教育心理學簡編 · 第十章　動物學習定律

人的智慧、品格和技能都是某種原始傾向以及所受訓練的產物。人的最終本性是他的原始本性在其所具有的環境中發展的結果。一般來說，人性是原始本性、學習規律和人賴以生存與學習的環境力量共同作用的結果。 動物學習舉例 要想最終更好地了解人類學習的複雜性，不如暫時將其擱置，而先來考察較低等動物遇到變化情境時的學習，這是更為划算的方法。 把一些出生6天到12天的小雞放在一個園子裡（圖10—1中標註的YY處），園子與迷津籬笆（如圖10—1中的A、B、C、D、E）連通。從這些雞中抓出一隻小雞單獨放在A處。它突然面對籬笆牆的情境，不見了同伴、食物和熟悉的環境，於是做出了四處亂跑、大聲鳴叫和跳牆的反應。當它跳牆失敗時，會產生努力受挫的不安；當它跑到B處、C處或D處時，面對的是與A處一樣的情境；當它跑到E處時，就跑出了迷津，滿意地與同伴在一起、吃食物、回到原來的環境中。如果我們屢次重複把它放回A處，就會發現小雞跳牆，跑到B處、C處的次數越來越少，最後會直接跑到D處、E處並跑出來。這時小雞就建立了一個置身A處的情境與從E處跑出來的反應之間的聯想、聯結或結合。通俗地說，它學會了每當把它放在A處時，就從E處跑出來，即它學會了擺脫困境的途徑。無效的跑、跳和站立次數的減少表明，小雞跑出來所用的時間也逐漸減少。以兩隻建立這種聯想的小雞為例，它們在前5次嘗試中跑出來的平均時間是3.5分鐘（其中一隻大約用了3分鐘，另一隻大約用了4分鐘）。但是，最後跑出來的時間始終保持在五六秒鐘內。 圖10—1　小雞實驗 下表展示了動物學習前後的行為變化：表10—1是最初一次嘗試的行為特徵；表10—2是聯結完全建立以後的一次行為反應，即學習後的一次圓滿反應。 表10—1　最初實驗中的行為 表10—2　學習之後一次實驗中的行為 下圖展示了從最初的嘗試到聯想完全建立後所發生的變化。圖中的虛線分別表示龜在第5次（見圖10—2）和第50次（見圖10—3）嘗試從A處回巢時的爬行路徑。圖中的直線表示木板圍牆。在第5次實驗中，龜除了無效的移動就是無用的停止，共用了7分鐘的時間才回到巢穴；而在第50次實驗中只用了35秒。這兩張圖是早期嘗試與最後實驗結果的典型代表，選自耶克博士用不同的動物在不同情境中所做的大量實驗。我對他允許我選用該圖表示感謝。 圖10—2　龜的實驗 註：在第5次實驗中，龜從A處回巢的路徑。 圖10—3　龜的實驗（續） 註：在第50次實驗中，龜從A處回巢的路徑。 下面讓我們來考察一種比小雞或龜尋找恰當路徑更精彩的表演。我們用一個約0.5米長、0.4米寬、0.3米高的箱子，去掉正面和端面兩塊木版，正面釘上一些留有約2.5厘米寬縫隙的板條；端面安上一個門和一個門閂，只要在箱內將門閂橫扳，門就會向外打開。我們所要觀察的是，把一隻3個月到6個月大的飢餓小貓放進這個箱子，箱子外面放一塊魚。小貓會有如下反應：先是想從板條之間的縫隙鑽出去，用爪子抓板條和箱子內外一切可鬆動的地方，爪子從板條間的縫隙伸到外面，咬箱子周圍的圍板。如果小貓在胡亂地鑽、抓、咬的過程中偶然扳動門閂（打開門），它就會獲得自由和食物。如果讓它一遍又一遍地重複這樣的經歷，那些抓、咬之類的無用動作就會逐漸減少，而只做出有成效的特定動作——例如，用爪子抓緊門閂，用鼻子向一邊推。以後無論什麼時候，只要把小貓關在箱子內，它都會立即轉動門閂。這說明小貓已經能夠在被限制在箱子內的這種情境和用某種確定動作抓箱子內某部分的這種反應之間建立聯想了。按照一般的說法，小貓學會了扳動門閂打開門。對於不知情的觀察者來說，6個月的小貓能夠從這樣的箱子中獲得自由似乎令他感到奇妙，而且根本不會將其與它們尋找食物和棲息地的尋常行為聯繫起來。然而，讀者應該認識到，這種活動與前文談到的小雞在籬笆牆內所表現出來的動作屬於同一類。藉助於機遇的恩賜，或者更多地依賴於天賦的本能，一個特定的情境喚起了一些反應，其中的一個反應恰好導致了自由。這個反應就與該情境形成了聯想。不過，這裡的反應是抓住某個確定的部位，而不是跑到E處，而且這個反應是從大量無效行為中選擇出來的，在選擇上比前者複雜得多。 在上述列舉的例子中，與情境建立聯想的是「有準備」的適當反應，而且這種「有準備」的反應也適合學習。貓跑出來的反應是它在正想出來的時候偶然做出來的（正如我們所說，貓正嘗試出來），而且是一種可能出來的方法，所以說它也適合學習。然而，這些「有準備」的反應不一定都適合學習。如果我們關住一隻貓，並且只有在它撓自己的時候打開門放它出來、讓它吃到食物，那麼，經過足夠次數的實驗後，我們就會發現一把貓放進箱子裡它就會立即撓自己。然而，在開始的幾次實驗中，貓不是為了出來而撓自己，而是因為它放棄了徒勞的亂抓、亂鑽，停下來休息時撓自己。這種與抓抓自己、舔舔自己、小雞啄啄翅膀這樣的「不可能」或「不適合」的反應所建立的聯想，真的與原始本性或先天習慣反應中那些有準備的、有生物傾向的逃跑、求食和尋求同伴反應所建立起來的聯結一樣。 上述所舉的例子中，動物只形成了單一的聯想，其實這種聯想可以聯合成一個系列。例如，小雞可以先學會爬上一個斜面，然後從雞架中出來。學會之後再加上一個雞架；小雞必須先走過一條薄板，再穿過圍牆上的一個洞，然後才能進入到第一個雞架。經過多次練習後，每當把小雞放到第二個雞架時，它就能立即走進第一個雞架中，然後再從那裡跑出來。接著再加上第三個雞架，使小雞再形成一個聯想，能夠從第三個雞架進入第二個雞架，然後再進入第一個雞架，最後跑出去。在這樣一系列的聯想中，前一個反應把動物帶入到下一個情境中，從而引起第二個反應，以此類推，直到最後。有三隻小雞如此這般學會了準確無誤地穿過一長串迷津，在這樣的「學習」中它們一共建立了23個聯想。 上述所列舉的小雞、龜和小貓的學習，有一個消極的特徵，就是缺乏推理和演繹思維，更看不出何種「觀念」的有效運用。假使把讀者引入迷津、籠子裡或者遠離家的地方，他對這些情境的反應中一定會包含許多關於情境的觀念、判斷和思考，而且他的行為很有可能受到推理所產生的一系列觀念的大量「調節」。在令人煩惱的情境與解除煩惱的反應之間可能會加入一個小時的內部考慮、思考、計劃等的時間。可是卻沒有跡象表明，決定困境中小雞或小貓的行為的因素中有關於迷路、籠子、食物的觀念出現。它們的反應是直接由感覺到的情境決定的，而不是由觀念決定的。三個案例中的學習只能用呈現在感官前的情境與反應之間結合的加強或減弱來說明，反應在神經系統內就是動或不動的問題。較低級的動物偶爾也會表現出有觀念的跡象，並對行為產生影響。但是，它們的學習，大體上可用反應與情境的直接結合作出解釋，無須觀念為中介。 動物學習的特徵 這些例子和以它們為典型代表的數以百計的動物學習案例說明了準備律、練習律和效果律，而不牽涉任何貌似起作用而實際無作用的模仿、觀念發動動作和高級的推理能力。世上有某種受動物歡迎而不迴避的事件狀態，這就是動物滿意的情境；也有它們無法忍受的、排斥的或極力擺脫的情境。由動物的行為所成就的情境與反應之間的聯結，因為伴隨滿意的事件而加強；也因伴隨煩惱的事件而減弱、消失。練習可以使聯結增強，經常不用也會使聯結減弱。這就是大部分動物學習的實質和總的特徵。 這些例子還證明了學習的五個特徵，它們的適用範圍和重要性僅次於準備律、練習律和效果律。 第一個特徵是，對相同的外部情境做出多種反應。被困在雞架中的小雞做出了多種反應，所以才有可能從中選擇一種或幾種反應與將來的情境建立聯結。當小雞在B處跳籬笆牆失敗後，它的內部狀態有了改變，所以它再去跳牆的可能性減少，而更多的可能是叫或跑。當它跑到C處仍然面對圍困它的籬笆牆時，可能喚起的內部狀態是啟動它跑和往回跑。所以，由於籬笆牆的限制，加上無效的叫、跳和跑的失敗，它把原始本性和先前學會的反應一個接著一個地做出來。 這個多種反應或變式反應原則至少涵蓋百分之九十的動物和人的學習行為。按照通常的解釋，這個原則並不普遍適用。因為，即使只做出了一個反應，也有可能改變動物的行為，也可能學習，並可能使聯結增強，從而使做出這個反應更確定、更迅速，而且更耐久；或者是使聯結減弱，以至於情境重現時，動物比以前更不可能做出反應；在反應與不反應的交替訓練中，不做反應也是變式反應的一種。可是，如果我們對變式反應原則的解釋包括這樣的情況，即動物或者做出積極的反應，或者做出不積極的反應的情況（也就是說，當情境再次出現時，動物的反應或者有了改變，或者沒有改變），這條原則就是普遍適用的了。 五個輔助原則中的第二個原則是我們稱之為學習者的定勢（或稱之為學習者的態度、調節或決心）規律。把學習簡單地等同於圍欄中的一隻小雞，用這種抽象的觀點是不能充分描述學習的。一隻小雞，由於其年齡、飢餓程度、活力、困意等狀況不同，可能對外部情境有著不同的態度。依據該原則，一隻想睡覺又不太餓的小雞被困在圍欄內時，它的「定勢」不大可能引發逃出束縛的舉動；如果它想尋找同伴和食物，可是神經系統沒有做好準備，也不會做出有準備的反應；通俗地說，如果它不是「特別想出來」，就不會在意出來不出來。正如伍德沃斯（Woodworth）在解釋同樣的動物學習案例時所說的那樣：「首先，我們必須假定動物有一種調節和確定行為目標的心身機制。正如我們想說的那樣，動物必須具有想出去、想找到食物的欲望。不論動物的意識如何，作為一個有機體，它的行動表明了它的行為定勢。這種調節機制持續發動反應，直至鎖定目標為止；它是動物堅持不懈、努力達到渴望目標的原動力。因此，它的行為反應是這種調節作用與獸籠各種特徵的刺激共同作用的結果。每個反應都與這種調節作用有關。」（Ladd and Woodworth，1911，p.551） 依據該原則，在任何外部情境中所做出各種反應都是動物的「定勢」和「態度」的產物，反應所導致的滿意或煩惱都以「態度」為前提。按照效果律，「成功的」反應是「態度」與外部情境的聯結，這是普遍的原則。任何學習過程都以當時動物的「定勢」為前提。 動物的學習還表明了這樣一個事實，即情境中的某個要素在確定做出的反應上具有優勢作用，這在人類的學習中是一個極為重要的因素。例如，我在實驗中用過的貓，經過一段時間後，能夠根據我的行為做出反應。我的行為只是情境中的一部分，卻能比情境中的其他一般特徵更能決定貓的反應。這表明貓學會了對我給出的信號做出習慣反應，這在最初它是不會的。同樣，一隻已經學會了從12個箱子裡打開門、跑出來的貓，學會的開門方法無非是拉一個環、轉動一個木條或按壓一塊板等。現在把它放在一個新的箱子裡，它會比以前「更注意」箱子裡的小物件。這表明以往學習所建立起的聯結，並非針對整個情境，主要是針對情境中的一個或幾個要素。因此，當貓已經學會了轉動門閂、逃出箱子之後，箱子的朝向是南是北、是東是西並不重要，不會導致行為差異；把箱子的十分之一漆成黑色或者把箱子增大五分之一，也都不會使貓產生太大的行為差異。實際上，貓仍然會像從前一樣扳動開門的機關。當然，動物不會像一個有思想的人那樣，完全嚴格地將反應只與情境中的某個重要部位建立聯結。只要那個部位的附加物有些改變，就足以使它們產生困惑，遠比給人造成困惑容易；而且在某些情況下，那些附加物一個都不能少，否則動物做不出正確的反應。然而，它們仍然能夠清清楚楚地與整個情境的某個局部、部位、特徵建立聯繫。乃至再低等的動物，我們也會發現，它們對整個情境所做出的反應可以或多或少地區分為對各個組成部分的反應，即它們明顯地具有傾向局部活動的普遍規律，或者說「零碎活動」或「部分活動」的普遍規律。[1]情境中的某個局部、某個成分或某個特徵具有獨自引發反應的優勢，並能排除同時在情境中出現的其他幾個或一切成分，好像反應是專門與某個特定成分建立聯結的一樣。 如果把一隻從沒有被關進過箱子或籠子的貓放到前面所描述的箱子裡，它的反應大致是嘗試從板條的縫隙鑽出、抓板條、抓箱子裡一切可以搖動的物件、從橫板條的縫隙伸出爪子、能拉動的東西就拉，等等。總之，它對這個人造情境的反應同它被束縛在叢林時所做出的本能反應一樣。如果把一隻以前好幾次在同一類箱子裡學會搬弄門閂的貓，重新放到一個新的箱子裡，那麼，它做出的反應將會是由兩部分反應所構成的混合反應，其中一部分反應是本能傾向與束縛它的障礙物的結合，還有一部分是它在與新箱子相似的箱子裡學會的反應。 這兩個例子說明了相似律（low of assimilation）或類化律（low of analogy）。對於任何情境來說，比照它的本能反應或者以前沒有習得的反應，現在做出的反應將會是本能反應與在相似情境中建立起聯結的習得反應。所謂情境乙與情境甲相似，就意味著情境乙有時能夠以相同的方式喚起情境甲所喚起的感覺神經元。 在低等動物的學習中清楚表現出來的最後一個重要原則，我稱其為聯想的轉移（associative shifting）。尋常動物對言語信號做出反應的「技巧」（tricks）就是一個方便的例證。例如，在貓的面前舉起一塊魚，對它說「站起來」。如果這隻貓很餓，而且它又沒有養成相反的行為習慣，它就會對魚做出站立的反應。此時，與反應建立聯結的是整個情境，包括站在那個位置上的人、發出的語音信號和魚。經過恰當的安排、重複多次的嘗試之後，即使省略了魚，情境中的其他因素也能喚起它的站立反應。此後，聯結可以轉移到單獨的口頭信號。如果採用某種限制手段，以滿足它對情境中一個成分的注意為必要條件，那麼，它對整個情境A、B、C、D、E的反應可以轉變成對情境B、C、D、E的反應，再轉變成對情境C、D、E的反應，進而轉變成對情境D、E的反應，甚至對情境E的反應，而且，在情境中加入F、G、H等新的成分，在同樣的限制條件內，我們就能獲得學習者與它所感知到的情境相聯結的可能做出的任何反應。這樣，那些在一開始時完全沒有能力喚起的特定反應，後來就完全有能力實現。其實，情境在一開始時就可能引起一個完全相反的反應。所以，你完全可以把一隻猴子訓練得每當你把一根香蕉放在籠子底下的時候，它就跑到籠子頂上去。 動物學習所表現出來的這些簡單的、半機械化的現象，即多種反應、動物對外部情境的定勢或態度、情境中個別成分或局部喚起某個反應的優勢作用、對與其相似的新情境所做出的相似反應，以及通過逐漸改變情境使一種反應從一個情境轉移到另一個新情境而反應不亂——這些從動物學習中揭示出來的特徵，同樣也是人類學習的基礎。當然，人類的學習更複雜，層次更高，例如，學習拉小提琴、微積分知識和工程學上的發明等。可是，如果我們不清楚在學習之初，發生在身體上的粗率反應是如何與感知到的情境相結合的、其中又依靠什麼力量形成了聯結，那麼，要想理解現代文明人細巧而有計劃的學習是斷不可能的。而且，當我們對這些無論多麼細巧、多麼複雜、多麼先進的學習作出解釋的時候，這些簡單的事實——聯結因應用和令人滿意而被選擇、因不用和令人煩惱而被淘汰，做出多種反應和內心的定勢是學習的前提，情境引發部分活動、其中的個別成分具有規定反應的優勢力量，反應能夠類化、聯結能夠轉移——仍然是解釋它們的主要事實，或唯一需要的事實。 * * * 注釋： [1]或者稱之為局部反應定律或部分反應定律更好些。