НАУЧЕНИЕ
Определений множество. Для наших целей подходит определение У. Торпа:
Научение – адаптивное изменение поведения, обусловленное индивидуальным опытом.
Следует различать научение – сам феномен приобретения нового опыта или его конечный результат и обучение – конкретная процедура, приводящая к усвоению новой информации (Резникова, 2005).
Существует множество форм научения у разных видов на разных этапах развития. Для знакомства с их разнообразием наиболее подходит феноменологическая (описательная) классификация.
(по: Шеперд, 1987, с изменениями)
ПРОСТЫЕ (НЕАССОЦИАТИВНЫЕ) ФОРМЫ НАУЧЕНИЯ
А. Привыкание = габитуация (от англ.habit – привычка) – ослабление рефлекторной реакции при повторных предъявлениях стимула. Состоит не в появлении новой реакции, а в утрате уже имеющейся, врожденной. Организм учится не реагировать на раздражитель. Привыкание адаптивно, так как позволяет воздерживаться от ненужных реакций, т.е. избегать утомления.
Примеры:
– нереида прячется в свой домик-трубку при предъявлении всех раздражителей, затем учится не реагировать на безопасные;
– лягушка ловит языком любую мелкую движущуюся цель, затем учится не ловить жалящих насекомых: ос или пчел;
– птенцы затаиваются при пролете любых объектов над головой (реакция на затенение фона), затем учатся не реагировать на безопасные (силуэты мирных птиц, листья и т.п.).
Привыкание следует отличать от внешне сходных физиологических и психических процессов:
сенсорной адаптации;
мышечного утомления;
сдвига в мотивации.
При изучении привыкания необходимо создать условия для их исключения.
Процесс противоположный привыканию – дегабитуация (снятие привыкания) – восстановление реакции при воздействии постороннего раздражителя.
Пример: если планарию, привыкшую к прикосновению стеклянной палочки, подвергнуть воздействию яркого света, то она вновь начнет извиваться от прикосновения.
Б. Сенситизация (от лат. sensus – ощущение, чувство) – усиление ответа на слабый специфический стимул под действием сильного (неприятного) или повреждающего постороннего раздражителя. Иными словами это – обострение чувствительности.
Примеры:
– если слабые прикосновения стеклянной палочки, которые раньше планария не замечала, сопроводить действием электротока, то теперь она резко реагирует даже на легчайшие прикосновения (сравни с предыдущим примером);
– при наказании электротоком за какую-то одну реакцию крысы убегают от всех раздражителей. То же и осьминоги.
– если животное напугал громкий звук, повышается настороженность к тихим звукам.
Сенситизация противоположна привыканию и связана с возбуждением общих активационных систем. Как и привыкание, имеет большое адаптивное значение, так как позволяет реагировать на слабые раздражители.
АССОЦИАТИВНОЕ НАУЧЕНИЕ
А. Классический условный рефлекс (КУР) = условный рефлекс первого рода = респондентное (от англ. response – ответ) научение = павловский условный рефлекс.
Подробно изучался знаменитым отечественным физиологом И.П. Павловым. Поскольку это материал школьной программы, подробно останавливаться на экспериментах не будем, а только изобразим схему КУР, которую удобно будет сравнивать с другой формой ассоциативного научения.
Схема КУР
S 1 (пища) – R (выделение слюны)
S 2 (звук) –– r (не учитывается)
Эксперимент начинается с предъявления собаке, фиксированной в станке, безусловного стимула (пищи), который вызывает безусловную реакцию (выделение слюны). Затем одновременно с пищей или чуть раньше подается еще один стимул, например, свет или звук. У него тоже есть своя безусловная реакция, например, при подаче света собака мигнет, при подаче звука насторожит уши, но в данном случае она не учитывается. При некотором количестве повторений слюна начнет выделяться при подаче только звука (света), уже без предъявления безусловного стимула (пищи). Таким образом, возникает связь (ассоциация) между условным стимулом и безусловной реакцией (S 2 – R). А безусловный стимул (пища) сыграл роль подкрепления. Подкрепление может быть как положительным, так и отрицательным (например, раздражение электротоком, тогда формируется оборонительный условный рефлекс, или раздражение глаза струей воздуха, тогда при сочетании со звуком возникает ассоциация звука и мигательного рефлекса).
КУР составляет только относительно небольшую долю в поведенческом репертуаре. В чистом виде практически не проявляется. Даже в классических опытах Павлова голодная собака несется в комнату, машет хвостом, прыгает в станок, реагирует на белый халат и совершает множество других реакций.
Большое затруднение представляет контроль за чистотой КУР. Сходными явлениями являются сенситизация (см. выше) и псевдонаучение, условия для возникновения которых следует исключить при постанове эксперимента.
Псевдонаучение (псевдообусловливание)– усиление ответа на ранее не эффективный раздражитель при действии другого стимула, с которым он не сочетался.
Например, в норме нереиды высовываются из своих трубочек в ответ на освещение лишь в 20% случаев. Если их перед этим покормить, то на свет высунутся около 60% особей, однако это не значит, что они научились реагировать на свет.
В настоящее время вместо павловской методики изучения слюнных условных рефлексов на собаках применяют более удобные лабораторные модели, например, реакцию третьего века (мигательной перепонки) на кроликах. Безусловным стимулом служит струя воздуха (или слабый ток), безусловной реакцией – сокращение мигательной перепонки. Это сокращение можно регистрировать специальным прибором и оценивать его интенсивность. Условным стимулом может служить, как и в опытах Павлова, звук и другие нейтральные раздражители.
Б. Инструментальный условный рефлекс (ИУР) = условный рефлекс второго рода = оперантное научение (лат.operatic –действие) =научение методом проб и ошибок
Этот вид условных рефлексов впервые был обнаружен и изучался англичанином, основоположником американской сравнительной психологии Э.Торндайком (эксперименты с так называемыми «проблемными ящиками»). Идею проблемного ящика Торндайк почерпнул из лекции К. Ллойда-Моргана, который рассказал о своей собаке, самостоятельно научившейся открывать садовую калитку, чтобы сбегать на прогулку. Подобная ситуация была воссоздана в запертом ящике с решетчатыми стенками, который можно было открыть, совершив какое-нибудь действие (потянув за пружину, веревку, нажав на педаль или рычаг, открывающий задвижку и т.п.). Голодное животное (чаще кошка) помещалось в ящик, откуда могло видеть и обонять приманку, которая находилась за пределами ящика и побуждала его выбраться. После множества беспорядочных движений (проб), которые были безрезультатными (ошибки), животное, наконец, совершало нужное действие (случайный успех) и открывало задвижку. Впоследствии при многократном помещении в ящик оно делало это все быстрее и точнее. Отметим, что механизм открывания ящика оказывался вне восприятия животного: оно просто не могло его видеть.
Таким образом, исходным моментом формирования ИУР является наличие проблемной ситуации, т.е. таких внешних условий, для приспособления к которым у организма нет готового двигательного ответа. Решение проблемной ситуации происходит в непосредственном взаимодействии организма со средой, выбор действий осуществляется активно, а формирование правильной последовательности действий происходит путем упражнения.
Схема ИУР
r (царапание стен)
r (мяукание)
S 1 (проблемная ситуация – R (нажатие на рычаг) – S 2 (решение проблемы–
– помещение в ящик) r (метание по клетке) – освобождение)
r (обнюхивание рычага) и др.
При формировании ИУР изначальное поведение животных избыточно: животное учится исключать из своего репертуара все, что не ведет к желаемому результату. Связь возникает между реакцией и ее результатом.
На основании многочисленных экспериментов с проблемными ящиками Торндайк сформулировал ряд законов научения, которые оказались универсальными для всех видов, способных к такой форме научения (от беспозвоночных до человека):
закон упражнения – сила связи реакции на ситуацию и самой ситуации прямо пропорциональна частоте повторения совпадений;
закон готовности – повторение совпадений повышает готовность организма к проведению соответствующих нервных импульсов;
закон ассоциативного сдвига – если при одновременном действии стимулов один из них вызывает реакцию, то и другие при повторении ситуации приобретают способность вызывать ту же самую реакцию;
закон эффекта – если какое-то действие (любое) в данной ситуации дает положительный эффект, то при повторении ситуации вероятность выполнения этого действия повышается. И наоборот, любое действие, приводящее в данной ситуации к отрицательному эффекту, при ее повторении появляется с меньшей вероятностью.
Примечание: первые три закона были известны в психологии и до Торндайка, но он перенес смысловой акцент с постулирования формирования ассоциаций внутри нервной системы (физиологические процессы) на установление связей между движениями и внешними стимулами (поведение).
Научение - приобретение индивидуального опыта. Широкий класс психологических процессов, обеспечивающих формирование новых приспособительных реакций.
Далеко не все, что связано с развитием, может быть названо научением. В него, например, не входят процессы и результаты, которые характеризуют биологическое созревание организма, разворачиваются и протекают по биологическим, в частности генетическим, законам. Хотя процессы созревания также связаны с приобретением организмом нового и изменением уже имеющегося опыта, хотя они также могут способствовать лучшему приспособлению организма к условиям окружающей среды, эти процессы тем не менее нельзя назвать научением. Они мало или почти не зависят от обучения и научения. Например, внешнее анатомо-физиологическое сходство ребенка и родителей, умение схватывать предметы руками, следить за ними и ряд других возникают в основном по законам созревания. Оно же, в свою очередь, может быть определено как биологически детерминированный процесс изменения организма, его функций, включая некоторые психологические и поведенческие признаки, изначально, вероятно, заложенные в генотипе.
Всякий процесс, называемый научением, не является, однако, совершенно независимым от созревания. Это признается всеми учеными, и вопрос только в том, какова мера этой зависимости и в какой" степени развитие определяется созреванием. Научение практически всегда опирается на определенный уровень биологической зрелости организма и без него не может осуществиться. Вряд ли, например, можно обучить ребенка говорить до того времени, когда у него созреют необходимые для этого органические структуры: голосовой аппарат, соответствующие отделы головного мозга, ответственные за речь, и другое. Научение, кроме того, зависит от созревания организма по характеру течения процесса: он может быть ускорен или заторможен соответственно ускорению или замедлению созревания организма. Значение созревания для научения хорошо подчеркнул П. Тейяр-де-Шарден, заметив: «Без длительного периода созревания никакое глубокое изменение в природе произойти не может» .
Между этими процессами может иметься и обратная зависимость; обучение и учение в определенной степени влияют на созревание организма, так что в действительности они взаимно обусловлены. Правда -- и это следует отметить определенно -- данная зависимость не является абсолютно двухсторонней, т. е. одинаковой с той и с другой стороны. Научение в гораздо большей степени зависит от созревания, чем, наоборот, созревание от научения, так как возможности внешнего влияния на генотипически обусловленные процессы и структуры в организме весьма ограничены.
У человека имеются пять видов научения. Три из них свойственны также животным и объединяют человека со всеми другими живыми существами, обладающими развитой центральной нервной системой.
Условные рефлексы могут вырабатываться у ребенка первых дней жизни. В одном из родильных домов г. Москвы проводился эксперимент, состоящий в том, что, как только каждый ребенок поворачивал головку направо, рядом с ним зажигалась лампочка. В первые дни жизни у детей уже имеется ориентировочный рефлекс «Что такое?», выражающийся в повороте головы к источнику света или звука. К концу первого дня эксперимента было зафиксировано значительное учащение поворотов детьми головок именно в правую сторону. Затем лампочку с правой стороны от каждого ребенка зажигать перестали, и рефлекс достаточно быстро угас. Через день с теми же самыми детьми эксперимент продолжили: стали зажигать лампочки, когда они поворачивали головки влево, и условный рефлекс, выразившийся в учащении поворота головы именно в левую сторону, сформировался у них так же быстро, как и в первом случае. В результате постоянного ассоциирования в памяти стимула с удовлетворением биологической потребности организм научается реагировать на него, и стимул начинает выполнять сигнальную функцию.
3. Оперантное научение. В этом случае индивидуальный опыт приобретается «методом проб и ошибок». Задача или ситуация, с которыми сталкивается индивид, порождают у него множество разнообразных поведенческих реакций, с помощью которых он пытается эту задачу решить. Каждый из вариантов решения последовательно пробуется на практике и автоматически оценивается достигаемый при этом результат. Та реакция или сочетание реакций, которые приводят к наилучшему результату, обеспечивая наилучшее приспособление к ситуации, выделяются среди остальных и закрепляются в опыте. Впоследствии при столкновении с подобной ситуацией эта реакция будет использована в первую очередь. Ребенок начинает использовать научение методом проб и ошибок уже в младенчестве, когда учится манипулировать с предметами. Этот вид научения используется человеком в основном в сфере практических действий: обращения с предметами, физических упражнений.
Два других имеющихся у человека вида научения причисляются к высшим, поскольку не встречаются или почти не встречаются у других живых существ.
Процесс научения, как деятельность, реализуется за счет следующих учебно-интеллектуальных механизмов:
Задача совершенствования научения сводится к тому, чтобы задействовать в нем все описанные механизмы.
Процесс развития организма и психики не во всех случаях связан с научением: в него, например, не входят процессы и результаты, которые характеризуют биологическое созревание организма, разворачиваются и протекают по биологическим, в том числе генетическим, законам.
У человека имеются пять видов научения. Три из них свойственны также животным и объединяют человека со всеми другими живыми существами, обладающими развитой центральной нервной системой.
1. Научение по механизму импринтинга. Слово «импринтинг» в переводе с английского дословно означает «запечатление». Как у человека, так и у животных этот механизм является ведущим в первое время после рождения и представляет собой быстрое автоматическое приспособление организма к условиям жизни с использованием врожденных форм поведения – безусловных рефлексов. Через им-принтинг формируются инстинкты, генетически запрограммированные и мало поддающиеся изменению.
2. Условно-рефлекторное научение. Название этого вида научения говорит само за себя: в его рамках жизненный опыт приобретается за счет формирования условных рефлексов. Начало его исследования было положено работами выдающегося русского физиолога И.П. Павлова. В результате формирования условного рефлекса у организма вырабатывается реакция на биологически безразличный стимул, не вызывавший такой реакции ранее.
3. Оперантное научение. В этом случае индивидуальный опыт приобретается «методом проб и ошибок». Задача или ситуация, с которыми сталкивается индивид, порождают у него множество разнообразных поведенческих реакций, с помощью которых он пытается эту задачу решить. Каждый из вариантов решения последовательно пробуется на практике и автоматически оценивается достигаемый при этом результат.
4. Викарное научение осуществляется путем прямого наблюдения за поведением других людей, в результате которого человек сразу перенимает и усваивает наблюдаемые формы поведения. Этот вид научения особо значим в младенчестве и раннем детстве, когда, еще не владея символической функцией речи, ребенок приобретает опыт в основном путем подражания.
5. Вербальное научение дает человеку возможность приобретать новый опыт через язык и речевое общение. Благодаря ему человек может передавать другим владеющим речью людям и получать от них необходимые знания, умения и навыки. Для этого они должны быть выражены в словах, понятных обучающемуся, а значение непонятных слов нуждается в разъяснении. Если говорить шире, то средством вербального научения служит не только словесная речь, но и другие знаковые системы, одной из которых является язык. К знаковым системам также относятся символика, используемая в математике, физике, химии, графическая символика, используемая в технике, искусстве и других областях деятельности. Усвоение языка и других символических систем, приобретение способности оперировать ими освобождают человека от необходимости реального столкновения с объектом изучения и его познания с помощью органов чувств.
Процесс научения реализуется за счет следующих интеллектуальных механизмов: формирования ассоциаций (установления связей между отдельными знаниями или частями опыта), подражания (в основном в области формирования умений и навыков), различения и обобщения (в сфере формирования понятий), инсайта(«догадки», т. е. непосредственного усмотрения какой-либо новой информации в уже известном по прошлому опыту), творчества (основы для создания новых знаний, предметов, умений и навыков).
Все типы научения можно разделить на два вида: ассоциативное и интеллектуальное.
Характерным для ассоциативного научения является образование связей между определенными элементами реальности, поведения, физиологическим процессами или психической деятельностью на основе смежности этих элементов (физической, психической или функциональной).
Со времен Аристотеля до наших дней основной принцип научения - ассоциация по смежности - формулируется сходным образом. Когда два события повторяются с небольшим интервалом (временная смежность), они ассоциируются друг с другом таким образом, что возникновение одного вызывает в памяти другое. Русский физиолог И.П. Павлов (1849-1936) первым занялся исследованием в лабораторных условиях свойств ассоциативного научения. Он обнаружил, что, хотя звук колокольчика первоначально никак не отражался на поведении собаки, однако, после регулярного звонка в момент кормежки, через некоторое время у собаки вырабатывался условный рефлекс: звонок сам по себе начинал вызывать у нее слюноотделение. Павлов измерял степень научения количеством слюны, выделившейся при звонке, не сопровождавшемся кормежкой. Метод выработки условных рефлексов основан на использовании уже существующей связи между специфической формой поведения (слюноотделением) и неким событием (появлением еды), которое вызывает эту форму поведения. При формировании условного рефлекса в эту цепочку включается нейтральное событие (звонок), которое ассоциируется с событием "естественным" (появлением еды) настолько, что выполняет его функцию.
Психологи подробно исследовали ассоциативное научение методом так называемых парных ассоциаций: вербальные единицы (слова или слоги) заучиваются парами; предъявление впоследствии одного члена пары вызывает вспоминание о другом. Этот тип научения имеет место при овладении иностранным языком: незнакомое слово образует пару со своим эквивалентом на родном языке, и эта пара заучивается до тех пор, пока при предъявлении иностранного слова не будет восприниматься тот смысл, который передает слово на родном языке.
При интеллектуальном научении предметом отражения и усвоения являются существенные связи, структуры и отношения объективной действительности.
Уровни научения
Каждый вид научения можно разделить на два подтипа:
рефлекторный;
когнитивный.
Когда научение выражается в усвоении определенных стимулов и реакций, его относят к рефлекторному; при усвоении определенных знаний и определенных действий говорят о когнитивном научении.
Научение происходит постоянно, в самых различных ситуациях, видах деятельности. В зависимости от пути, которым достигается научение, оно делится на два разных уровня - рефлекторный и когнитивный.
На рефлекторном уровне процесс научения носит бессознательный, автоматический характер. Таким путем ребенок научается, например, различать цвета, звук речи, ходить, доставать и перемещать предметы. Сохраняется рефлекторный уровень научения и у взрослого человека, когда он непреднамеренно запоминает отличительные особенности предметов, усваивает новые виды движений.
Но для человека гораздо более характерным является высший, когнитивный уровень научения, который строится на усвоении новых знаний и новых способов действия посредством сознательного наблюдения, экспериментирования, осмысления и рассуждения, упражнения и самоконтроля. Именно наличие когнитивного уровня отличает научение человека от научения животных. Однако не только рефлекторный, но и когнитивный уровень научения не превращается в учение, если он управляется какой-либо иной целью, кроме цели усвоить определенные знания и действия.
Как показали исследования ряда психологов, в ряде случаев стихийное, непреднамеренное научение может оказаться весьма эффективным. Так, например, ребенок лучше запоминает то, что связано с его активной деятельностью и необходимо для ее выполнения, чем то, что он заучивает специально. Однако в целом преимущество оказывается бесспорно на стороне сознательного целенаправленного учения, так как только оно может дать систематизированные и глубокие знания.
Научение - это процесс и результат приобретения индивидуального опыта. Научение - понятие, обозначающее процесс становления новых видов поведения. Оно имеет место всюду, где есть поведение.
Типы научения Ассоциативное научение – формулируется сходным образом. Когда два события повторяются с небольшим интервалом, они ассоциируются друг с другом таким образом, что возникновение одного вызывает в памяти другое.
Инструментальное научение - осуществляется методом проб и ошибок. При инструментальном научении, для успешности метода необходимо найти что-то, чего пациент хочет (например, сладости, жевательную резинку или интересные фотографии). После того как обнаружена хоть какая-то реакция, следует определить, какие аспекты поведения наиболее желательны, и сделать их условием получения вознаграждения. Отметим, что к способам инструментального научения относится и наказание, но здесь зависимость возникает между нежелательным поведением и неприятным воздействием.
Последовательное научение . Некоторые виды научения требуют выполнения отдельных поведенческих актов, каждый из которых по отдельности осваивается легко, но затем они объединяются в определенную последовательность.
Существуют 3 вида научения , которые различаются по степени участия в них организма как целого.
1. Выработка реактивного поведения . В этом случае организм пассивно реагирует на внешние факторы.
К этому виду научения относятся: а) привыкание - снижение восприимчивости к постоянному или часто повторяющемуся раздражителю. б) сенсибилизация - повышение чувствительности к повторяющемуся стимулу. в) импринтинг (запечатление) - установление связи между признаками объекта и поведенческим актом. г) условный рефлекс - рефлекс, образующийся при сближении во времени первоначального индифферентного раздражителя с последующим действием раздражителя, вызывающего безусловный рефлекс.
2. Выработка оперантного поведения (оперантное научение).В случае выработки оперантного поведения сперва имеет место некое действие или движение (направленное или случайное), а закрепление его будет зависеть от последствий этого действия для организма.
К оперантному научению можно отнести следующие разновидности:
а) научение путем проб и ошибок . б) формирование реакций. в) научение путем наблюдения.
Существуют три основные теории научения:
1. теория классического обусловливания И.П. Павлова;
Теория классического обусловливания описывает реактивное научение (или научение типа S, от «stimulus», стимул), в большинстве случаев требующее практически одновременного воздействия условного и безусловного стимулов (в идеальном варианте воздействие условного стимула должно немного опережать безусловный).
2. теория оперантногообусловливания Б.Ф. Скиннера;
Теория оперантного научения доказывает, что на поведение влияют не только стимулы, которые воздействуют на организм перед совершением какого-либо действия, но и сами результаты поведения. Оперантное научение (или научение типа R, от «reaction», реакция) базируется на сформулированном Скиннером фундаментальном принципе: поведение формируется и сохраняется его последствиями.
