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1、1,Chapter 7,学习与行为分析Learning and Behavior Analysis,This multimedia product and its contents are protected under copyright law. The following are prohibited by law: any public performance or display, including any transmission of any image over a network; preparation of any derivative work, including
2、the extraction, in whole or in part, of any of the images; any rental, lease, or lending of the program,2,一、学习概说,学习在出生前就开始了，是有机体适应环境的一个必要条件。生活在不断变化的环境中，必须经常调节自己的行为以求得与环境的平衡。学习既包含认知因素：感知、记忆、思维等，也涉及动机、情绪、社会行为以及人格等基本问题。,3,一、学习概说,学习贯穿个体生命的全过程。学习是一个古老而长新的问题。终生学习，学习型组织.学习问题在信息时代具有更加显著的意义。,4,1、先哲们对学习的看法,学习
3、问题是哲学中知识论或认识论(epistemology)的主题。认识论关心两大问题：一是知识的起源问题，即学习问题；二是知识的真理性问题，什么样的知识是可靠的，什么是知识真理性的最终依据。,5,认识论两大传统：,经验论：17洛克人类的知识完全来自后天的学习，学得的经验构成观念，观念通过联想变成知识。观念汇集成知识的过程就是观念联想association of ideas 狗的大致形象是一个观念，狗的读音是一个观念，毛、四条腿等形成关于狗的知识。,6,认识论两大传统：,联想心理学association psychology用观念的联想来解释人的学习过程。19世纪末，演变成为联结主义connecti
4、onism ，不是观念之间的联想，而是刺激与反应之间的联结，逐渐演变为后来的行为主义。,7,认识论两大传统：,理性主义：17笛卡儿；18康德。知识来源于先天的观念形式，经验虽然有助于知识的构成，但知识不是经验的累积。先验论transcendentalism 官能心理学faculty psychology 完形心理学认知心理学。,8,What is Learning?,LearningProcess based on experience that results in a relatively permanent change in behavior or behavioral pattern
5、slearning是因经验而使行为或行为潜势产生较为持久（相对一致的）改变的过程。,9,行为或行为潜能的改变,行为潜能如学习50个单词，掌握了28个，还有22个，再次学习22个时候，会更快，说明潜能的变化。学习-表现差异（learning-performance distinction）.,10,相对一致的变化,在不同发场合保持表现出相对的一致性。运动技能-下滑-恢复。,11,学习是由经验引起的,经验既指个体通过直接作用于客观现实的过程本身，也指这一过程所得到的结果。经验既包括有准备的系统的学习经验，也包括偶然的，如看见交通事故。不是由于疲劳和疾病，药物，酒精等。不是由于自然的成熟,12,学习
6、理论的流派,学习理论是对学习规律和学习条件的系统论述，研究动物和人为什么学习、怎样学习和学习什么。传统学习理论包括两大流派或范式：联结主义VS认知学派建构主义,13,本节知识定位-学习理论的流派,14,强调复杂行为是建立在条件联系上的复合反应，学习就是在刺激与反应之间建立联结的过程。S-R理论。代表任务有巴甫洛夫、桑代克与斯金纳等。,学习的联结理论,15,Behaviorism and Behavior Analysis,John Watson (1878-1958) 19191924预测和控制行为B. F. Skinner (1904-1990)激进的行为主义,1972所有的行为都是学习形式
7、的产物Behavior analysis,16,经典条件作用Classical Conditioning,因为对动物消化腺的创造性研究获1904年诺贝尔生理学奖。意外发现，Charles Sherrington的反对（心因性的解释）。,Ivan Pavlov, 1849-1936,17,Pavlovs Experiments,ReflexUnconditioned stimulus (UCS)Unconditioned response (UCR)Conditioned stimulus (CS)Conditioned response (CR),18,Pavlovs Experiments,
8、19,经典条件作用-接近就能够建立条件反应？,Conditioned Response的获得Acquisition时间进程：接近延迟：CSUCS 最好痕迹：CS UCS同时：CS UCS 很差倒摄：UCSCS 最差,20,Processes of Conditioning,习得 Acquisition消退 Extinction自发恢复 Spontaneous recovery,21,Processes of Conditioning,泛化/类化 Stimulus generalizationAutomatic extension of conditioned responding to sim
9、ilar stimuli分化/辨别 Stimuli discriminationLearning to respond differently to stimuli that differ from the CS,22,泛化/类化 分化/辨别,23,有了接近和顺序就可以建立条件反射？,相倚 Contingency （P168）Robert Rescorla 1966STEP1：穿梭箱学会跳跃逃避电击跳跃的频率作为测量恐惧的指标STEP2：G1：UCS（电击） CS（声音）独立G2： UCS（电击） CS（声音）相倚STEP3：回到穿梭箱,24,除了相倚还有CS的信息性,相倚-信息性Leon K
10、amin,1969G1:CS1声-逃避CS1声-CS2灯-逃避G2：CS1声-CS2灯-逃避相倚：G1，G2同G1：CS1声G2：CS1声=CS2灯,信息性： （P169） CS1blocking阻断CS2降低了CS2的信息性,25,Applications of Classical Conditioning,情绪与偏好 Emotions and preferences无意识的CS与UCS的联结恐惧条件作用有时一次匹配就够小阿尔伯特学校恐惧症(school phobia)或教室恐惧症(classroom phobia)广告：热情、性感-产品,26,Applications of Classic
11、al Conditioning：吸毒过量导致死亡？（ P171 ）,为什么吸毒者在陌生环境中容易毒品过量而死？毒品UCS 对抗反应UCR情境CS对抗反应CR逐渐地，需要一定的药量克服补偿反应，才会出现“正”效应。在不熟悉情境用药，没有补偿反应。,27,Applications of Classical Conditioning： （P171） 在预期注射葡萄糖的情境中注射海洛因更容易导致死亡？,STEP1：CS1UCS（海洛因）CS2葡萄糖让所有老鼠形成抗药性STEP2：两倍注射海洛因CS1CS2死亡率：32%64%,CS1海洛因,CS2葡萄糖,CS12倍海洛因,CS22倍海洛因,28,App
12、lications of Classical Conditioning：免疫能力可以学习？,免疫反应是自动的？Robert Ader, 1981:G1：CS(糖精)削弱免疫药物CY，UCSG2：糖精G1，G2都只得到糖精G1中老鼠免疫力低，给糖精竟会导致死亡,心理神经免疫学psychoneuroimmunology安慰剂替代药物确保副作用不会条件学习经典条件作用远比我们想象的复杂。,29,Operant Conditioning：对行为结果的学习俄国的狗-美国的猫和老鼠,30,Operant Conditioning桑代克的猫：stimulus-response(S-R)connection,
13、所有其他未成功的冲动消失了，导向成功的特定冲动则因愉快的结果而保留下来Thorndike,1898,31,Operant Conditioning俄国的狗-美国的猫和老鼠,Law of effectPower of a stimulus to evoke a response is strengthened when the response is followed by a reward and weakened when it is not followed by a reward,Operant Conditioning桑代克的学习理论,1学习是刺激与反应之间联结的形成；2试误说：联结是
14、通过不断地尝试与错误的过程而建立的；学习的基本方式是尝试错误学习，学习的进程是一种渐进的、盲目的尝试与逐渐减少错误的过程，在此过程中，随着错误反应的逐渐减少和正确反应的逐渐增加，而最终在刺激和反应之间形成牢固的联结。,Operant Conditioning桑代克的学习理论,3学习遵循一定的规律效果律：形成联结后，同时或随后得到满意的情境，联结就增强。快乐原则练习律：刺激与反应之间的联结随着练习次数的增多而增强。用进废退准备律：,34,Operant Conditioning桑代克的学习理论,4学习是直接的刺激与反应之间的联结桑代克根据自己的研究结果，认为学习是直接的联结而不是由思考或推理为媒
15、介而来，即学习遵循精简原则，而不是推理原则。,Operant Conditioning桑代克的学习理论,桑代克并无条件反射的说法，其理论只是客观主义地强调外部因素，但也注意内部因素。因此桑代克并不是一个行为主义者，并非所有的联结论者都是行为主义。他的准备律以及后来提出的一些规律事实上已经违背了联结主义的机械观点。比如，极性：联结一旦形成，顺着原来形成的方向则易于回忆，逆着则难以回忆。TABLIE-桌子，英译汉容易。,Operant Conditioning桑代克的学习理论,评价：第一个系统的教育心理学理论，他所提出的试误说、学习律一直是争论的焦点，促进了学习理论的发展。桑代克、加涅和奥苏伯尔是
16、系统的。托尔曼：学习心理学的首要问题是同意或不同意桑代克的问题。虽然他的理论受到很多的批评，但E R HILGARD说：在科学领域内，批评是颂扬的最高形式，微不足道的理论很少受到批评，他们只是受到轻视，在冷落中悄然离世。,Operant Conditioning斯金纳的操作性条件作用,华生坚持，没有刺激就没有反应。斯金纳(B. F. Skinner,1904-1990) 区分出两类反应：刺激引发的反应和自发反应，它不是由特定的刺激引起。引发反应-应答行为-经典条件反射-反射学习自发反应-操作行为-操作条件反射-操作学习结果对行为的影响，操纵结果塑造行为,38,Operant Condition
17、ing,Operant conditioningLearning in which the probability of a response is changed by a change in its consequences,39,Operant Conditioning(B. F. Skinner,1904-1990),40,Operant Conditioning斯金纳的操作性条件作用,41,Operant Conditioning斯金纳的操作性条件作用,白鼠压杠杆-反应-食物-刺激，这一过程叫强化，食物来强化压杠杆的反应。斯金纳将反射分为经典条件反射和操作条件的反射。那么两种学习有什
18、么不同？,42,形成经典或操作条件反射的学习都是无意识学习,43,Operant ConditioningReinforcement contingencies,强化物Reinforcer与行为相倚的-随时间推移能够增加行为出现可能性的任何刺激。强化：在反应之后呈现强化物。,44,Positive reinforcementNegative reinforcement,阳性强化OR正强化某一行为之后伴随喜爱刺激出现呈现一个愉快刺激以提高一个反应发生的概率阴性强化OR负强化某一行为之后伴随讨厌刺激的解除撤消一个厌恶刺激以提高一个反应发生的概率阳性（正）和阴性（负）强化都是奖励？什么是惩罚？呈现一
19、个厌恶刺激或撤消一个愉快刺激以降低一个反应发生的概率,45,Positive punishment Negative punishment,Positive punishment阳性惩罚某一行为之后伴随讨厌刺激出现呈现一个讨厌刺激以降低一个反应发生的概率Negative reinforcement阴性惩罚某一行为之后伴随喜爱刺激的解除撤消一个喜爱刺激以降低一个反应发生的概率Positive punishment,46,Positive VS Negative,47,Positive VS Negative,48,Positive VS Negative,49,阳性（正）和阴性（负）强化都是奖励
20、？,生理心理0点平衡点,4小时没有进食的老鼠,遭受电击的老鼠,吃饱了的老鼠,50,Positive VS Negative,多使用阳性强化，少惩罚。注重长期效果。惩罚应该：迅速而短暂在反应之后立即执行强度上有限制对行为而不是个体本身。,51,强化物的特征Properties of Reinforcers,条件性强化物 Conditioned reinforcers初级强化物 Primary reinforcersBiologically determined：食物，水代币 Token economies通过与初级强化物的匹配，任何刺激都能够成为条件性的强化物。条件性强化物更有效。,52,Pro
21、bable activities as positive reinforcersPremack principle,高频率发生的行为可以强化低频率发生的行为，反之，则不可能。,事件A-电子游戏B-看动画片C-吃巧克力D-做作业,53,强化程序表Schedules of Reinforcement,Partial reinforcement effectResponses acquired under intermittent reinforcement are more difficult to extinguish than those acquired with continuous re
22、inforcement,54,强化程序表 (schedules of reinforcement),固定比率程序表 FRfixed-ratio schedule可变比率程序表 VRvariable-ratio schedule固定间隔程序表 FIfixed-interval schedule可变间隔程序表 VIvariable-interval schedule,55,固定比率(FR)程序表,在固定比率程序表中，强化物在有机体作出一定数目的反应后才出现。经过N次反应后才给予强化时，这种程序表称作FR-N程序表。反应和强化直接相关，所以程序表产生的反应速率很高。,注：小斜线表示呈现强化物的时间,
23、56,固定比率(FR)程序表,此程序表在每次强化后产生一个停顿。反应速率越高，每次强化后的停顿越长。在没有事先训练动物做出大量反应时，通过增加每次强化所要求的反应次数，而过度延缓反应速率，会导致反应消退。,57,固定比率(FR)程序表,很多售货员都是被此程序表强化的：他们必须卖出一定数量商品，才能得到报酬。,58,可变比率(VR)程序表,在此程序表中，强化物之间的平均反应次数是预先确定了的。强化之后没有停顿。VR-10程序表是指：平均每十次反应后即伴有一次强化，但强化可能是一次反应后出现，也可能是二十次后出现。,59,可变比率(VR)程序表,此程序表产生的反应速率最高，抗消退能力最强，尤其是值
24、较大的时候。假设从一个低VR值开始训练鸽子，然后逐渐提高VR值。由VR-110程序表训练的鸽子每小时啄食反应的次数达到12000次。即使取消强化，它的反应仍然持续几个小时。,60,可变比率(VR)程序表,赌博似乎就是受此程序表控制的。往老虎机里投放硬币的反应，借助于仅在未知的，不定数目的硬币投放后才出现的回报，可维持在一个较高且稳定的水平。VR程序表让你去猜测奖赏何时出现你一般会打赌它下次就出现。,61,？！,62,固定间隔(FI)程序表,在此程序表中,强化物是在经过一个固定的时间间隔后,有机体第一次做出某反应后出现.在FI-10程序表中,被试得到强化后,必须等待10秒,再有反应才会被强化-强
25、化与反应次数无关.,63,固定间隔(FI)程序表,FI程序表中的反应速率表现为扇形模式.每次强化反应一结束,动物几乎不再作出反应.随着回报时间的临近,动物的反应越来越多.,64,固定间隔(FI)程序表,按月支付薪水即是将你置于VI程序表中.你刚取得薪水后的几天工作是否有懈怠?,65,可变间隔(VI)程序表,在此程序表中,平均时间间隔是预先确定了的.在VI程序表中,平均每过20秒就呈现一次强化物.这种程序表产生中等的但却很稳定的反应速率.,66,可变间隔(VI)程序表,此程序表中的消退是渐进的，并且比固定间隔程序表要慢很多。在一个个案中，强化终止后，鸽子在最初的四个小时里啄食了18000次。反应
26、完全消退经历了168个小时（Ferster&Skinner,1957),67,Schedules of Reinforcement,Fixed-ratio (FR) scheduleVariable-ratio (VR) scheduleFixed-interval (FI) scheduleVariable-interval (VI) schedule,68,Shaping,Successive approximationsReinforcing responses that successively approximate the desired response连续接近如何塑造老鼠按压杠
27、杆？如何让3岁的孩子带眼睛？,69,两种条件学习的分与合,回到穿梭箱实验，思考：正负强化下的学习，哪一种更容易？逃脱条件学习VS回避条件学习如果在电击之前，白鼠就跳过闸门，以避免电击，含义是什么？联结主义的解释充分吗？动物会思考吗？如果不会，动物研究的结论能够用在人身上吗？,70,两种条件学习的分与合,什么是习得性无助栓在小草上的牛为什么不跑？,71,两种条件学习的分与合,辨别性刺激-自发反应-刺激结果三项相倚（three-term contingency）能够解释多数人类行为？Skinner,1953图P176-7.1,72,两种条件学习的分与合,73,我们能否应用条件作用任意塑造动物或人的
28、行为？,学习的生物制约性Biological constraints on learning本能漂移Instinctual drift即使动物学会了完美的操作反应，随着时间的推移，习得的行为也会向着本能行为的方向漂移。当目标反应与生物因素相一致时，反射作用就会非常有效。,74,学习的生物制约性,味觉厌恶学习Taste-aversion learning仅仅通过CS（新异味道）与其后果（潜在的UCS结果-实际引发疾病的成分）的一次匹配（即使间隔很长）即可完成，却永久保持。加西亚、库林：动物具有学习某些联结的生物学准备，一些CS-UCS结合在特定物种上可以经典条件化，而其他的则不可能。,75,CS
29、-UCS结合的生物制约性（P184）,76,CS-UCS结合的生物制约性,加西亚和库林(1966)：老鼠拥有将某些线索与某些结果联系起来的先天能力。,77,CS-UCS结合的生物制约性（加西亚、库林）,动物具有学习某些联结的生物学准备；一些CS-UCS结合在特定物种上可以经典条件化，而其他的则不可能,遗传决定了动物将不同的感觉线索类型-味道、气味或外观与奖励或危险进行了编码。打破这些联系的努力提出很难成功。,78,79,（二）学习的认知理论,联结主义S-R强调学习是在刺激与反应之间形成联结，即刺激所带来的行为的变化。而认知心理学家更关心刺激-反应之间的中介过程。柯勒的顿悟学习、托尔曼的位置或方
30、位学习(迷津学习)、班都拉的观察学习。,80,1、柯勒的顿悟学习,Khler,18871967,81,1、柯勒的顿悟学习,82,1、柯勒的顿悟学习,83,1、柯勒的顿悟学习,84,1、柯勒的顿悟学习,通过黑猩猩的实验，发现在问题解决过程中，并不象桑代克所说的要经历尝试与错误的过程，而是能够观察问题的整个情境，发现情境中各个条件之间的关系，最后才采取行动，柯勒称之为顿悟学习。但顿悟学习并非不需要练习和经验。,85,2、动物认知-认知地图,托尔曼迷津实验阅读P185。实验的安排和结果是什么？托尔曼的解释是什么？潜在学习-行为潜能或潜势,86,2、动物认知-认知地图,整体反应VS局部、盲目探索刺激-
31、刺激情境-全部行为背景简单联结-学习与表征鸟、蜜蜂、老鼠等动物的空间记忆能力。,87,2、动物认知-概念性行为,88,2、动物认知-概念性行为,测试阶段的刺激-反应联结从来没有被强化过。泛化？刺激的知觉相似性。人和汽车相似？椅子和花相似？归类-概念-认知相似性思考；爱德华的实验否认了强化作用？,89,3、观察学习,学习发生是否一定需要后效强化。班都拉的社会学习论认为观察学习是社会学习的基础，在社会情境中，学习者通过观察别人行为表现方式，以及行为的结果（得到奖励或惩罚）而产生的间接学习过程，亦即模仿，模仿的对象叫楷模。,90,3、观察学习,依据楷模的行为，学习者为自己的行为定下一个标准，并以此标
32、准来评价和衡量自己的行为，这叫做自我规范。自我规范的结果，如果自己的行为符合了自己的标准，就感到满足，加强了他所模仿的行为，此即自我强化。,91,3、观察学习暴力行为来自于模仿学习,92,3、观察学习暴力行为来自于模仿学习,93,3、观察学习暴力行为来自于模仿学习,94,3、观察学习暴力行为来自于模仿学习,95,3、观察学习,影响观察学习的条件：1楷模的行为，具有明确的后果者发财或坐牢2在学习者心目中，对楷模的形象有正面的态度，偶像，什么都愿意学 SB,96,3、观察学习,3楷模与学习者之间在人格上相似4模仿行为得到强化的5所要模仿的行为，能够明确认定6能力所能够及的行为 圣人,97,建构主义
33、的学习理论constructivism,行为主义学习理论以客观主义objectivism 为基础，即认为事物及其意义是独立于人而存在的，是事物本身所决定的，而学习就是要把外在的客观的内容转移到人身上。,98,建构主义的学习理论constructivism,学习的认知理论主张研究行为的中介变量，但它假设信息或知识是事先以某种先在的形式存在的，看到了已有知识在新知识获得中的作用，但没有强调新、旧知识之间反复、双向的相互作用。,99,建构主义的学习理论constructivism,建构主义constructivism近10年来出现的一种新的学习理论。与客观主义相对立，强调事物的感觉刺激本身并没有意义
34、，意义不是独立于我们而存在的，而是由人建构起来的，它不仅决定于事物本身，也决定于我们已有的知识经验。不同经验的人对同一事物会有不同的理解。,100,建构主义的学习理论constructivism,建构主义包括激进的建构主义 radical constructivism信息加工的建构主义 information-processing constructivism。共同特点是：,101,建构主义的学习理论constructivism,1、知识不是对现实的准确表征，它只是一种解释、假设，而不是问题的最终答案，相反，它会随着人类的进步而不断地得到改造、解构和重新建构，而不是修补和增删。2、学习过程不是
35、由教师向学生传递知识的过程，而是学生主动建构知识的过程。,102,建构主义的学习理论constructivism,建构就是学习者通过新旧知识经验间的反复的、双向的相互作用，来形成和调整自己的经验结构。在建构过程中，一方面学习者对当前经验的理解需要以已有的知识经验为基础；另一方面，在运用已有知识经验时，又不是简单的提取和套用，个体同时需要依据新的经验对它作出某种调整和改造，因此这是同化和顺应的统一。,103,建构主义的学习理论constructivism,3、建构主义者强调，学习者不是空着脑袋走进教室的。他们在日常生活和以往的学习中，已经形成了丰富的经验。他们可能没有接触过某些问题，没有现成的经
36、验，但问题一旦出现，他们也会基于以往的经验和自己的认知能力，形成对问题的某种解释。,104,建构主义的学习理论constructivism,教学应该把儿童现有的知识经验作为新知识的生长点，引导儿童从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。教学不是知识的传递 transmission而是知识的相互作用 transaction和转换 transformation 学习问题的复杂性。,105,Cognitive Influences on Learning,Animal cognitionCognitive mapsConceptual behavior,106,Cognitive Influences on Learning,Observational learningSocial learningDesensitization,107,End of Chapter 7,To Proceed, Click Button,
