学生の学習成果を向上させるための教育戦略

多くの学生は未来の学びに備えていないのは、問題を解決するための正しいアプローチを選ぶ方法や、そのアプローチを使うタイミングが分からないからだ。学生は3つのグループに分けられる：

1. 暗記型学習者：このグループの学生は一つの方法に固執して、アプローチを変えない。
2. 興味本位型学習者：このグループの学生は異なる方法を知っているが、いつ使うべきかが分からない。
3. 選択的学習者：このグループの学生は正しい方法と、それを使うべきタイミングを知っている。

研究によると、選択的学習者は暗記型や興味本位型学習者よりも、学業成績が良いことが多い。この研究は、明示的な教授法が暗記型や興味本位型学習者のスキルを向上させるのにどう役立つか、特に論理や確率の分野において見ていく。

#研究内容

この研究では、2種類のスキルの教授に焦点を当てる：

• 戦略認識：どの問題解決方法を使うべきかを知ること。
• 時間認識：特定の方法を使うべきタイミングを知ること。

2つの教授法を使用した：

1. 前方チェイニング (FC)：学生が自分の知識から出発し、目標に向かって進む方法。
2. 後方チェイニング (BC)：学生が目標からスタートし、必要な情報を逆算して見つける方法。

論理の授業中、学生たちはこの2つの方法について学んだ。一部の学生にはBC法の使い方を教え、その際に方法を切り替えるタイミングを示す例やプロンプトを与えた。6週間後、全ての学生は確率を学んだが、BC法だけを使った。

#結果

結果は、追加の教育を受けた学生（実験群）が受けなかった学生（対照群）よりも遥かに良い成績を残したことを示した。特に、暗記型学習者は大きな進歩を遂げ、選択的学習者にほぼ追いつくほどだった。

#学習の違い

明らかに、ある学生は他の学生よりも異なる学習環境に適応しやすい。これは、問題解決方法やメタ認知スキルが欠けていることが原因かもしれない。メタ認知とは、自分の学習プロセスを意識すること、つまり自分の学び方を計画、モニター、評価する能力を含む。

#教授法

研究では問題解決戦略を教えるさまざまな方法が調べられており、若い学生向けの読解戦略なども含まれている。結果は、明示的に教えられた学生が従来の方法で学んだ学生よりもテストで良い成績を収めたことを示した。

私たちの研究では、特にFCとBC戦略に焦点を当てた。学生たちは両方の方法を使うことが多かったが、各方法をいつ、なぜ使うべきかを理解した学生の方が、そうでない学生よりも一般的に良い成績を残した。

#実例

実例とは、問題に対するステップバイステップの解決策のこと。教授における実例の使用は、特に新しいスキルを学ぶ初期段階で学生の成績を向上させることが示されている。アイデアは、学生が自分で似た問題を解く前に完全な解決策を見ることで、より良く学ぶというものだ。

私たちのアプローチでは、論理授業の初めに実例を使ってBC法を教えた。学生に正しく問題を解く方法を示すことで、全体的な理解力と学んだことを応用する能力を向上させることを目指した。

#タイミングの重要性

多くの学生は特定の方法を使うべきタイミングが分からずに苦労する。それに対処するため、私たちは適切なタイミングで方法を切り替えるよう促すプロンプトを教授に組み込んだ。この指導は特に、追加のサポートが必要な暗記型や興味本位型の学生を対象にしていた。

#指導者と介入の詳細

私たちの研究では、論理と確率の2つのオンライン講師を使った。

• 論理講師：この講師は学生に論理的証明問題の解き方を教えた。学生はFCまたはBCを使って答えを導き出せた。論理講師はBC法に特化した実例と、適切なタイミングで戦略を切り替えるよう促す指導を含めるように改良した。

• 確率講師：確率講師はBC法のみに焦点を当て、学生は方程式を書き出して問題を解く必要があった。

学生は両方の講師を宿題の一環として終え、その努力が評価された。

#学生グループの決定

論理講師を始める前に、学生を暗記型、興味本位型、または選択的グループに分類する必要があった。ランダムフォレスト分類器を使って、事前データに基づいて各学生がどのカテゴリに属するかを予測するように訓練した。

#結果の評価

両方の講師を終えた後、実験群と対照群の学生の成績を数つの基準で比較した。

結果は、実験群が論理と確率の両方で対照群よりも大幅に優れていることを示した。特に、暗記型学習者は介入の恩恵を受け、強い改善を見せた。

#選択的学習者に追いつく

私たちの分析では、実験群の暗記型や興味本位型学習者が選択的学習者に追いつけるかどうかも見た。結果、暗記型と興味本位型の学習者は両方の科目で同じくらいの成績を収め、暗記型学習者が選択的学習者を上回るケースもあった。

#戦略切り替え行動

研究の重要な部分は、学生が論理講師中にFCからBCにどれだけの頻度で切り替えたかを調べた。私たちはこの行動を測定し、教授の介入が彼らの意思決定にどのように影響を与えたかを見た。結果は、プロンプトを受けた暗記型や興味本位型の学生が、そうでない学生に比べて戦略を切り替えるのが上手だと示した。

#結論

この研究は、学生に異なる問題解決戦略の使い方とタイミングを明示的に教えることが、学習を大いにサポートできることを示した。特に、メタ認知スキルが不足している学生がこの明示的な指導から最も恩恵を受けた。

私たちの結果は、戦略認識と時間認識が学生を未来の学びに備えさせる上で重要であることを示唆している。しかし、私たちのアプローチは、1つの戦略だけでなく複数の戦略をサポートする講師を取り入れることで改善できることも認識している。そうすることで、学生が異なる学習状況にどのように適応するかをさらに調査できる。

要するに、問題解決戦略の明示的な教授は、特にメタ認知スキルに苦戦している学生の学習成果を改善できる。これにより、未来の学習タスクへの準備が整い、学生の成功が全体的に向上する可能性がある。