斯金纳箱：什么是操作性条件反射室？

在斯金纳箱出现之前，以斯金纳命名的操作性条件反射室通常使用迷宫或谜题盒来研究工具学习。

这些设置中的学习非常适合考察离散的试验或行为片段，而不是连续的行为流。

与此同时，斯金纳箱被设计成一个更适合考察动物自然行为流动的实验环境。

特点

斯金纳箱的设计根据所封闭的动物类型和实验变量而有所不同。

尽管如此，它至少包括一个杠杆、杆或键，动物可以操纵这些装置。除了强化物和追踪器外，斯金纳箱还可以包含其他变量，如灯光、声音或图像。在某些情况下，箱子的地板甚至可能带电（Boulay, 2019）。

斯金纳箱的设计旨在防止动物体验到其他刺激，使研究人员能够在非常受控的环境中仔细研究行为。

这使研究人员能够，例如，确定哪种强化时间表——或奖励和惩罚与强化物的关系——导致被研究动物的最高反应率（Boulay, 2019）。

强化物

强化物是斯金纳箱中提供强化作用的部分。例如，当按压一定次数后，杠杆会提供一颗食物颗粒。这个杠杆就是强化物（Boulay, 2019）。

跟踪器/量化器

同时，跟踪器提供关于强化物的定量数据。例如，跟踪器可能会记录杠杆被按压的次数或释放的电击或食物颗粒的数量（Boulay, 2019）。

部分强化时间表

部分强化发生在仅在特定情况下给予强化时。例如，鸽子按压杠杆一定次数后，才可能获得食物颗粒或电击。

有几种类型的[部分强化时间表]（/blog_q/sub/schedules-of-reinforcement_cn）（Boulay, 2019）：

• 固定比例时间表：动物在按压触发器一定次数后获得食物颗粒。
• 可变比例时间表：动物在随机次数的反应后获得强化。
• 固定间隔时间表：动物在指定的时间间隔后获得食物颗粒，例如每5分钟一次。
• 可变间隔时间表：动物在随机时间获得强化。

一旦从斯金纳箱中获取了数据，研究人员可以根据时间表查看反应率。

斯金纳箱在研究中的应用

操作性条件反射室或斯金纳箱的改进版本至今仍广泛应用于研究环境中。

斯金纳通过识别四种不同类型的惩罚或奖励，发展了他的[操作性条件反射理论]（/blog_q/sub/operant-conditioning_cn）。

为了测试这些结果的影响，他构建了一个称为“斯金纳箱”的装置，这是一个可以放置老鼠的笼子，其中有一个小杠杆（老鼠会被训练去按压），一个可以释放食物颗粒的滑槽，以及一个可以通电的地板。

例如，一只饥饿的老鼠被放在笼子里。每次它激活杠杆，食物颗粒就会落入食物分配器（正强化）。老鼠在几次被放入箱子后很快就学会了直接去按压杠杆。

这表明正强化增加了行为重复的可能性。

在另一个实验中，老鼠被放在一个笼子里，受到不舒服的电流刺激（见上图）。

当它们在笼子里移动时，老鼠按压了杠杆，立即关闭了电流（负强化）。老鼠在几次被放入箱子后很快就学会了直接去按压杠杆。

这表明负强化增加了行为重复的可能性。

该装置使斯金纳能够提供他的四个潜在结果，这些结果是：

• [正强化]（/blog_q/sub/positive-reinforcement_cn）：对执行某种行为的直接奖励。例如，老鼠按压杠杆可以获得食物颗粒作为奖励。
• 正惩罚：在特定行为之后直接产生负面结果。例如，在老鼠学会按压杠杆后，斯金纳通过每次按压杠杆时通电地板来训练它停止这种行为。
• [负强化]（/blog_q/sub/negative-reinforcement_cn）：当执行特定行为时，消除不愉快的情况（从而产生一种解脱感）。例如，笼子的地板通过轻微电流，当形成所需行为时，电流被移除。
• 负惩罚：涉及取消奖励或移除愉快的情况。例如，在斯金纳箱中，老鼠可以通过定期释放食物颗粒并按下杠杆时扣留食物颗粒来训练停止按压杠杆。

商业应用

操作性和经典条件反射及其相应的斯金纳箱理念在商业环境中的应用非常广泛，特别是在广告和视频游戏方面。

广告商使用基于操作性条件反射的多种技术来影响消费者行为，例如可变比率强化时间表（所谓的“老虎机效应”），这鼓励观众继续观看某个频道，希望看到理想的结果（例如赢得奖品）（Vu, 2017）。

同样，视频游戏设计师经常运用斯金纳原则来保持玩家的游戏参与度。

例如，许多游戏使用可变比率强化时间表，玩家会在随机时间获得奖励（例如积分、新关卡）。

这鼓励玩家继续玩游戏，希望获得奖励。此外，许多游戏利用斯金纳的塑造原则，即随着玩家掌握简单任务，逐渐给予更难的任务。这鼓励玩家在面对挫折时坚持下去，以看到结果。

在商业环境中使用操作性条件反射原则存在一些潜在问题。

首先，广告商和视频游戏设计师可能会无意中在消费者中创造成瘾行为。

其次，操作性条件反射是一种相对短期的现象；也就是说，它只在给予强化时影响行为。

一旦强化停止（例如，电视频道被换掉，游戏被关闭），期望的行为也可能消失。

因此，操作性条件反射技术可能会适得其反，导致成瘾而没有实现开发者希望的游戏体验（Vu, 2017）。

斯金纳箱的误解

1945年，B. F. 斯金纳发明了空气摇篮，这是一种带有可拆卸安全玻璃墙和天花板的金属婴儿床。

婴儿床的前窗也是由安全玻璃制成，整个结构设计为可以轻松移动。

空气摇篮旨在为婴儿创造一个气候控制、更健康的环境。虽然空气摇篮没有取得商业成功，但确实引起了一些媒体的关注。

特别是，《时代》杂志在1947年刊登了一篇关于空气摇篮的文章，描述它为“婴儿护理者”，将“为婴儿护理提供新的科学基础。”（Joyce & Fay, 2010）。

然而，由于围绕斯金纳空气摇篮的宣传不足，导致了一个误解，即斯金纳的空气摇篮是一个斯金纳箱，被放入摇篮的婴儿正在接受条件反射训练。

实际上，空气摇篮只是一个简单的摇篮，具有一些旨在让父母更容易照顾婴儿的功能。

没有证据表明斯金纳曾用空气摇篮对儿童进行条件反射训练，事实上，他后来表示这从来不是他的初衷。

关于斯金纳摇篮的一个著名误解是，斯金纳的女儿黛博拉·斯金纳是在斯金纳箱中长大的。

根据这一谣言，黛博拉·斯金纳因精神疾病起诉她的父亲，并因这段经历自杀。这些谣言一直持续到2004年她公开否认这些故事（Joyce & Fay, 2010）。

效果

斯金纳箱最常见的批评之一是它不允许动物理解自己的行为。

因为行为主义不要求动物理解其行为，这一理论可能会误导人们关于动物实际理解其行为的程度（Boulay, 2019）。

对斯金纳箱的另一个批评是，它可能会给参与的动物带来相当大的压力。斯金纳箱的设计旨在防止动物体验到其他刺激，这可能导致压力和焦虑。

最后，一些批评者认为，从斯金纳箱中获得的数据可能无法推广到现实世界的情况。

由于斯金纳箱中的环境非常受控，它可能无法准确反映动物在实验室外的环境中会如何行为。

现实世界中很少有学习环境能够复制完美的操作性条件反射环境，即单一动作或一系列动作导致刺激（Boulay, 2019）。

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引用来源

本文翻译自以下网站：

simplypsychology.org

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