斯金納箱的起源

1938年, 心理學(xué)派的動物行為學(xué)家斯金納( B.F.Skinner) 發(fā)表了一部重要著作“生物的行為”, 構(gòu)成他研究學(xué)習(xí)行為基礎(chǔ)的就是操作條件反射( operant conditioning) ,又稱工具條件反射( instrument conditioning) 。

操作條件反射同經(jīng)典條件反射有幾點重要區(qū)別, 前者沒有所謂的條件刺激, 也不是靠條件刺激與無條件刺激相結(jié)合而形成條件反射, 它的形成是起自動物的一種隨意活動, 而且是欲求行為( appetitive behavior) 的結(jié)果。

所謂欲求行為就是在動物生理需求驅(qū)動下的一種行為表現(xiàn), 如饑餓驅(qū)使動物到處覓食, 繁殖欲驅(qū)使動物積極向異性求偶等。另外, 在操作條件反射的建立過程中, 刺激和反應(yīng)都必須先于報償( reward) , 即先接受刺激, 再作出行為反應(yīng), 之后才得到報償, 這一點區(qū)別很重要。

在操作條件反射的早期研究中, 行為學(xué)家常常使用所謂的“問題箱”( problem boxes) 或斯金納箱( skinner box) , 意思是人為給動物制造一個問題讓其解決,并觀察動物解決問題的能力、方法和速度。

操作條件反射模型案例

可以把貓放到一個問題箱里, 此時它就會想方設(shè)法逃出去, 它會到處沖撞試圖找到出口。*后它可能因某一個偶然性動作而踩踏了 1 塊木板, 門便通過人設(shè)計的機關(guān)而自動打開了,于是貓便逃出箱外獲得了自由( 即得到了報償) 。如果把逃出的貓再關(guān)入問題箱, 使這一過程不斷重復(fù), 貓就能越來越快地從問題箱中逃出來,*后貓便能學(xué)會把踩板和開門這兩件事聯(lián)系起來。此時如果再把貓放入箱中, 它就會為了開門而直接去踩板。操作條件反射就是這樣建立起來的 。

斯金納箱是Skinner為研究動物的學(xué)習(xí)行為而設(shè)計的實驗裝置, 箱內(nèi)可放置實驗動物, 并含有1個操縱系統(tǒng)(如可供大白鼠去壓的桿)和一個自動遞送食物的系統(tǒng)(提供報償以鼓勵學(xué)習(xí)) 。利用操作條件反射可以訓(xùn)練動物學(xué)會各種新的甚至是很復(fù)雜的技能,如小兔彈鋼琴、鴨子套圈和鴿子打乒乓球等鴿子學(xué)會打乒乓球的動力是誰把球推送到對方乒乓球臺的底線處,誰就能自動獲得食物報償。

行為學(xué)家*喜歡用鼠類進行操作條件反射試驗,因為鼠類終生都懷有好奇心。長期以來,操作條件反射是行為學(xué)家和心理學(xué)家的主要研究工具。心理學(xué)派曾對動物的行為和學(xué)習(xí)能力提出過很多新的見解。

斯金納箱（Skinner box）實驗設(shè)計原理

斯金納箱是研究操作條件反射的儀器。斯金納箱高約0.33米，長方形，一面是單向玻璃，以便于觀察動物而不驚擾它，其底部是金屬網(wǎng)，可產(chǎn)生電擊。箱內(nèi)有照明小燈，并有一根連接著食物臺的杠桿或一塊踏板。將饑餓的動物放到箱里，當(dāng)它偶爾按壓杠桿時，便可得到一點食物，以此建立操作條件反射。實驗者通過改變實驗程序，就可以改變動物的行為模式。

雖然人類學(xué)習(xí)行為的性質(zhì)比動物復(fù)雜得多，但也要通過操作性條件反射。操作性條件反射的特點是：強化刺激既不與反應(yīng)同時發(fā)生，也不先于反應(yīng)，而是隨著反應(yīng)發(fā)生。

有機體必須先作出所希望的反應(yīng)，然后得到“報酬”，即強化刺激，使這種反應(yīng)得到強化。學(xué)習(xí)的本質(zhì)不是刺激的替代，而是反應(yīng)的改變。斯金納認為，人的一切行為幾乎都是操作性強化的結(jié)果，人們有可能通過強化作用的影響去改變別人的反應(yīng)。在教學(xué)方面教師充當(dāng)學(xué)生行為的設(shè)計師和建筑師，把學(xué)習(xí)目標(biāo)分解成很多小任務(wù)并且一個一個地予以強化，學(xué)生通過操作性條件反射逐步完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

斯金納箱（Skinner box）成品測試箱XR-XS109

基本結(jié)構(gòu)：在箱壁的一邊有一個可供按壓的杠桿（大都是一塊金屬板），在杠桿旁邊有一個承受食物的小盒緊靠著箱壁上的小孔，小孔外是食物釋放器，其中貯有顆粒形食物。動物在箱內(nèi)按一下杠桿，即有一粒食物從小孔口落入小盒內(nèi)，動物可取食。一只白鼠禁食24小時后被放入箱內(nèi)，開始它在箱內(nèi)探索，偶爾按壓了杠桿，獲得食丸。白鼠開始可能并沒有注意到食物落下，但若干次重復(fù)后，就形成了壓桿取食的條件反射。以后稍有改進，如外包隔音箱，食物釋放裝置由程序控制等，可測試動物能否學(xué)會按三次杠桿以得到食物，或間隔一定時間按壓杠桿才能得到食物。對不同物種的動物，其設(shè)計稍有不同。該裝置實際是對桑代克迷箱的改進，后被用于研究動物學(xué)習(xí)能力和自我刺激與合作行為等心理學(xué)研究。系統(tǒng)已采用電子線路，使用更方便。

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