手続き的知識

手続き的知識（ノウハウとも呼ばれる）^{[ a ]}は、何らかの作業を行う際に用いられる知識です。記述的知識（宣言的知識、命題的知識、または「知っていること」とも呼ばれる）は、特定の命題（例：「雪は白いことを知っている」）に関する知識、つまり宣言文で表現できる事実に関する知識ですが、手続き的知識は、何かを行う能力（例：「パンクしたタイヤの交換方法を知っている」）に関する知識です。手続き的知識は、行動を正しく実行したり、スキルを発揮したりする方法を知っているだけでよいので、手続き的知識を口頭で明確に表現する必要はありません。^{[ 2 ] [ 3 ]}

手続き的知識という用語は、認知心理学と知的財産法の両方において、より狭義ではあるが関連する技術的な用法を持つ。

手続き的知識（つまり、やり方の知識）は、記述的知識（つまり、～である知識）とは異なり、タスクに直接適用できる。^{[ 2 ] [ 4 ]}例えば、問題を解決するために使用する手続き的知識は、問題解決について持っている宣言的知識とは異なり、この知識は実行によって形成される。^{[ 5 ]}

知識の仕方と知識の事実の区別は、ギルバート・ライルが著書『心の概念』で用いたことで認識論において注目されるようになった。^{[ 3 ]}

ノウハウは、一般的には「世渡り上手」 （学問的知識の対義語として捉えられることもある）とも呼ばれ、その世渡り上手を活かす人は「世渡り上手」と呼ばれる。ノウハウは暗黙知であることが多く、そのため、書き留めたり口頭で説明したりして他人に伝えるのは難しい。暗黙知の対義語は明示知である。

手続き的知識は、認知心理学者が定義する技術に帰属する「ノウハウ」であり、「何かを行う方法を知っていること」を指します。その複雑さの一部は、プロセス、問題解決、戦略的思考などの用語と関連付けようとすることにあり、その結果、異なるレベルの手順を区別する必要が生じます。^{[ 6 ]}これは、問題を解決するためにアクションシーケンスを実行する能力です。このタイプの知識は特定の問題タイプに結びついているため、広く一般化することはできません。^{[ 7 ]}手続き的知識は目標指向であり、問​​題解決行動を媒介します。^{[ 8 ]}

手続き的知識の概念は、数学教育研究でも広く用いられています。この分野における手続き的知識の最も影響力のある定義は、HiebertとLefevre（1986）による画期的な著書「概念的知識と手続き的知識：数学の場合」の序章に由来し、彼らは手続き的知識を2つのカテゴリーに分類しました。1つ目は、システムの個々の記号と、記号の許容される構成に関する構文規則への精通です。2つ目は、数学的問題を解くための規則または手順です。言い換えれば、彼らは手続き的知識を、記号を操作するための構文、手順、規則、および規則の知識と定義しています。^{[ 9 ]}学生が持っている手順の多くは、おそらく記号を操作するための一連の手順でしょう。彼らの定義では、手続き的知識にはアルゴリズムが含まれます。つまり、手続き的ステップをあらかじめ決められた順序でエラーなく実行すれば、解決策が得られることが保証されますが、ヒューリスティクスは含まれません。ヒューリスティクスは、抽象的で洗練された深い手続き的知識であり、問​​題解決において非常に強力な資産です。^{[ 10 ]}したがって、Star (2005) は手続き的知識の再概念化を提案し、Hiebert と Lefevre (1986) で言及されているような表面的なものか、深いものかのどちらかであると示唆しました。^{[ 11 ] [ 9 ]}深い手続き的知識は、理解、柔軟性、批判的判断と関連付けられています。たとえば、ステップの目標とサブ目標、特定の手順の環境または状況の種類、環境によって手順に課される制約などです。^{[ 12 ]}手続き的柔軟性の開発に関する研究では、柔軟性が深い手続き的知識の指標であることが示されています。手続き的知識が浅い人は標準的な手法しか使えず、効率の低い解決策しか得られず、新しい問題にも対応できない可能性があります。しかし、手続き的知識が深い柔軟な解決者は、過度に練習された手法以外の手法を用いて領域をナビゲートし、さまざまな条件や目標に最適な解決策を見つけることができます。^{[ 13 ] [ 11 ] [ 14 ]}

手続き的知識は、主に明確に定義された明示的な知識単位に対して生じるにもかかわらず、宣言的知識と絡み合っていることが多い。一部の研究者は、初期の問題解決には例を明示的に参照することが含まれ、参加者は純粋な例に基づく処理から始めると示唆した。 ^{[ 15 ] [ 16 ]}例は類似の問題の解決方法を示しており、問題解決者は例の解決方法を現在の問題の解決方法に類推的にマッピングする。人々は、最初に規則や原則を教えられたときでも、例を広範囲に参照する。^{[ 17 ]}人々が認知スキルを獲得するとき、まず例が宣言的構造として符号化されると考えられている。参加者が最初の問題でテストされると、2 つの応答方法がある。例が学習した問題と一致する場合は、単に答えを取り出すことができる。しかし、一致しない場合は、例を類推的に拡張する必要がある。^{[ 16 ]}繰り返し練習すると、一般的な規則が発達し、特定の例にアクセスされなくなる。このようにして、知識は宣言的形式（例の符号化）から手続き的形式（生成規則）へと移行し、これは適応的思考制御―合理的（ACT-R）理論と呼ばれている。^{[ 18 ]}

しかし、特定の状況では、手続き的知識と宣言的知識は独立して獲得されることがあります。健忘症患者を対象とした研究では、患者は運動技能を習得したエピソードを思い出す能力がなくても、運動技能を習得できることが分かりました。この研究では、患者は鏡像反転した単語を効率的に読む能力を習得し保持していたにもかかわらず、それらの単語を認識する能力が著しく損なわれていたことも分かりました。この研究は、手続き的知識と宣言的知識の神経学的差異に関する証拠を提供しています。^{[ 19 ] [ 20 ]}研究者らはまた、健忘症患者のような一部の健常者が、明示的な宣言的知識がないにもかかわらず、相当な手続き的学習を示したことを発見しました。宣言的知識は手続き的課題のパフォーマンスに影響を与える可能性がありますが、手続き的知識と宣言的知識は別々に獲得される可能性があり、一方のタイプの知識を習得するために他方のタイプを構築する必要はないのです。宣言的知識の影響は、意識外の経路活性化プロセスの促進によるものかもしれません。^{[ 21 ]}プライムがターゲットを強く予測する場合、経路の活性化に重ね合わされる能動的で意識的な注意効果により、促進の量が増加する。^{[ 22 ]}したがって、被験者が手順の明示的な宣言的知識を発達させる場合、被験者はこの知識を使用して、この手順の次の項目に関する注意の期待を形成することができる。^{[ 21 ]}

ラシュレー（1951）は、行動シーケンスは通常、中央計画によって制御され、計画の構造は階層的であると提唱した。いくつかの証拠もこの仮説を支持している。同じ行動でも、それが起こる文脈によって異なる機能的解釈を持つことがある。同じ音のパターンでも、文中のどこに現れるかによって解釈が異なることがある。例えば、「there」と「their」のように。このような文脈依存性は、階層的計画によって示唆されるような機能的に包括的な状態によってのみ可能である。^{[ 23 ]}運動シーケンスの開始時間とシーケンス要素の応答間隔は、その長さとともに増加する可能性がある。^{[ 24 ]}さらに、応答間隔は、生成されようとしているフレーズのサイズに依存する可能性がある。フレーズが大きいほど、応答間隔は長くなる。^{[ 25 ] [ 26 ]}このようなデータは、階層的計画を構成要素に解読または展開するという観点から解釈されてきた。さらに、学習の困難さは行動シーケンスの容易さによって変化する。^{[ 27 ] [ 28 ]}最後に、スキルの長期学習は、より大きな階層単位またはチャンクを形成するプロセスによって自然に特徴付けられる。^{[ 24 ]}人々は、ピアノ協奏曲を演奏できるようになる前に簡単な音符を演奏することを学ぶように、新しく学習したルーチンがより基本的なルーチンを呼び出したり依存したりしながら、連続してより大きな行動単位の制御構造を学習する。^{[ 29 ]}

行動計画の形成過程に関して、Rosenhaum ら (2007) は、計画は連続する各動作シーケンスごとにゼロから形成されるのではなく、次に実行される動作シーケンスを直前に実行された動作シーケンスから区別するために必要な変更を加えることによって形成されると提唱した。^{[ 30 ]}運動計画は、連続して必要となる運動計画の特徴を変えることによって発生するという証拠が見つかっている。^{[ 31 ]}また、Rosenhaum ら (2007) は、単一の動作でさえ、最上位レベルに開始姿勢と目標姿勢があり、下位レベルに開始から目標への移行を構成する中間状態がある階層的に組織化された計画によって制御されているように見えることを発見した。^{[ 30 ]}

手続き的知識と概念的知識に関して最も一般的な理解は、「やり方を知っている」と「～ということを知っている」の対比です。^{[ 32 ]}この区別を、技術の暗黙知と科学の明示的知識の対比と捉える人もいます。^{[ 33 ]}概念的知識は、なぜそうなのかを説明することを可能にするため、「やり方を知っている」と「なぜそうなのかを知っている」の区別が生じます。^{[ 34 ]} 概念的知識は、知識項目間の関係に関係しており、学生がこれらのつながりを特定できる場合、概念的理解を持っていることを意味します。認知心理学者は、手続き的知識と対比するために宣言的知識という用語も使用し、それを「事実の知識」と定義しています。^{[ 35 ]}しかし、宣言的知識は無関係な事実の集合である可能性がありますが、概念的知識は関係に焦点を当てています。^{[ 36 ]}また、宣言的知識は、能動的な形式である手続き的知識とは対照的に、不活性な形式の知識ですが、概念的知識は能動的なプロセスの一部になり得ます。したがって、概念的知識は単なる事実知識ではなく、技術活動について考える力を与えるアイデアから成り立っていることを理解することが重要である。

数学学習研究からの証拠は、概念理解が手順の生成と採用に役割を果たしているという考えを支持しています。概念理解が深い子供は、手順スキルが高い傾向があります。^{[ 37 ]} 概念理解は手順スキルに先行します。^{[ 38 ]}概念と手順の両方についての指導は、手順スキルの向上につながる可能性があります。^{[ 39 ]}そして、概念知識の増加は手順の生成につながります。^{[ 40 ] [ 41 ]}しかし、この関係は一方向ではありません。概念知識と手順知識は反復的に発達しますが、概念知識は逆よりも手順知識に大きな影響を与える可能性があります。^{[ 41 ] [ 7 ]}概念指導は、概念理解の向上と正しい手順の生成と転移につながりました。手順指導は、概念理解の向上と指導された手順の採用につながりましたが、転移は限定的でした。