学習環境の充実度に関与する認知メカニズムの解明

視覚情報処理を伴う学習は、3次元空間において全身動作を伴う方が成績は向上する。しかしながら、こうした学習環境の変化によりなぜ学習のパフォーマンスが向上するのか、その認知メカニズムは明らかとなっていない。本研究では、学習環境（２次元／３次元・身体動作の有無）による学習効果の違いについて、視線特性に基づく認知メカニズムの解明を目的とした。画像理解を専門とする長期の訓練を経たエキスパート（画像診断医など）の視線特性と認知メカニズムの関係をメタ分析した研究に基づき、あらかじめ決められた視線指標のみを分析し、その変容に当てはまるメカニズムを推定する手法をとった。昨年度実施した実験結果より、身体動作を伴う環境における学習には、２次元平面上における学習とは異なるメカニズムが駆動していることが示唆された。今年度は、仮想現実空間内において身体動作が伴う学習に関与する認知メカニズムを明らかにするため、視線計測器付の頭部装着ディスプレイ（HMD）により課題遂行時の視線の動きを計測した。実験で使用した視覚刺激は、昨年度行った実験と同様、小さく細長い円柱を単一の要素とし、それにより形状を作成した。形状は、立方体とそれを構成する平行形状と四角形状を用意した。実験参加者の課題は、ランダムに配置された1000個の円柱の中から上述の形状を見つけ出すことであった。実験の結果、試行の進展により探索の成績が向上する傾向がみられた。より高い成績がみられたターゲットに対する視線特性には、サッカード振幅の増加および視線一回の停留時間が減少する傾向がみられた。これらの視線特性の変容傾向は、長期の訓練を経たエキスパートの画像理解時にみられる視線の変容と一貫しており、身体動作を伴う学習の成績向上時における認知メカニズムには、画像の全体的な処理の促進を含む選択的注意の精緻化が土台となっていることが示唆された。

視覚情報処理を伴う学習は、3次元空間において全身動作を伴う方が成績は向上する。しかしながら、こうした学習環境の変化によりなぜ学習のパフォーマンスが向上するのか、その認知メカニズムは明らかとなっていない。本研究では、学習環境（２次元／３次元・身体動作の有無）による学習効果の違いについて、視線特性に基づく認知メカニズムの解明を目的とした。画像理解を専門とする長期の訓練を経たエキスパート（画像診断医など）の視線特性と認知メカニズムの関係をメタ分析した研究に基づき、あらかじめ決められた視線指標のみを分析し、その変容に当てはまるメカニズムを推定する手法をとった。昨年度実施した実験結果より、身体動作を伴う環境における学習には、２次元平面上における学習とは異なるメカニズムが駆動していることが示唆された。今年度は、仮想現実空間内において身体動作が伴う学習に関与する認知メカニズムを明らかにするため、視線計測器付の頭部装着ディスプレイ（HMD）により課題遂行時の視線の動きを計測した。実験で使用した視覚刺激は、昨年度行った実験と同様、小さく細長い円柱を単一の要素とし、それにより形状を作成した。形状は、立方体とそれを構成する平行形状と四角形状を用意した。実験参加者の課題は、ランダムに配置された1000個の円柱の中から上述の形状を見つけ出すことであった。実験の結果、試行の進展により探索の成績が向上する傾向がみられた。より高い成績がみられたターゲットに対する視線特性には、サッカード振幅の増加および視線一回の停留時間が減少する傾向がみられた。これらの視線特性の変容傾向は、長期の訓練を経たエキスパートの画像理解時にみられる視線の変容と一貫しており、身体動作を伴う学習の成績向上時における認知メカニズムには、画像の全体的な処理の促進を含む選択的注意の精緻化が土台となっていることが示唆された。