科学的発見における外的資源の役割に関する認知科学的研究

关于外部资源在科学发现中的作用的认知科学研究

基本信息

批准号：
14780305
负责人：
山崎治
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Chiba Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780305/
关键词：
科学的発見マイクロワールドシミュレーション音響減衰

项目摘要

本研究では,仮説形成・仮説検証過程における協同作業の特性を調べるために,特定の物理現象をシミュレートする仮想実験環境(マイクロワールド)を構築し,プロトコル実験を実施した.構築されたマイクロワールドは,対象とする物理現象として.音響減衰現象を利用した.このマイクロワールドを利用し,外的資源の有無,特に協同作業者の有無による科学的発見の過程における差異を明らかにすることを試みている.ここで作成された音響減衰現象のマイクロワールドでは,シミュレーションの対象とする装置を,長さと太さを任意に設定できる4つのパイプをつなげたものとした.これら4つのパイプのそれぞれの長さ・径を設定することで,特定の周波数に対する減衰量が決定される.この装置の設計は,音響工学の研究において,実際に取り組まれた課題である.マイクロワールドを利用し,与えられた条件を満たすような減衰量パタンを示すパイプ形状を探索する課題を用い,心理実験を行った.実験では,被験者が1人で課題に取り組むシングル条件と,被験者が2名(本実験では友人関係にある2名が参加した)で課題に取り組むペア条件を設けた.マイクロワールドに記緑された操作ログをデータとして,これら2つの条件における差異に着目した.実験の結果,本課題ではペア条件がシングル条件より解き易くなっていたことが確認された.ログの分析を行ったところ,ペア条件において,パイプの各要素(各パイプの長さや径)をバラバラに見ることから,問題の構造化を進め.要素間の関係(長さ同士・径同士・パイプ)や全体の質的特性(パイプ全体の形状等)を捉えた上で解決を行っていることを示している.本研究の結果,協同による科学的発見過程においては,問題表現を新たに獲得し,それを利用した効率的な仮説空間・実験空間の探索が行われていることが示唆される.

在本研究中，为了探讨假设形成和假设验证过程中的协同工作特征，我们构建了模拟特定物理现象的虚拟实验环境（微观世界），并以声衰减现象为对象进行了协议实验。他们试图利用这个微观世界来阐明科学发现过程中是否存在外部资源（尤其是合作者是否存在）的差异。在这里创建的声衰减现象的微观世界中，要模拟的装置由四根相连的管道组成，其长度和厚度可以任意设置。这四根管道中每根管道的长度和厚度都是通过设置直径、量确定特定频率的衰减量。该装置的设计是声学工程研究中实际解决的问题。使用微观世界，确定特定频率的衰减量，指示满足的衰减模式。我们进行了一项心理实验，使用探索管道形状的任务。在实验中，有一种情况是受试者单独完成该任务，另一种情况是有两个受试者（在这个实验中，两个受试者）我们设置了一个配对条件来解决这个任务，使用微世界中记录的操作日志作为数据，我们关注这两个条件之间的差异。确认了该任务中的单一条件更容易解决。然而，在配对条件下，我们通过分别查看管道的每个元素（每个管道的长度和直径）来构建问题。这项研究的结果是，在协作科学发现过程中，获得了新的问题表达，并利用它们对假设空间和实验空间进行了有效的探索。