斯金纳箱的起源

1938年, 心理学派的动物行为学家斯金纳( B.F.Skinner) 发表了一部重要著作“生物的行为”, 构成他研究学习行为基础的就是操作条件反射( operant conditioning) ,又称工具条件反射( instrument conditioning) 。

操作条件反射同经典条件反射有几点重要区别, 前者没有所谓的条件刺激, 也不是靠条件刺激与无条件刺激相结合而形成条件反射, 它的形成是起自动物的一种随意活动, 而且是欲求行为( appetitive behavior) 的结果。

所谓欲求行为就是在动物生理需求驱动下的一种行为表现, 如饥饿驱使动物到处觅食, 繁殖欲驱使动物积极向异性求偶等。另外, 在操作条件反射的建立过程中, 刺激和反应都必须先于报偿( reward) , 即先接受刺激, 再作出行为反应, 之后才得到报偿, 这一点区别很重要。

在操作条件反射的早期研究中, 行为学家常常使用所谓的“问题箱”( problem boxes) 或斯金纳箱( skinner box) , 意思是人为给动物制造一个问题让其解决,并观察动物解决问题的能力、方法和速度。

操作条件反射模型案例

可以把猫放到一个问题箱里, 此时它就会想方设法逃出去, 它会到处冲撞试图找到出口。*后它可能因某一个偶然性动作而踩踏了 1 块木板, 门便通过人设计的机关而自动打开了,于是猫便逃出箱外获得了自由( 即得到了报偿) 。如果把逃出的猫再关入问题箱, 使这一过程不断重复, 猫就能越来越快地从问题箱中逃出来,*后猫便能学会把踩板和开门这两件事联系起来。此时如果再把猫放入箱中, 它就会为了开门而直接去踩板。操作条件反射就是这样建立起来的 。

斯金纳箱是Skinner为研究动物的学习行为而设计的实验装置, 箱内可放置实验动物, 并含有1个操纵系统(如可供大白鼠去压的杆)和一个自动递送食物的系统(提供报偿以鼓励学习) 。利用操作条件反射可以训练动物学会各种新的甚至是很复杂的技能,如小兔弹钢琴、鸭子套圈和鸽子打乒乓球等鸽子学会打乒乓球的动力是谁把球推送到对方乒乓球台的底线处,谁就能自动获得食物报偿。

行为学家*喜欢用鼠类进行操作条件反射试验,因为鼠类终生都怀有好奇心。长期以来,操作条件反射是行为学家和心理学家的主要研究工具。心理学派曾对动物的行为和学习能力提出过很多新的见解。

斯金纳箱（Skinner box）实验设计原理

斯金纳箱是研究操作条件反射的仪器。斯金纳箱高约0.33米，长方形，一面是单向玻璃，以便于观察动物而不惊扰它，其底部是金属网，可产生电击。箱内有照明小灯，并有一根连接着食物台的杠杆或一块踏板。将饥饿的动物放到箱里，当它偶尔按压杠杆时，便可得到一点食物，以此建立操作条件反射。实验者通过改变实验程序，就可以改变动物的行为模式。

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。

斯金纳箱（Skinner box）成品测试箱XR-XS109

基本结构：在箱壁的一边有一个可供按压的杠杆（大都是一块金属板），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。系统已采用电子线路，使用更方便。

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