間隔をあけた反復

間隔反復は、通常フラッシュカードを使って行われる、証拠に基づいた学習テクニックです。心理的な間隔効果を利用するために、新しく導入されたより難しいフラッシュカードはより頻繁に表示され、古くて難易度の低いフラッシュカードはより頻繁に表示されません。間隔反復を使用すると、学習速度が向上することが証明されています。^[1]

この原理は多くの状況で役立ちますが、間隔を置いた反復は、学習者が多くの項目を習得し、それらを記憶に無期限に保持しなければならない状況でよく適用されます。したがって、これは第二言語学習の過程での語彙習得の問題に適しています。学習プロセスを支援するために、多くの間隔を置いた反復ソフトウェア プログラムが開発されています。また、ライトナー システムを使用して、物理的なフラッシュ カードで間隔を置いた反復を行うこともできます。テスト効果と間隔を置いた反復を組み合わせると、長期記憶を改善できます。そのため、暗記がしやすくなります。

間隔をあけた反復法は、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「忘却曲線」（学習した情報が時間の経過とともに失われる様子を示すグラフ）を作成し、一定期間にわたって数回の間隔でそのような情報を見直すことで忘却を抑制できると仮定しました。^[2]

1978年にはトーマス・ランダウアーとロバート・A・ビョークもこの実験を行った。彼らは心理学の学生を集め、学生たちに特定の人物の写真を見せ、その人物の名前を続けた。これは顔名前連想としても知られている。人物の名前と顔を繰り返し見ることによって、学生は示された人物の名前と顔を、間隔を置いた繰り返しによる時間の延長と関連付けることができた。^[3]

1985年、シャクター、リッチ、スタンプは研究を拡大し、健忘症やその他の記憶障害を持つ人々を対象にしました。その結果、間隔を置いた反復練習は、名前と顔を関連付ける生徒だけでなく、記憶障害を持つ患者にも役立つことがわかりました。^[4]

1989年、C.J.キャンプは、アルツハイマー病患者にこの技術を使用すると、特定の物事を記憶する持続時間が長くなる可能性があると判断しました。^[3]これらの結果は、時間間隔の延長が記憶に最も大きな効果をもたらすことを示しています。^[4]

間隔反復法は、被験者に特定の事実を思い出すように依頼する方法で、その事実が提示されたり話されたりするたびに時間間隔が長くなります。被験者が情報を正確に思い出すことができれば、その時間を 2 倍にして、将来思い出すために情報を記憶に新鮮に保つことができます。この方法により、患者は情報を長期記憶に残すことができます。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、このテクニックを持続させます (Vance & Farr、2007)。^[5]

この拡張は、情報を一度で思い出す成功率を高くするために行われ、時間間隔を長くすることで情報を長持ちさせ、常に情報を頭の中でアクセスできるようにするために行われます。^[6] 間隔反復の開発を通して、この技術を使用している認知症患者は、数週間後、さらには数か月後でも情報を思い出すことができることがわかりました。この技術は、認知症患者が特定の物の名前、日常のタスク、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を助けることに成功しています（Small、2012）。^[7]十分なテスト証拠は、間隔反復が新しい情報を学習し、過去の情報を思い出すのに役立つことを示しています。^[4]

スモール氏は、多くの科学者の研究と研究結果を組み合わせて、間隔を置いた反復が有効な5つの理由を挙げています。それは、ルーチン記憶の関係を示すのに役立つこと、時間の延長で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患者の脳を活発に保つのに役立つこと、ほとんどまたは全く間違いがなく成功率が高いこと、そしてこの手法は患者がより多くのことを行い、覚えるのに有意義であることです) ^[7]ジョルティン氏ら (2003)、^{[8] は}、介護者に電話で孫の名前を伝えながら、冷蔵庫に貼られた孫の写真と関連付けるように依頼してアルツハイマー病の女性を訓練させました。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]

間隔をあけた反復が学習の向上に利用できるという考えは、 1932年にCAメイスが著した『学習心理学』の中で初めて提案された。「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ある。復習の間隔は、おおよそ1日、2日、4日、8日といった具合に、徐々に長くしていくべきである。」^[9]

1939年、HF スピッツァーは、アイオワ州で科学的事実を学んでいた6年生を対象に、ある種の間隔を置いた反復学習の効果をテストしました。^[10]スピッツァーはアイオワ州の3600人以上の生徒をテストし、間隔を置いた反復学習が効果的であることを示しました。この初期の研究は注目されず、1960年代後半にメルトン^[11]やランダウアーとビョーク^[12]などの認知心理学者が、記憶を改善する手段として反復タイミングの操作を研究するまで、この分野は比較的静かでした。同じ頃、ピムスルー語学コースは、間隔を置いた反復理論を言語学習に実用化する先駆者となり、1973年にはセバスチャン・ライトナーがフラッシュカードに基づく多目的間隔を置いた反復学習システムである「ライトナーシステム」を考案しました。

1980 年代にパソコンが普及するにつれ、間隔を置いた反復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、自動スケジュール作成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できるようになりました。^{[中立性は議論の余地あり]}ユーザーが目標の達成レベル (たとえば、任意の時点ですべての教材の 90% を正しく思い出す) 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、ユーザーが正しい応答を生成できる容易さに応じて定義されます。

この初期研究のデータは、リハーサルの間隔が広くなると（拡張）、テストポイントでの正確さの割合が高くなることを示しました。^[13]間隔を広げた反復と拡張間隔の反復が非常に効果的であると考えられているのは、反復の間隔が広がるごとに、テスト期間の間に経過した時間のために情報の検索がより困難になるためです。これにより、各ポイントで長期記憶にある学習した情報がより深く処理されます。拡張反復モデルが非常に効果的に機能す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。最初のテストで成功した反復を伴う初期学習を行うことで、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]拡張検索は一般的に間隔を置いた反復に関連付けられますが、均一な検索スケジュールも間隔を置いた反復手順の一種です。^[14]

Buiら（2013）が実施した研究では、間隔を置いた反復の利点が、作業記憶の違いと反復の間に発生するタスクの複雑さによってどのように影響を受けるかが調査されました。研究者らは、作業記憶が高い参加者が間隔を置いた反復の恩恵を受け、困難な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、典型的には、事実の記憶を通じて研究される。伝統的に言えば、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こなかった。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有益であることが示された。Pashler、Rohrer、Cepeda、Carpenter が実施した研究^[17]では、参加者は間隔を置いた検索スケジュールまたは集中検索スケジュールのいずれかで、単純な数学の原理を学習しなければならなかった。間隔を置いた検索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た。^[17]

これは、間隔をあけた反復法が単純な事実や文脈データを覚えるだけでなく、数学など、操作や特定の原理や公式の使用 (例: y = mx + b) が必要な分野でも使用できることを示している点でユニークです。また、これらの研究者は、テストを実施するとき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回答を与えると、次のテストで正解する可能性が高くなります。

これを踏まえて、最近の研究では、複雑な領域での手順スキルの習得に間隔を置いた反復を適用しています。たとえば、脳神経外科のトレーニングに関するパイロット スタディでは、間隔を置いた反復を 6 週間のシミュレーション モジュールに組み込むことで、研修医の複雑な外科手術の熟練度が向上したことがわかりました。構造化された反復練習を行った参加者は、従来の方法のみを使用してトレーニングした参加者と比較して、客観的なパフォーマンス メトリックで大幅な改善が見られました。^[18]これは、間隔を置いた反復が外科のコンテキストでの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、医療トレーニングの他の領域での実証済みの適用も含まれています。^[19]

間隔反復は、事実学習、数学、手続きスキル、さまざまなタスク（拡張または均一な検索）など、多くの領域に関連する学習に便利なツールです。^[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、多くの研究者にとって依然として興味深いテーマとなっています。^[20]

長年にわたり、記憶障害を持つ患者を改善するための技術やテストが考案されてきました。間隔を置いた反復は、患者の精神を改善するための解決策の 1 つです。間隔を置いた反復は、事実の記憶から自転車の乗り方の記憶、子供の頃の過去の出来事の記憶まで、記憶のさまざまな領域で使用されています。^[3]回復練習は、個人が何かを見たり勉強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、主に学習しようとしている幼児や記憶障害を持つ高齢者を対象としています。^[6]

間隔を置いた繰り返しアルゴリズムにはいくつかのファミリがあります。

• ライトナーシステム：5つのレベルと任意の数のステージ
• 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）：SM-0（論文実装）からSM-18 ^[23]（SuperMemo 18内）
• DASH ^{[24] [25]}（難易度、能力、学習歴）家族
• SSP-MMC ^{[26] [27] [28]}（確率的最短経路記憶コスト最小化）と密接に関連するFSRS ^[29]（自由空間反復スケジューラ）があり、後者はAnkiリリース23.10 ^[30]およびRemNoteリリース1.16 ^{[31]から利用可能である。}

間隔の正確な長さはアルゴリズムの有効性に大きな影響を与えないと理論づける人もいますが^[32]、間隔（拡張間隔と固定間隔など）が非常に重要であると示唆する人もいます。この点に関する実験結果はまちまちです。^[33]

間隔反復ソフトウェア (SRS) のほとんどは、物理的なフラッシュカードを使った手動学習スタイルをモデルにしています。つまり、暗記する項目は、質問と回答のペアとしてプログラムに入力されます。ペアを確認する必要があるときは、質問が画面に表示され、ユーザーは回答を試みます。回答後、ユーザーは手動で回答を明らかにし、回答の難しさを (主観的に) プログラムに伝えます。プログラムは、間隔反復アルゴリズムに基づいてペアをスケジュールします。コンピューター プログラムがない場合、ユーザーは物理的なフラッシュカードをスケジュールする必要があります。これは時間がかかり、ユーザーはライトナー システムのような単純なアルゴリズムに制限されます。^[34]

復習スケジュールを最適化するために、間隔反復アルゴリズムの開発では予測モデリングに重点が置かれています。これらのアルゴリズムはランダムに決定された方程式を使用して、復習セッションの最も効果的なタイミングを決定します。^[35]

ソフトウェアに関するさらなる改良:

• 自信に基づいた繰り返し：ユーザーは各デジタルフラッシュカードに対する自信を、例えば1～5のスケールで評価します。自信の低いカードは、ユーザーが自信の評価を上げるまで、より頻繁に繰り返します。^[36][37]
• 質問や回答は、音声認識を訓練するためのサウンドファイルにすることができます。
• ペアの自動生成 (たとえば、語彙の場合、外国語の単語、その発音、その意味の3 つの質問ペアを生成すると便利ですが、データの入力は 1 回だけで済みます。)
• 単語を含む例文など、自動的に取得される追加情報が利用できます。
• 間隔を置いた反復学習とオンライン コミュニティ機能 (コースの共有など) を組み合わせる機会。

ライトナーシステムは、1970 年代にドイツの科学ジャーナリスト、セバスチャン ライトナーによって提案された、フラッシュ カードを効率的に使用する方法として広く使用されています。これは、間隔をあけて反復するという原則をシンプルに実装したもので、カードを徐々に間隔をあけて復習します。

この方法では、ライトナーの学習ボックス内のフラッシュカードは、学習者が各カードをどれだけよく知っているかに応じてグループに分類されます。学習者はフラッシュカードに書かれた解答を思い出そうとします。成功した場合は、カードを次のグループに送ります。失敗した場合は、最初のグループに戻します。後続のグループでは、学習者がカードを再度見直すまでの時間が長くなります。ライトナーの元の方法は、彼の著書「So lernt man Lernen (学ぶ方法)」で発表されており、学習ボックスの仕切りのサイズによって反復スケジュールが制御されていました。これらは、1、2、5、8、14 cm でした。仕切りがいっぱいになった場合にのみ、学習者はその中に入っているカードのいくつかを、覚えているかどうかに応じて前または後ろに動かして復習します。

段階的間隔想起は、 1967年にポール・ピムスルーが発表した間隔反復法の一種である。^{[38]これは}ピムスルー言語学習システム で使用されており、最初の数回の反復間の時間が非常に短い（秒または分単位で測定）ため、プログラムされた音声指導に特に適している。これは、それほど正確なタイミングを必要としない可能性のある他の形式の間隔反復法と比較して優れている。ピムスルーの論文で発表された間隔は、5秒、25秒、2分、10分、1時間、5時間、1日、5日、25日、4か月、2年である。

間隔を広げる間隔反復は、この学習手順の中で最も有益なバージョンであると長い間主張されてきましたが、反復手順を比較した研究では、拡大反復と均一な想起の違いはほとんどないか、まったくないことが示されています。ジョン・L・ドブソンが執筆した論文では、均一な想起が拡大よりも優れているケースが見つかりました。^[39]この結果の範囲の主な推測は、以前の研究では、結果が間隔条件または学習期間中の成功した反復の数によって影響を受ける可能性を考慮していないということです。^[14]

間隔反復法では、間隔を 2 つの形式で実装します。最初の形式は絶対間隔です。絶対間隔は、学習期間とテスト期間内のすべての試行の測定です。この例としては、参加者が合計 30 回の試行期間にわたって学習しますが、これらの試行の間隔は拡大または均一のいずれかになります。2 番目の形式は相対間隔と呼ばれます。相対間隔は、各テスト間の試行の間隔を測定します。この例としては、絶対間隔が 30 の場合、参加者は拡大間隔 (1–5–10–14) または均一間隔 (5–5–5–5–5–5–5) のいずれかになります。これは、あるタイプの反復スケジュールが他のタイプよりも有益であるかどうかを測定する上で重要です。^[14]

反復研究に対する一般的な批判は、関連するテストの多くは、単に短期的なスケールで記憶の保持を測定しているだけだというものである。Karpicke と Bauernschmidt ^[14]が実施した研究では、この原則を使用して、さまざまなタイプの反復の主な違いを決定した。2 人は、1 週間にわたって参加者をテストすることにより、長期的な記憶の保持を研究することに焦点を当てた。参加者は、均一なスケジュールまたは拡張スケジュールのいずれかに割り当てられました。96 人の参加者に割り当てられた間隔に関係なく、各参加者はリハーサル間隔の最後に 3 つの反復テストを完了しました。これらのテストが完了すると、参加者は 1 週間後に戻ってきて、最終的な記憶テストを完了しました。研究者は、どのような反復スケジュールが使用されたかは重要ではないと結論付けました。効果的な長期学習に最も貢献したのは、反復テスト間の間隔 (絶対間隔) でした。^[14]

• Kail, RV、Cavanaugh JC (2007)。「Spaced Retrieval」。人間の発達：生涯にわたる視点（第 5 版）。カリフォルニア州ベルモント：ワズワース。
• Wozniak, Piotr (1999 年 2 月)。「効果的な学習: 知識を形成する 20 のルール」– 間隔をあけて反復学習するためのフラッシュカードの作成に関するアドバイス。