学习理论

　　学习理论是对学习规律和学习条件的系统论述，它主要研究人类和动物的学习行为的特征，解释有机体为什么学习，怎样学习和学习什么。一个多世纪以来，心理学家、教育学家对人类与动物学习的机制进行了多方面的不同研究,形成了不同的学习理论。

　　一般将学习理论分为两个主要的流派:联结主义学派与认知学派。

　　一、学习的联结理论

　　学习的联结理论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，因此联结理论叉可称为“刺激一反应”理论。联结主义学习理论的代表人物主要有巴甫洛夫、桑代克与斯金纳等。

　　(一)经典条件作用

　　巴甫洛夫是苏联著名的生理学家，曾因为对动物消化腺的创造性研究而获得1904年诺贝尔生理学奖。巴甫洛夫对动物消化腺的研究主要以狗为研究对象。他与助手在对狗的研究中发现，当助手给狗食物时，狗吃到食物，会分泌很多唾液;此后又发现狗只要看到食物，就开始分泌唾液;再后来，只要听到助手的脚步声，狗似乎知道马上就可以吃到食物，唾液的分泌也开始增加。巴甫洛夫系统研究了这种现象，提出了“条件反射”的概念，后人称之为“经典条件作用”。

　　1.经典条件反射的形成

　　巴甫洛夫认为，条件反射形成的条件是:

　　(1)无条件反射:食物吃到嘴里，引起唾液分泌增加,这是自然的生理反应,不需要学习，这种反应叫做无条件反射; 此时引发反应的刺激是食物，为无条件刺激，做出的反应是无条件反应;

　　(2)条件反射:研究助手的脚步声与狗的唾液分泌增加本来没有必然的联系，是一种无关刺激，或称中性刺激; 当脚步声与食物同时、多次重复后，狗听到脚步声，唾液分泌就开始增加，这时中性刺激由于与无条件刺激联结而变成了条件刺激，由此引起的唾液分泌就是条件反应。

　　2.经典条件反射的规律

　　(1)习得:条件刺激(CS) 与无条件刺激(UCS)的一次成对呈现称为一次试验，有机体学习这两个刺激之间的联结关系的过程叫做条件反应的习得阶段。在这一阶段中，条件刺激与无条件剌激呈现的时间可以有三种关系:同时性条件作用、延迟性条件作用与痕迹条件作用。在同时性条件作用中，条件刺激与无条件刺激在时间上是完全同步出现的;在延迟性条件作用中，条件刺激先出现一段时间，在它还未消失时，无条件刺激开始出现，然后两种刺激同时消失;在痕迹条件作用中，条件刺激先出现，消失一段时间后无条件刺激才开始出现。在这三种不同的时间关系中，延迟性条件(条件刺激先出现0.5秒)最易形成条件反射;其次是同时性条件;再次是延迟时间增长的延迟条件和痕迹条件作用。如果条件刺激在无条件刺激之后才出现，即使有条件反射形成,其效果也是微弱的。

　　(2)消退: 条件反射形成以后，如果得不到强化，条件反应会逐渐削弱，直至消失。例如，狗对铃声形成唾液分泌的条件反射以后，得到了食物(强化),条件反射将进一步巩固;如果只给铃声不给食物，已经形成的条件反射就会消退。这种无强化的条件刺激物的重复出现称为消退。

　　(3)泛化与分化:泛化指在条件反射形成后的初期，另外一些类似的刺激也会引起条件反应。如狗形成了对三声铃声的条件反应(唾液分泌)后，也会对一声或两声铃声作出相同的反应，新刺激越接近原来的条件刺激，泛化现象越容易发生。

　　与泛化作用互补的是分化过程， 这是指对事物的差异的反应。例如，狗可以学会只对三声铃声作出唾液分泌的条件反应，而对一声或两声铃声没有唾液分泌的反应。实现分化的手段可以是选择性强化或消退。

　　(4)二级条件作用:在已经形成的条件反射(例如，铃声引起唾液分泌)的基础上，如果将条件刺激(如铃声)用做无条件刺激,使它与另一个中性刺激伴随出现，就能建立一种新的条件反射，称为二级条件作用。例如，当铃声与唾液分泌的联结建立起来以后，将灯光与铃声反复伴随(无食物)出现，经过学习,灯光也会引起狗的唾液分泌。

　　在二级条件作用中，有机体在建立条件反射时不再需要借助于具有生物学力量的无条件刺激物(如食物)。有机体可以在已有的条件反射的基础上建立新的、更复杂的条件反射。研究二级条件作用，有助于我们理解人类的许多复杂行为。

　　(二)操作性条件作用

　　经典条件作用能够解释有机体的某些学习行为，如有机体如何学会对刺激作出特定的反应，以求得与环境的平衡。在经典条件作用中，有机体的行为都是由刺激引发的不由自主的反应。这些刺激来自环境，有机体不能预测、也不能控制它。但是在日常生活中，我们还经常看到另一种现象，有机体为了获得某种结果而主动地作出某种行为。例如，婴儿第一次叫“妈妈”得到了母亲的爱抚，行为的这种结果使婴儿以后不断地叫“妈妈”。这种行为是由机体主动发出的，而不是由刺激被动引起的。很明显，用经典性条件作用很难解释这种行为。

　　1.桑代克的尝试~错误学习桑代克是美国著名的心理学家，获得博士学位以后，他在哥伦比亚大学开始用猫研究动物的随意学习行为。桑代克设计了有名的迷笼实验。将饥饿的猫放入迷笼中,笼外放有食物。猫进入迷笼，本能地作出许多反应。猫偶尔触动了迷笼开关，把迷笼打开，得到了食物。如果将猫再次放入迷笼，猫在笼中的紊乱动作将逐渐减少。最后，猫一放入迷笼就立即触动开关，获取食物。

　　通过对动物学习行为的研究，桑代克提出了尝试一错误学习理论。

　　这一理论认为,学习的实质是通过“尝试”在一定的情景与特定的反应之间建立某种联结。在尝试中，个体会犯很多错误，通过环境给予的反馈，个体放弃错误的尝试而保留正确的尝试，从而建立起正确的联结，这就是学习。桑代克认为，在尝试一错误学习中，行为的后果是影响学习最关键的因素，如果行为得到了强化,证明尝试是正确的，行为就能保留下来，否则就会作为错误尝试而被放弃。总之，正强化会促进行为，而负强化或惩罚会削弱行为，桑代克称之为“效果律”;动物为了达到某种目的而作出某种特定的行为，由此建立的条件作用称为“工具性条件作用”。

　　2.斯金纳的操作性条件作用

　　20世纪30年代后期，行为主义心理学家斯金纳改进了桑代克的迷笼设计，设计了“斯金纳箱”，并用来研究各种动物(如白鼠与鸽子)。实验中，动物从初始的混乱动作中无意地碰到杠杆，得到了食物，学会了按压杠杆与得到食物之间的联结。通过更为复杂的设计，动物还可以学会分化行为，例如，当灯亮时按压杠杆可以得到食物，而灯灭时按压杠杆得不到食物，因此动物学会了只在灯亮时按压杠杆。

　　通过研究，斯金纳认为存在两种类型的学习，一类是由刺激情景引发的反应，斯金纳称之为应答性反应，与经典性条件作用类似;另一类是操作性条件作用,它不是由刺激情景引发的，而是有机体的自发行为。在日常生活中，人的绝大多数的行为都是操作性行为。影响行为巩固或再次出现的关键因素是行为后所得到的结果，即强化。

　　斯金纳认为，“凡是使反应概率增加，或维持某种反应水平的任何刺激”都可以称为强化物。他区别了两种类型的强化一正强化与负强化。当环境中某种刺激增加而行为反应出现的概率也增如时，这种刺徼就是正强化，例如，饥饿的白鼠按压杠杆得到食物，食物就是正强化物;当环境中某种刺徼减少而行为反应出现的概率增加时，此种刺激就是负强化，负强化通常是一种厌恶刺激，是有机体力图回避的。例如，白鼠处于轻微的电击中，一旦按压杠杆，电击解除，停止电击就是负强化物，它同样能增加动物的压杆反应。需要注意的是，无论是正强化还是负强化，其结果都是增加行为再次出现的概率，促进行为的发生。

　　斯金纳认为，在行为实验中，强化方式是最容易控制的、最有效的变量。在精确控制的实验情景中，实验者可以精确地决定使用什么类型的强化，怎样给予强化和何时给予强化。强化的类型多种多样，包括连续强化和间隔强化、固定比例强化和变化比例强化、固定时间强化和变化时间强化等。其中，连续强化指每次行为之后都给予强化;间隔强化指间隔一定时间或比例才给予强化;固定比例强化指间隔一定的次数给予强化，如隔5次给予1次强化，而变化比例强化指每两次强化之间间隔的反应次数是变化不定的;固定时间强化指间隔一定的时间给予强化，如每隔5分钟给予1次强化，而变化时间强化指强化之间间隔的时间是变化的。强化既能影响行为的习得速度与反应速度，也能影响行为的消退速度。

　　在操作性条件作用中，与经典条件作用一样存在消退、泛化和分化、二级条件作用等现象。

　　二、学习的认知理论

　　学习的联结理论强调学习是在刺激和反应之间形成联结，即刺激所带来的行为变化。而认知心理学家们认为，在研究人类的复杂行为时，除了要关心个体可观察到的行为反应外，更要关心刺激一反应的中间过程，即刺缴怎样引起反应和学习行为的内在机制是什么。

　　许多心理学家主张学习的认知理论，本节主要介绍苛勒的格式塔理论和托尔曼的认知地图理论。

　　(一)格式塔的学习理论一顿悟学习

　　苛勒在1913年全1917年，应“普售士科学院”的邀请，到非洲沿海的西班牙属地特纳利夫岛研究猩猩的行为，并于1925年出版了他的重要著作《猩猩的智慧〉。 格式塔理论强调知觉的整体性，知觉不是个别感觉简单叠加的结果。同样，学习也是一种完整的过程，它是通过学习者对情境的重新组织实现的。

　　苛勒深入研究了猩猩解决问题的行为，其中“取香蕉”的实验是最有名的：猩猩可以看到房顶上悬挂着一串香蕉，但是它够不到。房内的地上有几只箱子。苛勒的研究发现面对这样的情景，猩猩一开始试图跳起来抓取香蕉，但是没有达到目的;它不再跳了，而是在房间里走来走去，仿佛在观察房间里的东西。经过一段时间，猩猩突然走到箱子前面，站着不动，过一会儿，它把箱子挪到香蕉下面，跳到箱子上，取到了香蕉。如果一只箱子不够高,猩猩还能把两个或更多的箱子叠起来以拿到香焦。苛勒还设计了许多类似的情景让猩猩解决问题。通过这些研究苛勒发现:猩猩不是通过尝试一错误的方法来学习如何拿到香蕉的，而是突然学会如何解决问题的。苛勒认为，用“知觉重组”可以解释这种学习:猩猩突然发现了箱子与香蕉之间的关系，它在认知结构中将已有的知识经验进行广重新组合的过程，因而找到了解决问题的新方法。苛勒把这种学习叫做顿悟学习。

　　在人类的学习中也常见到顿悟现象。顿悟经常突然到来，就像在思维的黑暗中投射下一道“灵感”的光芒一样，令人在苦苦的思索后突然得到了答案。灵感的闪现令人感到欣喜。有些人喜欢玩拼字和猜谜的游戏，就因为人们从这种游戏中可以体验到顿悟的喜悦。

　　为什么会出现顿悟?目前还不完全清楚，但有的看法已成为共识:①顿悟依赖于情景，当答案的基本部分与当前情景的关系较易觉察时，才容易出现顿悟，例如，在猩猩实验中，如果箱子离香蕉很近，狷猩就容易发现二者之间的关系;②顿悟产生后，可以重复出现;③在一种情景中产生的顿悟可以迁移到新的场合。在顿悟学习中个体学到的东西不是刺激和反应间的一个特定的联系，而是手段和目的间的一种认知关系。当动物学会用一种手段达到目的后，它们也可以用另一种手段来达到同样的目的。例如，猩猩一旦学会站在箱子上取得香蕉后，它们也可以把竹竿接起来取得香蕉。

　　(二)托尔曼的认知地图与潜在学习

　　托尔曼自称“是一种特殊的行为主义”中。他与早期的行为主义者一样也注重研究行为，但他反对“刺激一反应”的理论框架，而强调“刺激一反应”的“中介变量”。因此，人们将托尔曼的行为主义称为“认知一行为”主托尔曼认为，一个完整的行为应包含三个方而:①由外部环境或内部生理状态所激发;②经过某些中介变量;③由此表现出的行为和反应。他还指出，要分析一个完整的行为，就必须考虑个体的认知，认知就是行为的中介变量。只有研究中介变量,才能了解个体行为发生的机制。

　　1.位置学习

　　托尔曼的学生麦克法兰报告了白鼠“位置学习”的实验。他训练白鼠在迷津里游泳，这种迷津与心理学家用于训练白鼠的迷津大致相同,只是在迷津的通路中灌了水，白鼠必须在水中游泳，才能到达目的箱。问题是，白鼠在这种迷津中究竟学到了什么?是一系列刺激一反应联结， 还是某种认知内容?为了回答这个问题，麦克法兰将迷津中的水抽干，发现那些已经学会游到目的箱的白鼠都能顺利地跑到目的箱，说明它们将游泳时学会的内容成功地迁移到了奔跑中。托尔曼认为，白鼠学到的不是一系列动作，而是迷津本身的空间布局，也就是说，白鼠习得了迷津的地图，因此能在有水和无水的迷津中都成功地到达目的箱。托尔曼用“认知地图”来描述动物在迷津实验中所学到的东西，即关于迷津的位置信息，例如，哪条路是死路，哪条路通向食物，哪条路最近，而哪条路绕弯等。一旦白鼠将这些信息同化到自己的某种认知地图中，它就会明白目标在哪里以及应该如何走，而不是依靠某些固定的运动系统来达到目的。

　　托尔曼认为，认知地图是关于某一局部环境的综合表象，它不仅包括事件的简单顺序，而且包括方向、距离甚至时间关系等。而位置学习就是根据对情景的认知，在当前情景与达到目的的手段、途径间建立起一个完整的符号系统。

　　我们不妨请你设身处地地想一下，你每天是怎样从自己的寝室走到教室去的呢?在你的头脑中，是否有一幅校园的认知地图?如果你是一位老生，头脑中建立了校园的认知地图，你自然就知道，要从寝室走到教室，必须先经过邮局、向东拐弯、走大约300米之后经过书店，再向北走50米就到了。你还知道，这段路大约需要5分钟。在你的认知地图中，寝室、邮局、书店等位置标志和方向、距离、时间等组成为一个系统，它帮助你在校园中正确定向。但是这个系统又是可变的。如果有一天邮局改变了位置，你也不会因此而迷路的。

　　在研究位置学习时，托尔曼还在白鼠已经学习过的迷津中阻塞某些通道,迫使白鼠改道而行，观察白鼠是否真正习得了整个迷津的认知地图、一个典型的实验情景见图。在迷津中有三条道路可以到达食物箱，通路1最近，通路3最远。托尔曼的实验步骤和发现如下:①经过几次训练之后，白鼠学会了走迷津，并最喜欢走通路1,而不喜欢走通路2和3;②将通路1堵塞，发现白鼠迅速从通路1返回，选择通路2;③将通路2堵塞，发现白鼠再次从通路2返回，迅速选择通路3。

　　托尔曼在实验中还随时堵塞任一通路，发现当迷津通路有所变化时，白鼠完全可以用最好的方法来解决问题。就像一个对校园十分熟悉的学生，当发现一条路不通时，自然会选择另一条路，到达想去的地方。

　　2.潜在学习

　　托尔曼认为，强化不是学习所必需的。在一个经典的实验中，将实验白鼠分为三组，训练它们走一个复杂的迷津。A组白鼠在正常条件下训练，跑到目的箱之后总能得到食物; B组白鼠始终没有得到食物; C组白鼠在开始10天中没有得到食物，到第11天才得到食物。实验结果所示: A组的操作水平逐渐上升; B组的水平一直没有显著提高;C组的水平在没有食物强化的头10天里与B组一样差，然而一旦有了食物，操作水平骤然上升，与A组一样好，甚至更好。托尔曼认为，三组白鼠的学习情景是一样的,差别仅仅是有没有食物强化。B组白鼠没有受到强化的时候(训练的头10天)也在学习，只不过没有将学习的效果表现出来，托尔曼称这种学习为“潜在学习”。C组白鼠在没有食物的头10天中也在进行学习，它们与A组白鼠一样获得了关于迷津的认知地图，只是由于没有食物，它们没有必要让学习结果表现出来。当白鼠在第11天得到食物强化后，学习的结果立刻就表现出来了。

　　托尔曼认为，学习不仅需要知识，而且要有目标(例如走到目标箱获得食物)。如果没有目标，学习就可能表现不出来，其结果不一定体现在外显的行为中。

　　(三}建构主义的学习理论

　　前面介绍了行为主义的学习理论和学习认知理论。行为主义学习理论以客观主义为基础，即认为事物及其意义是独立于人而存在的，是由事物本身决定的，而学习就是要把外在的、客观的内容转移到学习者身上。学习的认知理论主张研究行为的中介变量，但它假定信息或知识是事先以某种先在的形式存在的，个体必须首先接受它们才能进行认知加工，那些更复杂的认知活动也才能进行。认知学习理论看到了已有知识在新知识荻得中的作用，但没有强调新、旧经验间反复、双向的相互作用。

　　建构主义是近10年来出现的一种新的学习理论，对学习和学习者提出了新的看法。建构主义与客观主义相对立，它强调事物的感觉刺激(信息)本身并没有意义，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。不同的人由十已有的经验不同，对同一种事物会有不同的理解。

　　建构主义有不同的观点，如激进的建构主义和信息加工的建构主义,它们的共同特点是:①知识不是对现实的准确表征，它只是一种解释、一种假设，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;②学习过程不是由教师向学生传递知识的过程，面是学生主动建构知识的过程。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信息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，又不只是简单地提取和套用，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，这是同化和顺应两方面的统一;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，对这些问题没有现成的经验，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。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,而是知识的相互作用和转换。