手続き記憶

HIP研究会 5月16日• 手続き記憶 ： 言語的に再現しにくく，一連の手続きとして再現される記憶系列的手続き学習における学習方法の比較• ボタンやタッチパネル等での系列的な操作でも無意識に形成され，間違えずに素早く操作ができるようになる
例）キーボード入力、ATMの操作など

筑波大学大学院 図書館情報メディア専攻
知覚・認知心理学研究室
保科みず希
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手続きの学習方法

手続の学習方法に関する先行研究• 手続き記憶の形成には，繰り返し学習する必要がある• 田中, 渡邊（2015）の実験
 １６個のボタンをタッチパネルに表示し，• 効率的な方法で行うと，手続きを記憶するための負担を減らすことができる

試行錯誤によってボタン押し順序を学習 ３つのボタンを６セット分押す：３×６課題例） 少ない時間で学習できる
余計な動作が少なくて済む

セット例→手続きの効率的な学習方法を利用することで，機械の操作を覚えやすく，操作しやすくすることに繋がる。

学習方法として，エラー後の学習のやり直し方に注目

3

4

系列の最初からやり直す方法

エラー箇所からやり直す方法• All-back学習法• Zero-back学習法

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先行研究の結果

研究目的• エラー箇所からやり直す方法は
 エラー数が多い
 課題全体にかかる時間が長い

新たなボタン構成を加え，ボタン押し手続き学習において，→最初からやり直す方法が効率的である

学習の繰り返し方の違いによる学習効率を再検討する• 最初からやり直す方法は機械操作等に応用しにくい場合が多い
エラー箇所からやり直す方法は本当に非効率的？

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実験デザイン

実験デザイン• 先行研究と同じ[3×6]課題に加え，1セットのボタン数が少ない[2×9]課題• 1ブロックごとに1つの条件について練習後，本番を1回ずつ• 本番は正解試行を30回達成で学習が完了したと判断• All-back学習法，Zero-back学習法

前半→ボタン構成、学習方法を組み合わせた4条件

ブロック①

All-back

ブロック②

All-back
学習法

All-back
学習法[3×6]課題

Zero-back
学習法[2×9]課題

2×9課題

休憩
All-back

3×6課題

休憩
後半

ブロック③

Zero-back

2×9課題

休憩Zero-back
学習法

ブロック④

Zero-back• 前半・後半では学習方法が異なる• ボタン構成の順序は共通• 条件の順序・使用する
ボタン系列はカウンター
バランスをとった

3×6課題

9実験環境

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データについて• 実験は簡易暗室内でタッチパネルを用いて行った• 参加者は事前にタッチパネルを操作しやすいように椅子の高さを調節した• 実験参加者：26名• 2名はエラー数が全員の平均値から標準偏差の３倍の範囲を外れていたため，全体の傾向から外れているとしてすべての条件でのデータを除外• 試行錯誤段階：第1正解試行を達成するまで• 繰り返し学習段階：第1正解試行を達成して以降

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結果：エラー数(内訳)

結果：エラー数

40＋35

＊＊

3030

＊＊

エラー数

2520

152520

繰り返し学習段階＊＊＊

15

試行錯誤段階1010＊＊＊＊＊＊＊

5500All-backZero-backAll-back

2×9All-backZero-back繰 ：特に 3×6課題におけるZero-back学習法ではエラーが少ない

400

n.s.

＊＊＊

Zero-back
3×6

14

結果：作業時間(内訳)＊＊: p<0.01,＊＊＊:p<0.001

＊＊

400

All-back

試 ： 両ボタン構成において，Zero-back学習法は正解順序を獲得するまでのエラー数が多い13

結果：作業時間

Zero-back
2×9

3×6

2×9課題より3×6課題はエラーが多いAll-back学習法よりZero-back学習法はエラーが多い

350

350

300

300

250

作業時間(s)

作業時間(s)

＊

＊＊35

エラー数

＊＊＊: p<0.001, ＊：p<0.05, +：p<0.1＊＊: p<0.01

＊＊

40

200
150
100

＊＊

＊＊: p<0.01

＊＊

n.s.

250
200

繰り返し段階試行錯誤段階

150
n.s.

100
＊＊50500

Zero-backAll-back2×9

Zero-backAll-back

3×6All-back

15

結果：ボタン押し回数

繰：2×9課題ではZero-back学習法の方が作業時間が長かったが，3×6課題では差が見られない
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結果：ボタン押し回数（内訳）＊＊＊＊:p<0.01，＊：p<0.05＊＊:p<0.01

900

＊＊

800

n.s.

＊

＊＊

800
700

ボタン押し回数

700
600
500
400
300

n.s.

600
繰り返し学習段階
試行錯誤段階

500

400
300

200

200

100

100

n.s.
＊＊

Zero-backAll-back

2×9All-backZero-backZero-back
2×9

3×6

＊＊

n.s.

00All-backZero-back
3×6

試：両ボタン構成とも学習方法による差は見られない

 3×6課題では，学習方法による作業時間の差はなかった

900

Zero-back2×9

 2×9課題ではZero-back学習法の方が作業時間が長かった

ボタン押し回数

＊＊

n.s.

0

All-back

All-back

Zero-back
3×6

試：どちらのボタン構成も学習方法による差は見られない

 2×9課題ではZero-back学習法の方がボタン押し回数が多い

繰：2×9課題ではZero-back学習法の方がボタン押し回数が多かったが，3×6課題では差が見られない

 3×6課題では学習方法による差がない
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考察

考察

• 試行錯誤段階、全体でZero-back学習法のエラーが有意に多い• 試行錯誤段階で作業時間，ボタン押し回数に学習方法による差は見られない→All-back学習法の方が正解順序の獲得が容易であり、容易に手続きを学習できている• 繰り返し学習段階では，ボタン構成によって作業時間，ボタン押し回数に異なる傾向が見られた• 繰り返し学習段階では3×6課題においてZero-back学習法のエラー数が少ない→エラーに対するボタン押し回数の増え方が学習方法によって異なるため→試行錯誤でのエラーが多い分，その後のエラーをしにくい→作業時間はボタン押し回数の影響を受けた

エラー数

ボタン押し回数

作業時間

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考察：ボタン押し回数、試行錯誤段階

考察：ボタン押し回数、試行錯誤段階• Zero-back学習法• All-back学習法
エラーが多くても、セットの正解を知るための余計なボタン押しが少ない

間違えると最初からやり直しになり、間違えた箇所に再びたどり着くまでのボタン押しが必要

最後のセットまで押す
間に多くエラーをしてもボタン押し回数の大きな増加はない→エラーに対して余計なボタン押し回数が多くなる
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考察：ボタン押し回数、繰り返し学習段階

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考察• All-back学習法• 全体としての作業時間は、3×6課題では学習方法による差が見られない→3×6課題では、時間的効率に学習方法による差はない→間違えた箇所までのボタン押しのみ余計にかかる• Zero-back学習法
正解試行にならない→第1セットから第6セットまでのボタン押しが余計にかかる→2×9課題：エラー数に差はないがボタン押し回数は多い
3×6課題：エラー数が少ないがボタン押し回数に差がない
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考察：先行研究と異なる結果が得られた原因

結論• 先行研究では，3×6課題での作業時間について，試行錯誤段階にZero-back学習法がより長い時間がかかっていた• 2×9課題では、学習中の間違いの多さ、学習にかかる時間、ボタンを押す回数の全ての項目について最初からやり直す方法が効率的である。

• 本実験の結果では、学習方法による差は見られなかった→先行研究の結果に比べて、Zero-back学習法で起きたエラー数が少ないことが原因→先行研究ではすべてのボタンが点灯する警告画面が強い刺激となり，Zero-back学習法での学習に影響した可能性• 3×6課題では、間違えた箇所からやり直す方法は学習中の間違いは多いものの、学習にかかる時間とボタンを押す回数は最初からやり直す方法と差がなく、時間的・身体的効率は同程度である。

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今後の研究

参考文献

• ボタン構成によって，学習方法ごとの効率に異なる傾向がある• Hikosaka, O.,Nakahara, H.,Rand ,M,K., Sakai,K., Lu, X.,
Nakamura, K., Miyachi, S., & Doya, K. Parallel neuralnetworks for learning sequential procedures. Trends In
Neurosciences.1999. 22. 464-471.

→ボタン構成によっては，エラー箇所からやり直す方法が有利になる可能性• 田中 観自, 渡邊 克巳. 学習方法の違いが視覚運動系列学
習に及ぼす影響. 2015.日本認知科学学会• 坂田 正伸. 順序学習を利用した手続き記憶の心理的研究.筑波大学図書館情報専門学群.2007.卒業論文

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