桑代克的联结主义学习理论
    一、桑代克的生平
    桑代克是美国哥伦比亚学派的主要代表，又是动物心理实验的首创者，教育心理学体系和联结主义心理学的创始人，并设计了心理测验，为美国教育测验运动的领袖之一。
    埃德伍德•桑代克（1874—1949）出生于马萨诸塞州。1895年入哈佛大学，师从詹姆士。1896年在哈佛大学开始用小鸡做实验。后来得到卡特尔的帮助，转赴哥伦比亚大学学习，继续用猫、狗等做实验。1898年以《动物的智慧：动物联想过程的实验研究》论文获博士学位。从1899年起任职于哥伦比亚大学直到1940年退休，1942年复出接任哈佛大学詹姆士的讲座。桑代克著作极为丰富，主要有《教育心理学》（1903，后来第2版扩展为3卷本，1913）、《动物的智慧》（1911）、《智力测量》（1927）、《人类的学习》（1931）、《比较心理学》（1934）、《愿望、兴趣和态度的心理学》（1935）、《联结主义心理学文选》（1949）等。
    二、桑代克的迷笼实验研究
    桑代克首先用实验法研究动物心理，用以代替对动物的自然观察，为动物心理学的研究开辟了新的道路。他用小鸡、猫、狗和猩猩做了大量实验，其中猫走迷笼实验最为著名。
    桑代克将饥饿的猫置于特别设计的迷箱里，迷箱外放有一盘食物，使猫在箱内可闻可见，箱门关闭着，内设一种打开门闩的装置。例如，绳子一端连着门闩，另一端安有一块踏板，只要猫按下踏板，门就会开启(见图)。猫第一次被关进迷箱时，拼命挣扎，动作是紊乱的，猫乱咬、乱蹦、乱撞。在紊乱活动中，偶然碰到踏板，门自动开启，因而获得外面的食物。桑代克记下猫逃出迷箱的时间后，再次将猫放回迷箱，进行下一轮尝试。经过以后的重复练习，发现猫在迷箱中的紊乱动作随着重复练习次数的增加而逐渐减少，无效的动作逐渐被排除，打开笼门所需要的时间逐渐减少。以致到最后猫一进迷箱内，就会自动按动踏板，跑出迷箱获取食物。由此桑代克提出了他的学习理论。
    三、桑代克的学习理论的基本观点
    （一）学习的联结说
    桑代克通过最终猫学会了一进迷箱就会开门外出取食的行为来说明猫的学习是由刺激情境与正确反应之间形成的联结构成的。
    1、学习的实质在于形成情境与反应之间的联结。
    情境（以S代表）有时也叫刺激，包括外界情境和思想、情感等大脑内部情境。反应（以R代表）包括“肌肉与腺体的活动”和“观念、意志、情感或态度”等内部反应。所谓联结，就是结合、关系、倾向，指的是某种情境只能唤起某种反应，而不能唤起其他反应的倾向。用“→”作为引起或导致的符号。联结的公式为：S→R。“假如有某一情境(Situation)(简称为S1)出现在某人的生活中，此人所能做出的反应可能有千万种，但非个个都有同样出现的机会。Sl常常有一种明显的倾向，仅能唤起某一反应，或少反应其中的某一个”。这就是学习的结果。
    情境与反应之间是因果关系。它们之间是直接的联系，不需要任何中介。桑代克把联结的观点搬运到人类的学习上，认为人类所有的思想、行为和活动，都能分解为基本的单位刺激和反应的联结。人与动物的区别在于：“动物的学习过程全属盲目”，“无需观念为媒介”而人的学习是以观念为媒介，是有意识的。但二者的本质区别仅在于简单与复杂、联结数量的多少，动物学习的规律依然适合于人类的学习。
    2、两种基本的学习形式
    桑代克认为学习有两种基本情况，一种是情境与反应之间联结力量的变化，另一种是新反应的获得。
    ① 联结力量变化的学习
    所谓某情境(如S1)和某反应(如R27)间的联结力量，即指Sl将为R27所随的几率程度(degree Of Probability)而言。例如：假如情境(S1)是“九乘七等于多少”?而反应(R27)是“六十三”。对于熟练地掌握乘法法则的人，两者之间的联结一定是很强的。该情境如果出现一千次，该反应也能随之发生九百九十次。就此而论，这个熟练学习过乘法的人对于S1→R27的联结力量，可视为0.99。假如该情境(S1)，即9×7＝?出现在一个初学乘法的儿童面前，则这个儿童做出R27，即“等于63”的反应必然很少。就是说S1→R27的联结力量甚是薄弱，可能Sl与R27相联结的机率为0.25。
    所谓第一种基本形式的学习，即是使初学乘法的儿童在S1与R27之间的联结力量上发生变化，使Sl→R27的联结力量从O.25增至0.99。
    ②新反应的获得
    所谓学习的另一种基本形——新反应的获得，即是说某一情境与一个新的反应相联结，并使这种联结的力量得到加强，而使这种情境与以前旧反应的联结力量减少为零。
    总而言之．不论哪种基本形式的学习，其实质都是使某情境与某一特定反应之间形成联结，并使其联结的力量得以加强：所以桑代克的学习理论称之为“联结说”。
    （二）学习过程的试误说
    桑代克认为联结是通过尝试与错误的过程而建立的。学习的进程是一种渐进的、盲目的尝试与错误的过程。在此过程中，随着错误反应的逐渐减少和正确反应的逐渐增加，终于在刺激与反应之间形成牢固的联结。桑代克用不同的动物进行实验，结果相当一致。
    桑代克将13只猫轮流放入迷笼里，观察猫的反应，记录它们逃出迷笼所花费的时间。桑代克发现13只猫中有11只被放入迷笼后都有一种逃脱拘束的行为。它们先是乱抓、乱咬，竭力要从笼中逃出来，作出许多无效的动作。最后偶然触动了开门的装置，逃出来获得了食物。如此反复多次，猫从被关进笼内到打开开关、冲出笼外所用的时间越来越短。桑代克把这段时间称为“潜伏期”也就是逃出迷箱所需的时间；并根据试验次数和潜伏期的长短，绘制出一条条实验曲线。（如右图所示）。这些曲线后来被称为“练习曲线”。桑代克把猫在笼内试图冲出笼外的动作过程称为“尝试错误”。据此，桑代克从上述实验中得出，学习是一个不断尝试与错误的过程。在刺激情境中，个体表现出多种尝试性的反应，直到其中一个正确反应出现，将问题解决为止。这一正确反应就是在该刺激情境中学到的特定的反应。在某种刺激情境中学得的特定反应之后，其他尝试性的无效反应就不再出现。这种从多种反应中选择其一与特定刺激形成固定联结的过程，称为尝试错误学习。
    （三）桑代克的学习律
    桑代克根据他对各种动物所进行的实验研究的结果，认为动物的学习不含有推理演绎的思维，也不含有任何观念的作用。动物的学习是“试误式”的学习。 他根据人类学习形式的复杂性程度分成四类：
    1、形成动物学习中所发生的联结，例如十个月的婴儿学习打鼓；
    2、形成含有观念的联结，例如两岁儿童学习听到“母亲”一词就想到母亲，或看到一块糖时说“糖”这个字；
    3、分析或抽象，例如一个学音乐的人学习一个声音的伴音发生反应；
    4、选择性思维或推理，例如学童应用有关造句法的各种规则和词根的意义来学习一句拉丁文的含义。
尽管人类的学习远较动物的学习复杂，可是在他看来，从动物的实验研究所揭露的各种规律也同样适用于人类的学习。他根据动物的实验研究结果，提出了学习的三大定律：准备律、练习律和效果率。
    1、准备律
    桑代克的准备律不是指学习前的知识准备或成熟准备，而是指学习开始时的预备定势。
    桑代克在实验中观察到，为了保证学习的发生，猫必须处于饥饿状态。如果猫吃得很饱，把它放进迷箱后，它很可能不会显现出任何学习逃出迷箱的行为，或是蜷缩在里面睡觉。所以，对学习的解释必须包括某种动机原则，这便是准备律。换言之，学习者是否对刺激作出反应，与个体是否作好准备有关。如果学习者有准备，并按其准备活动做，学习者就会产生满足感；如果有准备而没有按其准备活动做，就会产生烦恼感；如果没有准备而强制其活动，就会产生厌恶感。
    桑代克认为准备律也可以用作人类的学习。例如会算加法的学生初学乘法时，老师拿出数字3和6时，让学生速算，学生很可能回答等于9，因为他已经习得了做加法的准备，并形成了心理定势。因此，这种准备也可以在某种情境中习得，人类的操作大部分是习得的准备。
    2、练习律
    练习律是由使用律和失用律构成的。
    使用律是一个已形成的可变联结，若加以应用，这种联结的力量便会增强；失用律是一个已形成的可变联结，若不予以使用，这种联结的力量便会减弱。换言之，所谓练习律，是指反应重复的次数越多，刺激-反应之间的联结便越牢固。
     但桑代克在30年代以后的论著里多次表示，练习本身并不是一种很有效的方式。因为许多实验表明，练习并不会无条件地增强刺激-反应联结的力量。例如: 他让一些大学生蒙住眼睛画一条3英时长的线条，允许被试尝试上千次。若按照练习律，被试的准确性应该比实验开始时提高一些。但结果表明，被试从第一次到最后一次的尝试，并无任何进步。看来，不知道结果的练习，不可能有助于学习。
    比如，我们让学生把一句话重复若干遍。若按练习律，这个学生应该是说得越来越好，但结果未必如此，原因是不知道学习结果的练习，不可能有助于学习。
    一般来说，只有当学习者发现重复练习能获得满意的效果时，练习才会有助于学习，没有强化的练习是没意义的。这样。练习律就被消融于效果律中去了。
    3、效果律
    桑代克认为学习最主要的原因是行为的效果，保证学习的发生，除了猫必须处于饥饿状态外，食物是必需的。“凡是在一定的情境内引起满意之感的动作，就会和那一情境发生联系，其结果是当这种情境再现时，这一动作就会比以前更易于再现。反之，凡是在一定的情境内引起不适之感的动作，就会与那一情境发生分裂，其结果是当这种情境再现时，这一动作就会比以前更难于再现。”例如，要是猫逃出迷箱后得到的是惩罚而不是奖励的话，那么猫就不会再试图跑出迷箱了。这就是桑代克著名的效果律。用桑代克自己的话来说：“满意或不舒适的程度越高，刺激——反应联结就越加强或越减弱”(Thorndike，1911)。
在桑代克的早期论著中，效果律既包括正强化律，也包括负强化律，即奖励和惩罚都可以用来控制行为。在一项实验中，主试缓慢地念出一联串单词，这些单词都是被试所熟悉的事物，如桌子、椅子、门等。主试告诉被试，每个单词都有一个对应的号码要被试来猜，即主试念一个单词，被试猜一个号码。主试对被试说出的号码大多不给予反馈，只是偶尔说“对的”（强化）或“不对”（惩罚）。在念完所有的单词后，立即进行保持测验，以了解被试猜测单词的保持率。结果表明，没有任何反馈的单词为10%；得到强化的（即主试说“对的”）保持率为20%；受惩罚的（即主试说“不对”）的保持率为15%。实验证明：强化与惩罚都可以提高学习的保持率。也就是说，在学习过程中，与没有任何强化的学习相比，受惩罚的反应并没有减弱，也能够被加强。这种通过惩罚而使反应提高的现象就是所谓的负强化律。

    实验中桑代克还发现了“效果扩散”现象，即奖励不仅增强了受奖反应的重复率，而且还增加了邻近反应的重复率。这种奖励效果呈一定的梯度，即：离受奖反应越远受其影响越小。如图所示：
    由此桑代克认为，强化所具有的增强反应的力量，即听到“对的”所产生的满意效果不仅影响受奖的刺激与反应的联结，而且呈梯度地影响邻近的刺激与反应的联结。
    尽管这几个学习规律都是从动物学习中归纳出来的，但桑代克认为，这些是解释一般学习所必需的主要事实。因为，“由动物学习所揭示的简单的、半机械的现象，也是人类学习的基本原理”。所以，虽说把动物学习原理运用于人类学习是相当复杂的，但他还是把这些原理作为人类学习的基础。
    所属性原理
    除了以动物作被试归纳出学习规律外，桑代克还以人为被试做了大量的实验。他提出的所属性（belongingness）原理便是其中一条以人为被试的语言学习实验中概括出来的。
    所属性原理是指，如果学习者认识到两个项目在某一方面彼此具有相属关系，那么在它们之间就比较容易形成联结。在一项典型的实验中，他向被试读了下列句子10遍：
Alfred Dukes and his sister worked sadly. Edward Davis and his brother argued rarely. Francis Bragg and his Cousin played hard．Barney Croft and his father watched earnestly .Lincoln B1ake and his Uncle listened gladly. Jackson Craig and his son struggle often．Charlotte Dean and her friend studied easily. Mary Borah and her companion Complained dully．Norman Foster and his mother bought much． A1ive Hanson and her teacher came yesterday．
在读完第10遍之后立即向被试提出下列问题：
1．rarely下面一个词是什么?
2．Lincoln下面一个词是什么?
3．gladly下面一个词是什么?
4，dully下面一个词是什么?
5．Mary下面一个词是什么?
6．earnestly下面一个词是什么?
7．Norman Foster and his mother 下面一个词是什么?
8．and his son struggle often 下面一个词是什么?
    如果像当时一些学习理论家(如格思里)那样，把邻近作为学习的基本原理，那么所有词的顺序都应该记得同样牢。但事实并非如此。研究结果表明，从一个句子末尾到下一个句子开头的词的正确联结平均只有2．75%，而同一句子头两个词的正确联结平均达21.5%。用桑代克的话来说：“如果某一反应从属于某种刺激情境，那就比较容易习得这种刺激——反应的联结；如果这种反应从属于它所加强的联结，那以后的反应会更好些”(Thorndike，1932)。
　

 资料来源：1、王希华.《现代学习理论》.开明出版社.  

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