[論文レビュー] Who Is Doing the Thinking? AI as a Dynamic Cognitive Partner: A Learner-Informed Framework

C. K. Y Chan|arXiv (Cornell University)|Feb 17, 2026

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ひとこと要約

本論文は、学習者に informed な型を構築し、AI を動的な認知パートナーとして捉える。AI は学習文脈に応じて認知的努力を拡張するか置換するかを示す。

ABSTRACT

Artificial intelligence is increasingly embedded in education, yet there remains a need to explain how students conceptualize AI's role in their thinking and learning. This study proposes a framework positioning AI as a dynamic cognitive partner whose function shifts across learning situations. Using qualitative analysis of written responses from 133 secondary students in Hong Kong following completion of an AI literacy course, we identified nine interrelated dimensions through which learners described AI as partnering with their cognition: conceptual scaffolding for difficult ideas; feedback and error detection; idea stimulation; cognitive organization; adaptive tutoring support; metacognitive monitoring support; task and cognitive load regulation; learning continuity beyond classroom boundaries; and explanation reframing through representational flexibility during moments of being stuck or overwhelmed. Across these dimensions, students distinguished between productive support that extends understanding and unproductive reliance that replaces cognitive effort, indicating situational awareness of when AI should and should not be used. Grounded in sociocultural theory, distributed cognition, self-regulated learning, and cognitive load perspectives, the framework clarifies how AI becomes integrated into learners' cognitive activity while illuminating the boundary between cognitive extension and substitution.

研究の動機と目的

• AI を用いた学習中、学習者は自分の思考における AI の役割をどのように概念化しているかを探る。
• 学習者にインフォームドされた、AI を動的な認知パートナーとして特徴づける型を開発する。
• AIと関わる際に学習者が描述する認知機能を特定し、これらの機能が認知を拡張するか置換するかを示す。

提案手法

• 香港の14～17歳の中等教育学習者145人の書面回答の定性的分析。
• 動的な認知パートナーとしてのAIの型を帰納的に導出する分析。
• 型を社会的文化理論・分散化認知・自己調整学習・認知的負荷理論に基づかせる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 学習中、AI の認知過程における役割を学習者はどのように描述しているか。
• RQ2 AI が認知拡張者として機能する学習状況と、認知負荷回避者として機能する状況はどのようなものか。
• RQ3 学習者が AI と関わる際の認知機能は何か（例：足場作り、フィードバック、アイデア生成、組織化、適応、モニタリング、作業負荷の調整）？

主な発見

• AI が使用される9つの相互関連する認知機能を学習者は特定する。これには足場作り、フィードバック、アイデア生成、組織化、適応、モニタリング、作業負荷の調整が含まれる。
• 機能を通じて、AI の利用は認知を拡張する使用と認知的努力を置換する使用を一貫して区別される。
• 中核的な境界が出現する：同じAIの相互作用は、AIが学習過程内でどのように位置づけられるかによって意味づけされ、意味づけ次第で意味づけられる。 sense-making を支えるか、認知オフロードを可能にするか。