素はしばしば相互に作用し、処理システム内でより効率的な新しい戦略を発達させます。
情報処理理論は現在、コンピュータや人工知能の研究に用いられています。この理論は、個人を超えたシステム、例えば家族や企業組織にも応用されています。例えば、Ariel (1987) [ 21 ] は、情報処理理論を家族システムに適用し、刺激の感知、注意、符号化は個人内または家族システム自体で起こると述べています。家族システムが静止状態を維持し、システムのルールに違反する入力刺激に抵抗する傾向がある従来のシステム理論とは異なり、情報処理家族は、情報に注意を向け、処理する方法に影響を与える個人および相互のスキームを発達させます。機能不全は個人レベルと家族システム自体の両方で発生する可能性があり、治療的変化のターゲットが増えます。Rogers, PR ら (1999) は、情報処理理論を用いて企業組織の行動を記述し、効果的なビジネス戦略と非効果的なビジネス戦略がどのように開発されるかを説明するモデルを提示しました。彼らの研究では、市場情報を「感知」する組織の構成要素と、組織がこの情報にどのように注意を向けるかが特定されています。どのゲートキーパーが組織にとってどの情報が関連性があり重要かを決定するのか、それが既存の文化（組織スキーマ）にどのように組み込まれるのか、そして組織が長期戦略に対して効果的なプロセスを持っているのか、それとも非効果的なプロセスを持っているのか。認知心理学者のカーネマンとグラベは、学習者はこのプロセスをある程度コントロールできると指摘した。選択的注意とは、人間が特定の情報を選択して処理すると同時に、他の情報を無視する能力である。これは、以下のような多くの要因によって影響を受ける。
いくつかの研究では、ワーキングメモリが高い人は、無関係な情報をより効果的にフィルタリングできることが示されています。特に、二耳聴取に焦点を当てたある研究では、参加者に左右の耳にそれぞれ1つずつ、合計2つの音声トラックを再生し、片方の音声トラックにのみ注意を向けるように指示しました。その結果、ワーキングメモリ容量と、参加者がもう一方の音声トラックからの情報をフィルタリングする能力との間に有意な正の相関関係があることが示されました。[ 22 ]
情報処理理論が教室でどのように応用されているかの例としては、以下のようなものがあります。
{{citation}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)