間隔反復

間隔反復法は、通常フラッシュカードを使って行われる、エビデンスに基づいた学習法です。新しく導入された難易度の高いフラッシュカードはより頻繁に表示され、古い難易度の低いフラッシュカードはより低い頻度で表示されることで、心理的な間隔効果を利用します。間隔反復法の使用は、学習速度を向上させることが証明されています。^{[ 1 ]}

この原理は多くの場面で役立ちますが、間隔反復法は、学習者が多くの項目を習得し、それを長期にわたって記憶に保持する必要がある場面で特に有効です。そのため、第二言語学習における語彙習得の問題に非常に適しています。学習プロセスを支援するために、間隔反復法用のソフトウェアプログラムが数多く開発されています。また、ライトナー方式を用いた物理的なフラッシュカードによる間隔反復法も可能です。テスト効果と間隔反復法を組み合わせることで、長期記憶を向上させることができます。したがって、記憶がより容易になります。

間隔反復法は、1880年代にドイツの科学者ヘルマン・エビングハウスによって初めて考案されました。エビングハウスは、学習した情報が時間とともに失われていく様子を示すグラフである「忘却曲線」を作成し、一定期間にわたって情報を数回に分けて復習することで、忘却を抑制できると提唱しました。^{[ 2 ]}

1978年にトーマス・ランダウアーとロバート・A・ビョークもこれを検証しました。彼らは心理学の学生グループを集め、特定の人物の写真を見せた後、その人物の名前を見せました。これは顔と名前の関連付けとしても知られています。人物の名前と顔を繰り返し見ることで、間隔を置いて繰り返し提示することで、時間の経過とともに、示された人物の名前と顔を関連付けることができました。^{[ 3 ]}

1985年にシャクター、リッチ、スタンプは、健忘症やその他の記憶障害を持つ人々を対象に研究を拡大しました。その結果、間隔反復法は、名前と顔の関連付けができる学生だけでなく、記憶障害を抱える患者にも役立つことが分かりました。^{[ 4 ]}

1989年、C.  J. Campは、この手法をアルツハイマー病患者に適用すると、特定の事柄を記憶する期間が長くなる可能性があると判断した。^{[ 3 ]}これらの結果は、時間間隔の拡大が記憶に最も大きな効果をもたらすことを示している。^{[ 4 ]}

間隔反復法は、被験者に特定の事実を記憶するように求め、その事実が提示または言及されるたびに時間間隔を長くしていく方法です。被験者が情報を正しく思い出すことができれば、その情報を記憶に留めて将来思い出すのを助けるために、時間が倍になります。この方法により、患者は情報を長期記憶に定着させることができます。情報を思い出せない場合は、前のステップに戻って練習を続け、テクニックを定着させるのに役立ちます（Vance & Farr、2007）。^{[ 5 ]}

拡張は、情報を初回で高い成功率で想起できるようにし、時間間隔を長くして情報を長持ちさせ、常に心の中で情報にアクセスできるようにするために行われます。^{[ 6 ]} 間隔反復法の開発を通じて、認知症患者がこのテクニックを使用すると、数週間後、場合によっては数か月後にも情報を想起できることがわかっています。このテクニックは、認知症患者が特定の物の名前、日々の作業、名前と顔の関連付け、自分自身に関する情報、その他多くの事実や行動を思い出すのに成功しています（Small、2012）。^{[ 7 ]}十分なテスト証拠は、間隔反復法が新しい情報を学習し、過去の情報を想起するのに価値があることを示しています。^{[ 4 ]}

スモールは、間隔反復が効果的な5つの理由を挙げるために、多くの科学者の研究と発見をまとめています。それは、日常的な記憶の関係を示すのに役立つこと、時間の延長とともに物事を学ぶことの利点を示すこと、アルツハイマー型認知症の患者が脳を活性化し続けるのに役立つこと、エラーがほとんどなく成功率が高いこと、そして患者がより多くのことを行い、記憶する上でこのテクニックが有意義であること）^{[ 7 ]}ジョルティンら（2003）^{[ 8 ]}は、介護者にアルツハイマー病の女性に電話で孫の名前を伝え、冷蔵庫に貼られた孫の写真と関連付けるように頼んで訓練させました。訓練後、女性は5日後に孫の名前を思い出すことができました。^{[ 4 ]}

間隔反復法が学習の向上に役立つという考えは、 1932年にCA Maceが著した『学習の心理学』の中で初めて提唱されました。「おそらく最も重要な発見は、学習期間の適切な配分に関するものです。復習は、1日、2日、4日、8日といった間隔で徐々に間隔を広げて行うべきです。」^{[ 9 ]}

1939年、HF Spitzerは、アイオワ州の6年生が科学的事実を学習する際に、ある種の間隔反復法の効果を検証した。^{[ 10 ]} Spitzerはアイオワ州の3600人以上の生徒を対象にテストを行い、間隔反復法が効果的であることを示した。この初期の研究は注目されず、認知心理学者Melton ^{[ 11 ]}やLandauerとBjork [ ^{12 ]}が記憶力向上の手段として反復タイミングの操作を研究した1960年代後半まで、この分野は比較的静かだった。ほぼ同時期に、^Pimsleurの語学コースが間隔反復理論の言語学習への実践的な応用を先駆的に行い、1973年にはSebastian Leitnerがフラッシュカードに基づく万能間隔反復学習システムである「Leitnerシステム」を考案した。

1980年代にパーソナルコンピュータへのアクセスが増加すると、間隔反復法はコンピュータ支援言語学習ソフトウェアベースのソリューション（§ ソフトウェアを参照）で実装されるようになり、自動スケジュール設定と統計収集が可能になり、数千枚のカードを個別にスケジュール設定できるようになりました。ユーザーが目標達成レベル（例えば、任意の時点で全教材の90%を正しく想起する）に到達できるように、ソフトウェアは反復間隔を調整します。難しい教材はより頻繁に表示され、簡単な教材はより少なく表​​示されます。難易度は、ユーザーが正しい回答を生成できる容易さに応じて定義されます。

この初期研究の背後にあるデータは、リハーサル間の間隔を広げる（拡張する）と、テスト時点での正答率が高くなることを示していました。^{[ 13 ]}間隔を広げる間隔反復法が効果的である理由は、反復の間隔を広げるごとに、テスト期間の間に経過する時間のために情報を思い出すことが難しくなり、各時点で長期記憶内の学習した情報のより深いレベルの処理が生まれるためです。拡張反復モデルが効果的であると考えられるもう1つの理由は、最初のテストがリハーサルプロセスの早い段階で行われることです。^{[ 14 ]}この目的は、反復の成功率を高めることです。最初の学習の後に成功した反復を行うことで、人々は次のテストでこの成功した反復を思い出す可能性が高くなります。^{[ 15 ]}拡張想起は一般的に間隔反復法と関連付けられていますが、均一な想起スケジュールも間隔反復法の形式です。^{[ 14 ]}

Buiら（2013）が行った研究では、間隔反復の利点がワーキングメモリの違いと反復の間に行われるタスクの複雑さによってどのように影響を受けるかを調べました。研究者らは、ワーキングメモリが高い参加者は間隔反復から恩恵を受け、難しいタスクでより良いパフォーマンスを示したことを発見しました。^{[ 16 ]}

間隔反復は、通常、事実の暗記を通して研究されます。従来、単純な事実/意味情報を超えた操作や思考を必要とする分野には適用されていませんでした。最近の研究では、間隔反復が数学の問題を解くなどのタスクに役立つことが示されています。Pashler、Rohrer、Cepeda、およびCarpenterによる研究^{[ 17 ]}では、参加者は間隔反復または集中反復のいずれかのスケジュールで単純な数学の原理を学習する必要がありました。間隔反復学習タスクを与えられた参加者は、最後の練習セッション後に配布された最終テストでより高いスコアを示しました。^{[ 17 ]}

この研究のユニークな点は、間隔反復法が単純な事実や文脈データの記憶だけでなく、数学のように操作や特定の原理または公式（例：y = mx + b）の使用が必要な分野でも使用できることを示している点です。また、研究者らは、テストを実施する際にフィードバックを適用することが有益であることも発見しました。参加者が間違った回答をした場合、研究者が一定期間後に正しい答えを教えると、次のテストで正解する可能性が高くなりました。

これを踏まえ、より最近の研究では、複雑な領域における手順スキルの習得に間隔反復法が応用されている。例えば、神経外科研修のパイロット研究では、6週間のシミュレーションモジュールに間隔反復法を組み込むことで、研修医の複雑な外科手術の熟練度が向上することがわかった。構造化された反復練習を行った参加者は、従来の方法のみでトレーニングを行った参加者と比較して、客観的なパフォーマンス指標が大幅に向上した。^{[ 18 ]}これは、間隔反復法が外科的状況における手順知識の習得を効果的に促進できることを示唆しており、他の医療研修分野での応用も実証されている。^{[ 19 ]}

間隔反復は、事実の学習、数学、手続き的スキル、さまざまなタスク（拡張的または均一な想起）など、多くの領域に関連する学習に役立つツールです。^{[ 17 ]}長年にわたる多くの研究が間隔反復の使用と実装に貢献しており、それは依然として多くの研究者にとって関心の対象となっています。^{[ 20 ]}

長年にわたり、記憶障害のある患者を改善するための技術やテストが開発されてきました。間隔反復法は、患者の記憶力を向上させるための解決策の一つです。間隔反復法は、事実の記憶から自転車の乗り方の記憶、幼少期の出来事の記憶まで、記憶のさまざまな分野で使用されています。^{[ 3 ]}回復練習は、個人が何かを見たり学習したりした直後にそれを思い出すことができるかどうかを確認するために使用されます。回復練習を増やすことは、長期記憶を改善する技術として頻繁に使用されており、主に学習しようとしている幼児や記憶障害のある高齢者に用いられています。^{[ 6 ]}

間隔反復アルゴリズムにはいくつかの種類があります。

• ライトナーシステム― 5つのレベルと任意の数の学習段階を用いるシンプルな方式
• ニューラルネットワークベース^{[ 21 ] [ 22 ]}
• SMアルゴリズムファミリー（SuperMemo#Algorithms）は、SM-0（紙と鉛筆のプロトタイプ）からSM-18まで^{[ 23 ]} 、 SuperMemo 18と19に組み込まれています。
• DASH ^{[ 24 ] [ 25 ]}（困難度、能力、学習履歴）ファミリー
• SSP-MMC ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} ( Stochastic Shortest Path Minimize Memorization Cost ) と、それと密接に関連する FSRS ^{[ 29 ]} ( Free Spaced Repetition Scheduler ) は、Anki ではリリース 23.10 ^{[ 30 ]}以降、RemNote ではリリース 1.16 ^{[ 31 ]}以降で利用可能です。

間隔反復は、多くの分野で効果的な学習戦略として広く受け入れられており、^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}多くの研究者が正式な教育にこの方法を導入することを提案しています。^{[ 35 ] [ 36 ]}一般的な「間隔拡大法」（反復の間隔を反復ごとに拡大する方法）は、均一間隔反復と同等かそれ以上の効果を発揮するという証拠があります。間隔拡大法は想起に有益であるとする論文もあります。^{[ 37 ] [ 34 ]}他のメタ分析では、両方の方法が同様の結果をもたらすと結論付けており、したがって「間隔反復練習を推奨する教師と生徒への強い勧告が妥当である」と結論付けています。^{[ 32 ]}

間隔を広げることで追加的なメリットが得られるメカニズムがいくつか提案されています。最も注目すべきは、間隔反復の基本原則の1つは間隔を広げることで想起の努力が増すことであり、間隔を広げることでその難易度を徐々に上げることができるというものです。しかし、この主張を裏付ける証拠はほとんど見つかっていません。いくつかの研究で観察された間隔を広げることによるメリットは、最初の想起のタイミング、反復回数、テスト間の全体的な間隔など、他の要因によるものだと主張されています。^{[ 6 ] [ 14 ]}また、最適なスケジュールは学習者によって異なるため、一般的な推奨事項は無関係であるとも提案されています。^{[ 38 ]}

• Kail, RV、& Cavanaugh JC (2007)。「間隔を空けた想起」。『人間発達：生涯にわたる視点』（第5版）。ベルモント、カリフォルニア州：ワズワース。
• ウォズニアック、ピョートル（1999年2月）。「効果的な学習：知識を形成するための20のルール」。―間隔反復学習のためのフラッシュカード作成に関するアドバイス。