学习理论(信号学习理论)

2005.61第十章托尔曼信号学习理论一、托尔曼的生平爱德华·托尔曼(EdwardC．Tolman，1886~1959)于1886年4月14日出生在美国麻省纽顿的一个贵格会教徒的家庭。1918年他受聘于加利福尼亚大学贝克莱分校，任心理学教授。他的学术生涯主要是在那里度过的。1950年，他由于拒绝麦加锡泡制的忠诚宣誓而被解聘。在这之后，他曾先后在芝加哥大学和哈佛大学任教。著作有：《动物与人的目的性行为》、《战争的驱力》和《心理学论文集》。2005.62第十章托尔曼信号学习理论二、认知行为主义产生的背景（与格思里比较）首先，托尔曼的行为观强调行为的整体性，注重从宏观的角度来分析行为。其次，托尔曼试图在刺激-反应联结的观点外另辟一种体系，这个体系注重的是行为的适应性、创造性和理智性等方面。因此，他的体系是以认知为特征的。他主张要对行为的原理作出解释，但反对采用其他行为主义者所使用的机械论的框架。他拒绝把刺激-反应作为描述和解释行为的手段，并拒绝以联结主义为特征的其它各种假设。2005.63第十章托尔曼信号学习理论三、托尔曼的认知行为主义的主要观点主要包括以下三个方面的观点：1.关于整体行为托尔曼认为心理学应该研究整体行为。第一，整体行为总是坚持指向一定的目标-对象。第二，整体行为为实现指向目标-对象，总是选择一定的途径和方式。第三，整体行为在指向特定的目标-对象时，总是选择那些较短的路径或较容易的手段，即所谓最小努力的原则。2005.64第十章托尔曼信号学习理论2.认知-期待说。他认为动物或有机体在学习过程中所学会的不是连贯的动作反应，而是获得了关于它周围的环境，学习目标的位置，以及如何达到目标的途径和手段的知识。这些知识使有机体形成了“认知上的期待”，这种认知上的期待将支配有机体下一次活动的方向和强度。简言之，按照托尔曼的观点，动物学会的不是简单的动作或反应，而是学会了对目标和达到目标的途径和手段的认知。2005.65第十章托尔曼信号学习理论托尔曼根据形成期待的不同认知水平，将期待划分为“感知性期待”、“记忆性期待”、“推理性期待”（迂回路径实验）和“假设性期待”。托尔曼认为，为了证明动物对目标-对象形成感知性期待，可以设置装有透明边壁的迷律，使白鼠在跑迷津的进程中随时都能看到或嗅到目标-对象。在这样的条件下，来自目标-对象的刺激可以在任何一次尝试中当场引起动物对目标-对象性质的期待。2005.66第十章托尔曼信号学习理论记忆性期待指动物不仅能对目标-对象形成期待，而且还能对走过的路径或道路的特征形成期待。这种对路径、道路或途径的期待就是所谓的“认知地图”。2005.672005.68第十章托尔曼信号学习理论关于假设性期待，托尔曼将其看成是一种用于解决问题的、可变的、暂时性期待。在解决问题之前，学习者积极地对问题情境中存在的关系的实质作出种种假设。可以把猜测一个问题的正确解答的假设看作是暂时性期待。2005.69第十章托尔曼信号学习理论3.关于中间变量。托尔曼认为，行为的最初原因主要有物理的和生理的两类，分别称之为环境变量和个别差异变量。其中环境变量包括：M——补给时间表C——目标对象的适度性S——刺激物的类型及其所提供的方式R——所耍求的运动反应类型R——先行的或后继的迷律单元模式2005.610第十章托尔曼信号学习理论个体差异变量包括：H——遗传特征A——年龄T——先前所受的训练E——特殊的激素、药物和维生素所维持的生理状态托尔曼认为实验变量或自变量与行为变量(亦称因变量)之间的关系决不如行为主义者所说的S-R那么简单，二者之间还存在着一系列不能被直接观察到的、但可以根据引起行为的先行条件及最终的行为结果本身推断出来的中介因素，即中介变量，它们是行为的实际决定因子。2005.611第十章托尔曼信号学习理论四、主要实验1.期待实验2.位置学习实验3.关于潜伏学习的开创性实验4.迂回路径实验５.空间记忆和认知地图方面的实验研究6.有关假设性期待的实验研究７.对奖励的预期的研究8.关于学习的动机的实验2005.612第十章托尔曼信号学习理论五、托尔曼认知行为主义的评价托尔曼对动物行为的目的性研究和学习过程历表现出来的认知特征的研究无疑是对桑代克的学习联结说和华生等人的“S-R”学说提出了尖锐的、强有力的挑战。桑代克的学习联结说和华生等人的S-R学说把动物的学习看成是完全由外部刺激和外部条件(如强化)所决定的过程。2005.613第十章托尔曼信号学习理论但是，托尔曼未能像赫尔那样坚持理论的系统、严密和完整性。他的理论显得有些凌乱，许多概念没有予以明确定义，许多表述显得模糊不确定，对许多学习问题也未能作出回答。他提出了有机体内部的认知问题，但又未能将行为与有机体内部的某种认知机能恰当地联系起来，这些使得他的理论逊色不少。他的认知行为主义体系建立于动物实验基础上，这究竟能在多大程度上说明人类行为，仍然是个问题。2005.614第十章托尔曼信号学习理论期待实验所谓期待是有机体关于客观事件意义，通常是指目标物意义的知识或信念。这种知识既可以是当前习得的，也可以是过去曾经习得的，有关的实验证明了这一点。埃利厄特以一群饥渴的白鼠为被试，安排它们走迷津，在最初的九天里都将水放在出口处作为目标-对象。到第十天，安排它们饿着(而非渴着)走迷津，同时在出门处将水换成食物，此时白鼠走迷津的错误和花费的时间都显著上升，次一天则恢复了先前的水平。这表明，白鼠对“水”这一特定的目标-对象有一种预先的认知或期待，换上食物则立即导致了行为的紊乱。又因为新近产生的对“食物”的期待，使得次一日的行为恢复到了先前的水平。ok2005.615第十章托尔曼信号学习理论位置学习实验麦克法兰训练白鼠在迷津里游泳。这种迷津与心理学家们通常训练白鼠的迷津没什么不同，只是里面灌满了水。白鼠在通道里只能游泳摸索，游到目的箱后可爬上去获得食物。白鼠学会游到目的箱后，就产生了一个问题：白鼠学到的是以往行为主义者所说的一系列刺激-反应联结，还是像托尔曼所说的是认知方面的内容呢?为了回答这个问题，麦克法兰把迷津里的水抽干，然后把白鼠放进去。这样，白鼠是跑到目的箱，而不是游到目的箱。结果发现，所有白鼠都能很顺利地把游泳迁移到奔跑上去，即白鼠都丝毫不错地跑到目的箱。2005.616第十章托尔曼信号学习理论位置实验二2005.617第十章托尔曼信号学习理论位置实验三2005.618第十章托尔曼信号学习理论位置实验四ok2005.619第十章托尔曼信号学习理论关于潜伏学习的开创性实验研究是由布洛杰特(1929)开始的。他进行此项实验的主要目的是用实验的证据批评“强化是任何联想学习完全发生的必要条件”的假设。继布洛杰特的工作之后，托尔曼和杭齐克(1930)设计了由14个单元的复合T形通道构成的迷津。在每一单元中有不通的终端(被锁着的门)和可以通过的终端(可以通过的门)。白鼠进入这段迷津后，如果选择错误，就会在锁着的门前碰壁，即犯错误一次；如果选择了可以通过的门，就可以进入下一个单元。如此，通过14个单元，而最后到达终点。在每一单元中，白鼠要做的事就是选择可以通过的门，走进下个单元。2005.620第十章托尔曼信号学习理论2005.621第十章托尔曼信号学习理论托尔曼认为，实验组的白鼠在无食物奖励的情况下每天仍然在进行学习，它们在走迷津的过程中熟悉了可通过迷津的路径，在头脑中形成了关于迷津的“认知地图”，形成了对路径的认知性期待，只不过在无奖励的情况下，这种学习效果没有表现出来。这种学习故称之为潜伏学习。当实验组的被试得到食物强化后，这种潜伏学习的效果即刻表现于外。ok2005.622第十章托尔曼信号学习理论迂回路径实验ok2005.623第十章托尔曼信号学习理论空间记忆和认知地图方面的实验研究ok2005.624第十章托尔曼信号学习理论有关假设性期待的实验研究ok2005.625第十章托尔曼信号学习理论对奖励的预期的研究廷克尔波的奖励预期训练猴子从事一项辨别任务。他当着猴子的面把它们喜欢吃的香蕉用两个容器中的一个盖住。隔一会儿，让猴子走近，让他们选择打开其中的一个容器。猴子很快就学会了这种游戏。然后，实验者当着猴子的面用一个容器把香蕉盖好后，又偷偷地把香蕉换成生菜叶子(这是猴子不喜欢吃的食物)。当猴子发现是生菜叶子时，一般都拒绝吃它，而是仔细察看容器内外，然后观看房顶和房间四周，寻找预期的香蕉。在寻找失败后，感到十分沮丧，对着房间里的人大声叫唤。