第三节-斯金纳的操作性条件反射理论

第三节斯金纳的操作性条件反射理论了解斯金纳箱的特点和操作掌握斯金纳的操作性条件反射理论、强化理论及其程序教学理论根据自己的理解，对斯金纳的实验和理论进行评论 斯金纳是当今心理学界最重要和最有影响的人物之一，他一生坚持行为主义立场，设计了独特的实验装置--斯金纳箱，提出了操作性条件作用的原理和强化理论。斯金纳的生平及著作操作性条件反射实验操作性条件反射理论斯金纳的强化原理程序教学对斯金纳的学习理论的评价一、斯金纳的生平及著作 B·F·斯金纳(BurrhusFredericSkinner，1904~1990)1904年3月20日出生在美国宾夕法尼亚州的萨斯奎汉纳镇上。像许多心理学先驱者一样，斯金纳在1922年进汉密尔顿学院读书时，并未打算成为一名心理学家，而是专修英文，打算成为一名作家。在毕业后的两年内，从事于写作，结果感到没有什么可写的，于是攻读生物学。在这个过程中，他读了华生和巴甫洛夫的著作，从而开始对人类和动物的行为感兴趣，就进了哈佛大学攻读心理学。1930年获心理学硕士学位，1931年获哲学博士学位。接着留校从事研究工作。1936年至1944年在明尼苏达大学任讲师和副教授，1945年任印第安纳大学心理系教授和系主任，1948年返回哈佛大学任心理学教授，直到1974年退休。在这期间，他于1958年获美国心理学会授予的杰出科学奖；1968年获美国政府颁发的最高科学奖——国家科学奖；1971年获美国心理学会基金会颁发的金质奖章。斯金纳的实验和学说最早是在1938年出版的《有机体的行为：一种实验分析(TheBehaviorofOrganisms：AnExperimentalAnalysis)》一书中发表的，该书主要是通过对白鼠和鸽子的观察，经验性地描述学习的法则，从而为操作性条件作用原理奠定了基础。他的另一本代表著作《科学与人类行为(ScienceandHumanBehavior)》（1953）着重探讨了人类行为的一些重要方面，如思维、自我和社会化等。1968年出版的《教学技术学(TheTechnologyofTeaching)》则探讨了他的基本原理在人类学习中的运用。另外，他在1948年出版的小说《沃登第二(WaldenTwo)》和1971年出版的《超越自由与尊严(BeyondFreedomandDignity)》在社会上反响很大。前者是根据人类行为的科学原理，试图形成一种以积极控制的方法加以管理的理想社会；后者则是对他自己观点的总结，并驳斥了他人的种种批评。除此之外，他的主要代表著作还有：《言语行为(VerbalBehavior)》（1957）、《强化的相倚关系：一种理论分析(ContingenciesofReinforcement：ATheoreticalAnalysis)》（1969）和《关于行为主义(AboutBehaviorism)》(1974)。二、操作性条件反射实验斯金纳从20世纪20年代末，在哈佛大学就读研究生时起，便开始了动物学习的实验研究。他采用的被试多为大白鼠、鸽子和猫等动物。他自制实验装置，早期的实验装置构造比较简单，适于用大白鼠做实验，在一个矩形通道中间穿一根横轴，使其呈天平状平衡安置在一块固定的木板上。当大白鼠从矩形通道的一端跑向另-端时，矩形通道就发生倾斜。每当通道倾斜时，附臂就钩住旁边安置的一个轮子，并使轮子移动一个缺口，使一个缺口内的食物经漏斗落入食物盘内。这样，大白鼠在矩形通道内学会来回穿梭跑动，通过自己的动作获得食物奖励，见右图所示。 30年代后期,斯金纳为研究操作性条件反射，精心设计制作了一种特殊的仪器，即一个阴暗的隔音箱，箱子里有一个开关（如用白鼠为被试，即是一小根杠杆或一块木板；如以鸽子为被试，就是一个键盘）。开关连接着箱外的一个记录系统，用线条方式准确地记录动物按或啄开关的次数与时间，如右图所示。这个实验装置被称为“斯金纳箱”(Skinnerbox)。在实验时，并不是动物每一次按杠杆或啄键盘都给食物，食物的释放方式由实验者决定。 三、操作性条件反射理论分为以下三个方面：(一)应答性行为和操作性行为——经典式条件反射学习和操作式条件反射学习斯金纳的行为主义理论与华生的行为主义观点有一个显著的区别。华生坚持“没有刺激，就没有反应”的信条。而斯金纳却认为这种观点不尽全面，也不准确。斯金纳提出要注意区分“引发反应”与“自发反应”，并根据这两种反应提出了两种行为：应答性行为和操作性行为。前者是指由特定的、可观察的刺激所引起的行为，如在巴甫洛夫实验室里，狗看见食物或灯光就流唾液，食物或灯光是引起流唾液反应的明确的刺激，后者是指在没有任何能观察的外部刺激的情境下的有机体行为，它似乎是自发的，如白鼠在斯金纳箱中的按压杠杆行为就找不到明显的刺激物。应答性行为比较被动，由刺激控制，操作性行为代表着有机体对环境的主动适应，由行为的结果所控制。人类的大多数行为都是操作性行为，如游泳、写字、读书等等。据此，斯金纳进一步提出两种学习形式：一种是经典式条件反射学习，用以塑造有机体的应答行为；另一种是操作式条件反射学习，用以塑造有机体的操作行为。西方学者认为，这两种反射是两种不同的联结过程：经典性条件反射是S--R的联结过程；操作性条件反射是R-S的联结过程。这便补充和丰富了原来行为主义的公式。(二)斯金纳的操作条件反射与桑代克的效果律的比较桑代克的效果律指出“如果一个操作行为出现以后有强化刺激跟随，其反应的强度便增加”。可见两者都提及了强化的概念。但是在斯金纳的行为分析中，强化所扮演的角色发生了重大的变化。首先，在桑代克那里，强化是用来解释刺激-反应联结加强的一条主要原理，而在斯金纳体系中，强化只是一个用来描述反应概率增加的术语，即强化增加的是反应发生的概率，如何安排强化才是核心所在。其次，其他学习理论家（如巴甫洛夫）把消退看作是一个主动的抑制过程，而斯金纳认为不能把消退看作是一种与强化无关的独立的过程。事实上，强化可用于消退行为，停止强化可以使反应概率下降。消退过程可用来表明强化效果持续的时间。现在我们回忆一下桑代克的“猫的迷笼实验”，再与斯金纳的操作性条件反射实验相比较，我们会发现两者既有不同之处，也有相似之点。不同之处在于：桑代克的迷笼实验是刺激情境在前，偶发的反应在后；而斯金纳的“斯金纳箱实验”是自发的反应在前，强化刺激在后。相似之处：两种学习都依赖于动物做出自发的反应动作。您觉得还有哪些异同之处吗？(三)反射学说1、操作性条件反射的建立如果一个操作发生后，接着给予一个强化刺激，那么其强度就增加。斯金纳的操作性条件反射所建立的原理，在许多动物和人类的学习中得到印证。例如，鸽子偶一抬高头，受到强化，此后会继续抬高它的头；婴儿偶尔叫一声“妈”，妈妈便报以微笑和爱抚，于是孩子学会了叫“妈妈”。斯金纳甚至依据这个原理，训练两只鸽子玩一种乒乓球游戏，获得成功。实际上，只要巧妙安排强化程序，可以训练动物习得许多复杂的行为。2、操作性条件反射的消退关于操作性条件反射的消退，斯金纳总结说：“如果在一个已经通过条件化而增强的操作性活动发生之后，没有强化刺激物出现，它的力量就削弱。”可见，与条件作用的形成一样，消退的关键也在于强化。例如，白鼠的压杆行为如果不予以强化，压杆反应便停止。学生某一良好反应未能受到教师充分的关注和表扬，学生便最终放弃这一作出良好反应的努力。但是，反应的消退表现为一个过程。即一个已经习得的行为并不即刻随强化的停止而终止，而是继续反应一段时间，最终趋于消失。斯金纳以实验表明，一只已经习得压杆反应的白鼠在强化被停止之后，仍然能按压杠杆达50~250次之多，然后最终停止反应。至于消退的时间，则与该习得反应本身力量的强弱成正比，即如果原来反应非常牢固，那么消退的时间较长，反之亦然。例如，在上述实验中，受过多次强化的白鼠在强化停止后，可连续按压杠杆250次左右，而仅受过一次强化的白鼠在强化停止后连续按压杠杆的次数为50次左右。所以，消退过程的时间长短也是斯金纳衡量操作性条件反射力量的一个指标。四、斯金纳的强化原理包括以下几个方面的内容：1.强化物强化物一般分为两类，一类是指与反应相依随的刺激能增强该反应，此为积极强化物，如水、食物、奖赏等；所谓消极强化物，是指与反应相依随的刺激物从情境中被排除时，可增强该反应。例如，将白鼠放进一特别箱子中，给予白鼠电击直至白鼠按压杠杆。经过几次强化以后，白鼠很快习得了有压反应．以逃避电击。电击即是增强压杆反应的消极强化物，其它诸如强光、噪声、批评等厌恶性刺激皆属此类。强化还可划分为一级强化和二级强化两类。一级强化满足人和动物的基本生理需要，如食物、水、安全、温暖、性等。二级强化是指任何一个中性刺激如果与一级强化反复联合，它就能获得自身的强化性质。如金钱，对婴儿它不是强化物，但当小孩知道钱能换糖时，它就能对儿童的行为产生效果。再如分数，也是在受到教师的注意后才具有强化性质的。二级强化可分为社会强化(社会接纳、微笑)、信物(钱、级别、奖品等)和活动(自由地玩、听音乐、旅游等)。在强化时，可以使用这样一个原则——普雷马克原理(PremackPrinciple)，即用高频的活动作为低频活动的强化物，或者说用学生喜爱的活动去强化学生参与不喜爱的活动。如"你吃完这些青菜，就可以去玩。"如果一个儿童喜爱做航空模型而不喜欢阅读，可以让学生完成一定的阅读之后去做模型，等等。在实际教育中，人们对各种不同的强化作出反应。有的学生能因在班上受口头表扬而受到激励，但有的学生则不然。一个强化事件本身并不必然有效。因此，在教学中要注意：1．教师要针对班上不同的学生提供不同的强化物系列。教师要注意观察和了解学生对什么强化物感兴趣。在一个30多人的班级中，可以事先让学生填写一个问卷。如"在课堂里你喜欢干什么或玩什么东西?在课堂上你最喜爱干的三件事是什么?如果你去商店，你将买哪三件喜爱的玩具?"这些问题还可针对不同的年级加以修改。2．教师选择强化物时应考虑年龄因素。有些活动如帮助老师、做谜语题，对小学生可能是更合适的强化物。因此，必须对不同年龄的学生提供相应的有力的强化刺激和事件。2.条件性强化所谓条件性强化是指一个中性刺激与一个强化刺激反复匹配联合，那么它也具备了强化的性质，这与赫尔关于次级强化的概念是一致的。例如，在白鼠按压杠杆时，让灯光和食物同时出现，白鼠很快形成条件反应。此后同时撤除灯光和食物，反应迅速消退。此时，在安排白鼠按压杠杆，不给食物而仅呈现灯光，白鼠的压杆反应增加。这表明，灯光已具备了强化性质。许多中性刺激都是由此而获得条件性强化的性质的。应该指出，条件强化物的强化力量与相匹配的原始强化物的配对次数成正比。如灯光与食物的匹配次数越多，灯光的强化作用便增加。如果某二条件性强化物与许多原始强化物相匹配，那么该条件性强化物便具备了多方面的强化作用而成为一个概括性强化物。最典型的例子莫过于金钱了，但由于它与衣、食、住、行等皆相联系、匹配，因而具有广泛的强化作用。斯金纳进一步指出，概括性强化物即使没有了赖以为基础的原始强化物相依随出现，效果也依然存在。3.强化的程式强化的程式是指反应在什么时候多或频繁地受到强化。强化的程式的分类情况如图所示。每一种不同的程式都产生相应的反应模式。连续程式的强化在教新反应时最为有效。间隔式强化又称部分强化，它比起连续程式具有较高的反应率和较低的消退率。定时距式由于有一个时间差，随之以较低的反应率，但在时间间隔的末厂反应率上升，出现一种扇贝效应，见图。学生在期终考试前临时抱佛脚就证明了这-点。定比率式对稳定的反应率比较有益，而变比率式则对维持稳定和高反应率最为有效。在实际教育中，不想要的行为常常不明智地受到了强化。一个教师可能正在作间隔式的强化．一次侥幸就会使学生永远记住这个行为，学生认识到如果他们一直恳求教师，教师就会最终答应他们的要求。下面是一些强化程式原则：1．教新任务时，进行即时强化，不要进行延缓强化。在行为主义学习理论中有一条重要的原理就是，后果紧跟行为比后果延续要有效得多。即时反馈有两个作用：首先是使行为和后果之间的联系更为明确，其次它增加了反馈的信息价值。2．在任务的早期阶段，强化每一个正确的反应，随着学习的发生，对比较正确的反应优先强化，逐渐地转到间隔式强化。3．强化要保证做到朝正确方向促进或引导。不要坚持一开始就做到完美。不要强化不希望的行为4.行为的塑造所谓塑造，就是通过小步反馈帮助学生达到目标。斯金纳认为“教育就是塑造行为”，如何通过强化去塑造行为，斯金纳采用连续接近(successiveappoximation)的方法，对趋向于所要塑造的反应的方向不断地给予强化，直到引出所需要的新行为。例如，训练鸽子或老鼠头抬到一定的高度，只有当其头朝着实验所需的方向抬起来时才强化，下一次要求再多一点，直到全部达到所需的方向和高度。这时，新的行为就塑造成了。在课堂教学中，塑造是一个重要的工具。假设我们想让学生写一段含有一个主题句和一句总结的英文段落，那么，这一任务包括许多部分：能识别并能写出主题句、佐证材料和总括句；能写出一个完整的句子；能正确使用大小写、标点符号和语法；能正确拼写。如果教师在一节课里教所有这些技能，要求学生写出一段文字，并且根据他们的内容、语法、标点和拼写而评分，那么大多数学生将会失败，学生从练习中将学不到什么。反之，老师可以一步一步地教这些技能，逐步塑造出最终的技能。学生可以先学如何写主题句，然后写佐证材料，然后写总括句，在此之前可能专门谈论过如何选题立意。然后，对段落和标点也提出要求。最后，拼写也作为一条标准。在每一阶段，学生都有机会获得强化，因为强化的标准都是他们可能达到的。在塑造行为时要注意这样一条原则：学生必须在他们能力所及的行为范围内得到强化，同时这些行为又必须能向新的行为延伸。学生能在15分钟之内解10道数学题，如果能在12分之内解出就应强化，但不要要求必须在8分之内才予以强化。但是，一个能做20题的学生必须做24题后才强化，不能在少于20题时就予以强化。五、程序教学50年代，斯金纳完成了程序教学的一系列研究。其目的在于通过使用机器装置来提高学生在算术、阅读、拼写和其他学科的学习效率，希望机器能做某些胜过普通教师所做的事情。这样可以使教师腾出时间，从事那些他能做得更好的工作。这种机器的早期形式是呈现一些数字组合来教加法的装置。儿童在加法器的键盘上打上自己的答案。如果答案正确，则机器运转并呈现下一个问题。下一个问题的呈现也就成了正确答案的强化信号，这与教师对学生做对的算术题给予肯定的回答所起的作用是一样的。斯金纳程序教学的基本思想是对学生的正确学习效果必须给予及时的强化，以鼓励学生继续进行学习。而在课堂教学中，教师不可能对每一位学生都给予及时地强化。教学机器可以提供给学生进行个体化学习，并及时得到强化。斯金纳的教学装置被称为“教学机器”或“自我教学装置”，而作为教学基础的材料被称为程序。斯金纳为教学机器编制的程序是“直线性程序”。该程序将教学内容分成一个个小的内容单元，依次呈现给学生，供他们学习。每个单元学完后，呈现一些测验题，测验学生的学习效果。如果学生做对测验题，教学机器就主动呈现下一个单元的教学内容；如果测验中学生出现错误，则要返回到先前学过的内容，重新进行学习。利用教学机器所进行的教学称为“程序教学”。当然利用这种思想所进行的教学也可称为程序教学。程序教学的基本要求是：(1)教师要编写一系列刺激(问题)→反应(答案)框面，这些框面由易到难地小步子地呈现教学内容。(2)要求学生必须主动地学习，即要求他们对每个框面所呈现的内容(问题)作出积极的反应。(3)给学生的每个反应(答案)提供即时的反馈(指出正确答案)。(4)尽量安排好问题，使学生能经常作出正确的反应并得到及时强化。(5)让每个学生按照自己的进度完成整个教学程序。(6)给勤奋和学习效果好的学生提供大量支持性强化物。六、对斯金纳的学习理论的评价（一）斯金纳的贡献斯金纳对学习理论的研究是有重大贡献的，其主要贡献