第二節(jié) 聯結學習理論
桑代克的嘗試一錯誤說
(一)桑代克的經典實驗
桑代克(1874—1949)是美國著名心理學家,西方教育心理學奠基人之一,聯結主義學習理論的創(chuàng)始人。他把人和動物的學習定義為刺激與反應之間的聯結,聯結是通過盲目嘗試、逐步減少錯誤而形成的,即通過試誤形成的。桑代克以動物為對象研究學習過程,較著名的實驗是“小貓迷箱”實驗。他把一只饑餓的小貓放人迷箱,把食物放在箱外,然后詳細記錄小貓在箱子中的行為表現。剛放入箱子時,小貓竭力想從任何缺口中擠出來,咬柵欄或鐵絲,直至碰巧抓住線、環(huán)或扣,打開門逃出箱外為止。第二次再把小貓放入迷箱時,它的表現和第一次差不多。但重復很多次以后,小貓的那些盲目亂沖、亂抓、亂咬的行為逐漸減少,它從箱子里逃出來所需的時間也越來越短,以致于最后把小貓一放入箱子,它就能很快地用一定的方式抓住門上的環(huán)或扣,逃出箱外。根據這一實驗結果,桑代克認為,動物初次進入迷箱時,其活動不是根據對箱子性質的理解,而是依照某種一般的沖動行事,隨著錯誤反應的逐漸減少,正確反應的逐漸鞏固,最終形成穩(wěn)定的刺激~反應聯結。
(二)嘗試一錯誤學習的基本規(guī)律
1.效果律
在試誤學習的過程中,如果其他條件相等,在學習者對刺激情境作出特定反應之后能夠獲得滿意的結果時,則其聯結就會增強;而得到煩惱的結果時,其聯結就會削弱。桑代克的效果律表明,如果一個動作跟隨著情境中一個滿意的變化,在類似的情境中這個動作重復的可能性將增加。但是,如果跟隨的是一個不滿意的變化,這個行為重復的可能性將減少?梢娨粋人當前行為的后果對決定他未來的行為起著關鍵的作用。也就是說,在刺激與反應之間形成可改變的聯結,給以滿意的后果,聯結就增強;給以不滿意的后果,聯結就減弱。獎勵是影響學習的主要因素,它也是感到愉快的或可能進行強化的物品、刺激或后果。在桑代克后來的著作中,他取消了效果律中消極的或令人煩惱的部分。因為他發(fā)現懲罰并不一定削弱聯結,其效果并非與獎勵相對。
2.練習律
在試誤學習的過程中,任何刺激與反應的聯結,一經練習運用,其聯結的力量就會逐漸增大;如果不運用,則聯結的力量會逐漸減小。也就是說,嘗試一錯誤聯結被練習和使用的次數越多,就變得越來越強,反之變得越弱。在后來的著作中,桑代克修改了這一規(guī)律,
因為他發(fā)現沒有獎勵的練習是無效的,聯結只有通過有獎勵的練習才能增強。
3.準備律
在試誤學習的過程中,當刺激與反應之間的聯結在事前有一種準備狀態(tài)時,實現則感到滿意,否則感到煩惱;反之,當此聯結不準備實現時,實現則感到煩惱。
應該說明的是,雖然嘗試一錯誤學習模式是從動物實驗中推導出來的,但它對于人類學習和學生學習來說,仍有很大的借鑒意義?茖W發(fā)展史上許多的發(fā)明創(chuàng)造和技術革新都是通過嘗試一錯誤的過程而獲得的。中小學生的學習也有這個特點,它特別強調“做中學”,即在實際的操作過程中學習有關的概念、原理、技能和策略。在這一過程中,教師應該允許學生犯錯誤,并鼓勵學生從錯誤中進行學習,這樣獲得的知識學生才會終生不忘。因此,在實際的教育過程中,教師應努力使學生的學習獲得自我滿意的積極結果,防止一無所獲或得到消極后果。同時應注意在學習過程中加強合理的練習,并注意在學習結束后不時地進行練習。此外,任何學習都應該在學生有準備的狀態(tài)下進行,而不能經!按驘o準備之仗”。
巴甫洛夫的經典性條件作用論
(一)巴甫洛夫的經典實驗
經典性條件作用由俄國著名的生理學家巴甫洛夫經過實驗研究而提出。在實驗中,他將狗置于隔音實驗室內。首先向狗呈現鈴聲刺激,鈴響半分鐘后便給予食物,則狗產生唾液分泌反應。當鈴聲與食物反復配對多次以后,僅呈現鈴聲而不出現食物時,狗也會作出唾液分泌反應。在這個實驗開始時,食物可以誘發(fā)狗的唾液分泌反應。但鈴聲不能誘發(fā)狗的唾液分泌,這時食物叫無條件刺激,鈴聲叫中性刺激,誘發(fā)的唾液分泌反應稱為無條件反應。在鈴聲與食物多次匹配之后,單獨呈現鈴聲而沒有食物時,狗也會分泌唾液。此時,鈴聲具有了誘發(fā)唾液分泌反應的力量,成為條件刺激,而單獨呈現條件刺激即能引起的反應叫條件反應。這就是經典性條件反射的形成過程。
(二)經典性條件反射的基本規(guī)律
1.習得律與消退律
在條件作用的獲得過程中,條件刺激與無條件刺激之間的時間間隔十分重要。一方面,條件刺激和無條件刺激必須同時或近于同時呈現,間隔太久則難以建立聯系;另一方面,條件刺激作為無條件刺激出現的信號,必須先于無條件刺激呈現,否則也將難以建立聯系。
如果條件刺激重復出現多次而沒有無條件刺激相伴隨,則條件反應會變得越來越弱,并最終消失。然而,要完全消除一個已經形成的條件反應則比獲得這個反應要困難得多。
2.刺激泛化與分化
人和動物一旦學會對某一特定的條件刺激做出條件反應以后,其他與該條件刺激相類似的刺激也能誘發(fā)其條件反應。因此借助刺激泛化,我們可以把已有的學習經驗擴展到新的學習情境中,從而擴大學習范圍。但是,泛化刺激所引起的泛化反應,有時是不準確或不精確的,這就需要刺激分化。
刺激分化,指的是通過選擇性強化和消退,使有機體學會對條件刺激和與條件刺激相類似的刺激做出不同的反應。例如,為了使狗能夠區(qū)分開圓形和橢圓形光圈,如果只在圓形光圈出現時才給予食物強化,而在呈現橢圓形光圈時則不給予強化,那么狗便可以學會只對圓形光圈做出反應而不理會橢圓形光圈。在實際的教育和教學過程中,也經常需要對刺激進行分化,如引導學生分辨勇敢和魯莽、謙讓和退縮,要求學生區(qū)別重力和壓力、質量和重量等。
刺激泛化和刺激分化是互補的過程,泛化是對事物相似性的反應,分化則是對事物差異的反應。泛化能使我們的學習從一種情境遷移到另一種情境,而分化則能使我們對不同的情境做出不同的恰當反應,從而避免盲目行動。
總之,經典條件作用能較有效地解釋有機體是如何學會在兩個刺激之間進行區(qū)別,從而使一個刺激取代另一個刺激并與條件反應建立起聯結。但經典條件作用無法解釋有機體為了得到某種結果而主動做出某種隨意反應的學習現象,如中小學生為了報答父母的養(yǎng)育之恩,為了得到教師的表揚或同伴的認同而努力學習等。
斯金納的操作性條件作用論
(一)斯金納的經典實驗
斯金納(1904-1990)是美國著名的行為主義心理學家,是操作性條件作用理論的創(chuàng)立者。
斯金納的理論也是建立在動物學習實驗的基礎上的。實驗中運用了一種特殊的實驗裝置——迷箱,箱內有一個杠桿,下面有一個食物盤,只要箱內的動物按壓杠桿,就會有一粒食丸滾到食物盤內,動物即可得到食物。斯金納將饑餓的白鼠關在箱內,白鼠在箱內亂跑,活動中偶然壓到了杠桿,則一粒食丸滾到食物盤內,白鼠吃到了食丸。以后白鼠再次按壓杠桿,又可得到食丸。由于食物獎勵了白鼠按壓杠桿的行為,白鼠后來按壓杠桿的次數迅速上升。根據此研究結果,斯金納認為有機體作出的反應與其隨后出現的刺激之間的關系對行為起著控制作用,它能影響以后反應發(fā)生的概率。他把反應之后出現的、能增強反應概率的手段或措施稱為強化。如果一個操作(自發(fā)反應)出現以后,有強化刺激尾隨,則該操作的概率就增加;但已經形成了的操作,如果出現后不再有強化刺激尾隨,則該操作以后出現的概率就減少,甚至消失。這就是操作性條件反射的基本過程。
(二)操作性條件作用的基本規(guī)律
斯金納認為,人和動物的行為有兩類:應答性行為和操作性行為。應答性行為是由特定刺激所引起的,是不隨意的反射性反應;而操作行為則不與任何特定刺激相聯系,是有機體自發(fā)作出的隨意反應。在日常生活中,人的大部分行為都是操作性行為,它主要受強化規(guī)律的制約。
(三)程序教學與機器教學
在操作性條件作用理論的直接影響下,“程序教學與機器教學”風靡全球,成為20世紀第一次世界性的教學改革運動。在程序教學中,教材被分成若干小步驟,學生可以自定學習步調,讓學生對所學內容進行積極反應,并給予及時強化和反饋,使錯誤率降到最低。在20世紀60年代初,許多教科書都以程序化的方式編寫,市場上也充斥著大量程序化的教材。70年代初,人們的這種熱情有所降低,并逐步放棄了程序教學。不過,程序教學中的合理成分被整合進了計算機輔助教學中。
加涅的信息加工學習理論
在本章第一節(jié),我們已經介紹了加涅的學習層次分類和學習結果分類。在這里,我們將進一步介紹加涅對學習過程的看法。加涅認為,學習是一個有始有終的過程,這一過程可分成若干個階段,每一個階段需進行不同的信息加工。與此相應,教學過程既要根據學生的內部加工過程,又要影響這一過程,因而教學過程階段與學習階段是完全對應的。教學就是由教師安排和控制這些外部條件所構成的;而教學的藝術,就在于學習階段與教學階段是否完全吻合。
(一)學習信息加工模式
加涅認為,學習的模式是用來說明學習的結構與過程的,它對于理解教學和教學過程,以及如何安排教學事件具有極大的應用意義,并提出了影響深遠的信息加工學習模式。
(二)學習階段及教學設計
從學習的信息加工模式中可以看到,學習是學生與環(huán)境之間相互作用的結果。學習過程是由一系列事件構成的。加涅認為,學生內部的學習過程一環(huán)接一環(huán),形成了一個鏈索,與此相應的學習階段則把這些內部過程與構成教學的外部事件聯系起來了。
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