認知負荷

概要

認知負荷（Cognitive Load）とは、何らかの課題を遂行する際にワーキングメモリ（作業記憶）に課せられる処理の負担量を指す。オーストラリアの教育心理学者ジョン・スウェラー（John Sweller）が1988年の論文「Cognitive load during problem solving: Effects on learning」で提唱した認知負荷理論（Cognitive Load Theory）が概念の基盤をなす。

認知負荷理論は、ジョージ・ミラーの「マジカルナンバー7±2」（1956年）をはじめとするワーキングメモリ研究の蓄積を土台にする。ネルソン・コーワンの研究（2001年）では、ワーキングメモリが同時に保持できる情報のチャンクは4つ前後とさらに限定的であることが示された。長期記憶が事実上無制限の容量を持つのに対し、ワーキングメモリは著しく制約された資源である。

三種の認知負荷

スウェラーは認知負荷を三種類に分類した。

内在的負荷（Intrinsic Load）は、課題それ自体の複雑さに由来する負荷である。微分積分を学ぶことは、単語を覚えることより本質的に複雑だ——この差が内在的負荷の差である。課題の難易度そのものであり、設計によって完全には除去できない。

外在的負荷（Extraneous Load）は、課題の本質とは無関係な要因——不明瞭な説明、乱雑な情報配置、不適切なUI——によって生じる余分な負荷である。設計の工夫によって削減可能であり、認知負荷理論の実践的含意の中心をなす。

関連的負荷（Germane Load）は、スキーマ（知識の構造化されたかたまり）の形成と自動化に費やされる負荷である。理解を深め、長期記憶への転送を促す生産的な負荷として当初は位置づけられた。ただし後の研究（Sweller, 2010）では、外在的負荷を削減することで自然に生じるものとして再解釈され、独立した第三の負荷カテゴリとしての地位は修正されている。

ワーキングメモリとスキーマ

ワーキングメモリの実効的な容量は固定ではない。長期記憶に蓄積されたスキーマを活用することで、処理効率を大幅に高められる。チェスの名人が盤面を一瞬で把握できるのは、何千ものパターンが長期記憶にスキーマとして格納されているからである。

初学者と熟達者の認知負荷の非対称性はここから生まれる。初学者は個々の要素を一つひとつワーキングメモリで処理するのに対し、熟達者は意味のある単位（チャンク）として一括処理する。同じ情報量でも、処理コストは大きく異なる。

この非対称性は「専門家の盲点」とも関連する。熟達者は初学者の認知負荷を過小評価しやすい——自分にとって自明なスキーマが、相手には存在しないからだ。

原典: John Sweller, “Cognitive load during problem solving: Effects on learning”, Cognitive Science, 12(2), 1988
原典: George A. Miller, “The Magical Number Seven, Plus or Minus Two”, Psychological Review, 63(2), 1956
原典: Nelson Cowan, “The magical number 4 in short-term memory”, Behavioral and Brain Sciences, 24(1), 2001
研究: John Sweller, Paul Ayres, Slava Kalyuga, Cognitive Load Theory, Springer, 2011

概要

三種の認知負荷

ワーキングメモリとスキーマ

現代への示唆

1. 情報設計——外在的負荷を削る

2. 意思決定疲労との接続

3. 組織設計と調整コスト

関連する概念

参考