重庆教师招聘《教育公基》：斯金纳箱（斯金纳）

必知实验15：斯金纳箱（斯金纳）

斯金纳箱（Skinnerbox）是心理学实验装置。行为主义者斯金纳1938年发明，并于动物操作条件作用实验。其基本结构：在箱壁的一边有一个可供按压的杠杆（大多是一块金属板），在杠杆旁边有一个承受食物的小盒紧靠着箱壁上的小孔，小孔外是食物释放器，其中贮有颗粒形食物。动物在箱内按一下杠杆，即有一粒食物从小孔口落入小盒内，动物可取食。一只白鼠禁食24小时后被放入箱内，开始它在箱内探索，偶尔按压了杠杆，获得食丸。白鼠开始可能并没有注意到食物落下，但若干次重复后，就形成了压杆取食的条件反射。以后稍有改进，如外包隔音箱，食物释放装置由程序控制等，可测试动物能否学会按三次杠杆以得到食物，或间隔一定时间按压杠杆才能得到食物。对不同物种的动物，其设计稍有不同。该装置实际是对桑代克迷箱的改进，后被用于研究动物学习能力和自我刺激与合作行为等心理学研究。已采用了电子线路，使用更方便。

一、创始人

斯金纳（Burrhus Frederic Skinner，1904—1990）是新行为主义心理学的创始人之一。他1904年3月20日生于美国宾夕法尼亚州东北部的一个车站小镇,在那里他度过了他的童年和中学时代。出于对文学的兴趣，他进入了汉密尔顿学院，主修英国文学。本来他想成为作家，毕业后从事写作，但两年后他便觉得“没有什么重要的事要说了”。于是他于1928年考入哈佛大学读研究生，改修学心理学。1931年他获得哲学博士学位。此后他相继执教于明尼苏达大学和印第安纳大学。1947年他受聘重返哈佛大学，担任学校心理系终身教授。

二、实验理论

新行为主义学习理论—操作性条件反射

三、实验内容

斯金纳关于操作性条件反射作用的实验，是在他设计的一种动物实验仪器即著名的斯金纳箱中进行的。箱内放进一只白鼠或鸽子，并设一杠杆或键，箱子的构造尽可能排除一切外部刺激。动物在箱内可自由活动，当它压杠杆或啄键时，就会有一团食物掉进箱子下方的盘中，动物就能吃到食物。箱外有一装置记录动物的动作。斯金纳的实验与巴甫洛夫的条件反射实验的不同在于：

1.在斯金纳箱中的被试动物可自由活动，而不是被绑在架子上；

2.被试动物的反应不是由已知的某种刺激物引起的，操作性行为（压杠杆或啄键）是获得强化刺激（食物）的手段；

3.反应不是唾液腺活动，而是骨骼肌活动；

4.实验的目的不是揭示大脑皮层活动的规律，而是为了表明刺激与反应的关系，从而有效地控制有机体的行为。

操作性条件反射这一概念，是斯金纳新行为主义学习理论的核心。斯金纳把行为分成两类：一类是应答性行为，这是由已知的刺激引起的反应；另一类是操作性行为，是有机体自身发出的反应，与任何已知刺激物无关。与这两类行为相应，斯金纳把条件反射也分为两类。与应答性行为相应的是应答性反射，称为S（刺激）型（S型名称来自英文Stimulation）；与操作性行为相应的是操作性反射，称为R（反应）型（R型名称来自英文Reaction）。S型条件反射是强化与刺激直接关联，R型条件反射是强化与反应直接关联。斯金纳认为，人类行为主要是由操作性反射构成的操作性行为，操作性行为是作用于环境而产生结果的行为。在学习情境中，操作性行为更有代表性。斯金纳很重视R型条件反射，因为这种反射可以塑造新行为，在学习过程中尤为重要。

实验1：

将一只很饿的小白鼠放入一个有按钮的箱中，每次按下按钮，则掉落食物。

结果：

小白鼠自发学会了按按钮。

这个实验比“给狗狗摇铃喂食”的巴普洛夫实验更进了一步，建立行为。

学习就是指将行为与操作者的需求建立相倚性联系。换句话说，使行为者感觉到“行为”与“奖励”是有联系的。

只要通过将行为与奖励不断重复、建立联系，就可以培养起操作者的行为模式。

奖励可以培养行为习惯，很棒吧？那么看实验2。

实验2：

将一只小白鼠放入一个有按钮的箱中。每次小白鼠不按下按钮，则箱子通电。

结果：

小白鼠学会了按按钮。

但遗憾的是，一旦箱子不再通电，小白鼠按按钮的行为迅速消失。

“惩罚”，作为奖励的邪恶双生子，可以迅速建立行为模式。然而，惩罚具有一定的副作用：它建立起来的行为模式，来得快，去得也快。一旦惩罚消失，则行为模式也会迅速消失。

从长远来看，惩罚对于行为的制止并不会起到显著作用。现实生活中，因为惩罚带来的凡勃伦效应，有时甚至会使惩罚起反作用。

凡勃伦效应：美国学者凡勃伦认为，与产品越降价、需求越增多的一般规律不同，特定的产品越涨价，需求越增多。部分上流阶层的消费目的在于，炫耀自己的社会地位和成功，满足虚荣心，所以价格越高，需求则增加。相反，如果降价，体现上流阶层的界限变得模糊，所以需求减少。

如果想要控制行为者不去进行某个行为时，应找到该错误行为的“奖励物”，移除该奖励，从而制止其错误行为。

然而，即使是奖励，当不再掉落食物时，小白鼠的学习行为也会逐渐消失（虽然消失得稍慢一些）。而且这样太浪费食物了！那该怎么办呢？

实验3：固定时间奖励

将一只很饿的小白鼠放入斯金纳箱中，由一开始的一直掉落食物，逐渐降低到每1分钟后，按下按钮可概率掉落食物。

结果：

小白鼠一开始不停按钮。过一段时间之后，小白鼠学会了间隔1分钟按一次按钮。

当掉落食物停止时，小白鼠的行为消失。

啧啧，失败了。没有培养起小白鼠连续按按钮的行为，反而使小白鼠“偷懒”了。为什么？因为行为者知道短期内行为不会再得到奖励。

实验4：概率型奖励

将一只很饿的小白鼠放入斯金纳箱中，多次按下按钮，概率掉落食物。

结果：

小白鼠学会了不停按钮。

当不再掉落食物时，小白鼠的学习行为消失速度非常慢。

随着概率越来越低，小白鼠按按钮的学习行为没有变化，直至40-60次按按钮掉落一个食物，小白鼠仍然会不停按按钮，持续很久一段时间。

（同样的，用鸽子做实验，平均每5分钟获得变化时距的食物强化的鸽子，每秒能做出2-3次反应，连续反应长达15小时）

这个实验模拟了为什么“赌博”——如简单的老虎机，或者更复杂的赌博——会给予人类以依赖感，或者说，成瘾性。

由于概率性给予结果，行为者很难直观地判断机制是否失效，所以单次的失败不会给予明显的“惩罚”效果，终止行为者的习惯，从而行为者的学习行为会一直持续下去。

实验5：

结果：

这些小白鼠有很多培养出了奇特的行为习惯，比如撞箱子、比如作揖、比如转圈跳舞。

这是因为掉落食物前，小白鼠正好在进行这些行为，于是产生了“迷信”。

许多游戏中传出的谣言，比如“在中午抽奖容易得到大奖”，或者“带满一背包幸运兔脚可以获得更好的装备”之类，其原理与之相同。

四、实验意义

斯金纳通过实验发现，动物的学习行为是随着一个起强化作用的刺激而发生的。斯金纳把动物的学习行为推而广之到人类的学习行为上，他认为虽然人类学习行为的性质比动物复杂得多，但也要通过操作性条件反射。操作性条件反射的特点是：强化刺激既不与反应同时发生，也不先于反应，而是随着反应发生。有机体必须先作出所希望的反应，然后得到“报酬”，即强化刺激，使这种反应得到强化。学习的本质不是刺激的替代，而是反应的改变。斯金纳认为，人的一切行为几乎都是操作性强化的结果，人们有可能通过强化作用的影响去改变别人的反应。在教学方面教师充当学生行为的设计师和建筑师，把学习目标分解成很多小任务并且一个一个地予以强化，学生通过操作性条件反射逐步完成学习任务。

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。