第四章认知学习理论第二节托尔曼学习理论Word文档格式.docx
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托尔曼在1937年当选为美国心理学会主席。
1953年在第14届国际心理学大会上当选为两主席之一。
1957年获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖。
1951年还被耶鲁大学授予理学博士学位，以奖励他“勇敢捍卫自由的精神”。
托尔曼的著作有：
《动物与人的目的性行为（PurposiveBehaviorinAnimalsandMen）》（1932）、《战争的驱力（DrivestowardWar）》（1942）和《心理学论文集（CollectedPaperslnPsychology）》（1951）。
托尔曼有时也受到学术界人士的指责，认为他在阐述理论时不很严肃。
事实上，他的论著中常有些离奇的想法和趣闻。
也许，至少他在把自己最重要的著作“献给挪威的白老鼠”时，表明他缺乏诚意（Bolles,1979）。
二、认知行为主义产生的背景托尔曼与格思里同岁，在本世纪30年代又与格思里齐名，是学习理论流派中的重要一支。
但是，他与格思里并不是站在同一战线上。
他俩的许多观点是相悖的。
首先，托尔曼的行为观是克分子的，而不是分子的。
也就是说，他强调行为的整体性，注重从宏观的角度来分析行为。
在他看来，动物在为逃脱迷箱时所做的具体动作，比起这些动作都朝向目的这一事实来，其意义要小得多。
而格思里的行为观是分子的，他把行为分解成许多具体的动作，强调从微观上来分析行为。
简言之，托尔曼注重的是行动（act）而不是动作（movement），格思里则恰好相反。
其次，格思里与其他许多行为主义者一样，坚持刺激-反应联结的观点，但托尔曼则试图另辟一种体系，这个体系注重的是行为的适应性、创造性和理智性等方面。
因此，他的体系是以认知为特征的。
由于他的著作和许多研究都是在加利福尼亚大学贝克莱分校的实验室里完成的，所以，多年来，这个实验室一直是认知心理学的中心。
托尔曼自称：
他“总的立场是行为主义的立场，但是一种特殊的行为主义”（Tolman，1932）。
他之所以会形成这种行为观，其主要动力是由于华生的行为主义在当时相当盛行。
早期的行为主义者都试图从心理学中清除唯心主义，并试图使心理学成为采用客观方法的自然科学的一个分支。
他们都反对探讨人的头脑是怎样思维的。
尽管托尔曼也赞同这一观点，但他注意到，早期行为主义者把机械论的哲学观与科学的客观方法混为一谈了。
在他看来，要客观地研究行为，并不一定要成为机械论者。
托尔曼认为，华生在许多地方都用简单的刺激-反应联结的概念来描述行为，并用构成行为的严格的物理的和生理的肌肉抽搐来给行为下定义，但事实上他常会滑到一个不同的、自相矛盾的见解上去（章益，1983年）。
在托尔曼看来，刺激-反应的联结并不是一种经验的事实，也不是客观的资料，而只是对行为发生的生理机制的一种推论或猜测。
所以，尽管托尔曼与早期行为主义者一样都注重行为，但他认为在解释行为时引用机械论哲学既无根据又不理想。
用刺激-反应联结来解释行为，并不比用思维和意愿来解释行为更好些或更科学些。
因为这两种情况都是把一种哲学观附加在对行为的系统观察和分析之上。
在他看来，哲学肯定会使我们在观察行为时带有偏见。
对一个行为主义者来说，所要做的全部事情，就是要观察行为并试图识别出行为的规律性。
所以，托尔曼是一个与众不同的行为主义者。
他主张要对行为的原理作出解释，但反对采用其他行为主义者所使用的机械论的框架。
他拒绝把刺激-反应作为描述和解释行为的手段，并拒绝以联结主义为特征的其它各种假设。
托尔曼在形成自己独特的行为观时，博采众多心理学流派的长处。
他自己承认，除了受华生的影响外，还受麦独孤（W．MeDougell）策动心理学、伍德沃期的动力心理学、格式塔心理学和精神分析学派的影响，其中尤其是受格式塔心理学的影响。
所以，托尔曼理论总的倾向是行为主义兼格式塔论。
三、托尔曼的认知行为主义的主要观点
主要包括以下三个方面的观点：
1.关于整体行为。
托尔曼在其基本立场方面，是一个十足的行为主义者。
他强烈反对内省，坚持研究行为，这一点他与华生等早期行为主义者没有两样。
但托尔曼与华生等人不同的突出一点是，他反对华生对行为所作的分子性的定义，而认为心理学应该研究整体行为，而且，这种整体行为具有目的性和认知性。
托尔曼对整体性行为和分子性行为作了明确的区分。
所谓分子性行为是指华生等人以简单的刺激--反应联结概念来界说行为。
刺激不过是声、光、色、电等物理属性，反应则是特定的肌肉收缩和腺体分泌。
托尔曼认为，以这样的方式来描述行为，虽然精确、客观，但与动物和人类的实际不符。
如动物走迷津、小鸡觅食、孩子上学、踢球等都是对一个包含了许多不同刺激组合的复杂情境的反应，很难将它们支解为一系列单个的物理刺激和生理运动，即使能够一一支解，也不能准确地描述整体行为。
因为这些整体行为并不是各部分之和，它有自己的描述性和规定性。
托尔曼认为心理学应该研究整体行为。
尽管整体行为同生理运动有关，或者说依存于生理运动，但犹如从单个的水分子性能不能窥测一杯水的性质一样，我们要了解整体行为的本质特征，仅仅依靠对行为的分子式的分析是不行的，整体行为有它自身的特征。
第一，整体行为总是坚持指向一定的目标-对象。
例如白鼠走迷津总是奔向食物；
与朋友的谈话是为寻求下一步共同行动的计划等。
动物和人类行为莫不如此。
第二，整体行为为实现指向目标-对象，总是选择一定的途径和方式。
例如，白鼠总是选择一定的通道而非另外一些通道通过迷津；
我们外出旅行为到达目的地，总是选择一定的路径和交通工具等。
第三，整体行为在指向特定的目标-对象时，总是选择那些较短的路径或较容易的手段，即所谓最小努力的原则。
如白鼠在进行多通道迷津实验时，总是选择那些较短的、通过迷律时间较少的通道获得食物；
我们总是选择一种较为便利、快捷的交通工具到达旅行目的地。
托尔曼认为以上第一点代表行为的目的性，第二、三点则表明了行为的认知性。
他强调说：
“目的和认知是行为的血和肉，是行为的直接特征。
”托尔曼并以完全客观的定义来界说它们，如他以尝试错误及由此而带来的学习进步（托尔曼称之为可教性）来客观定义目的性，以目标-对象的性质、位置以及刺激情境等行为先决条件的变更对习得行为的影响，来对认知性予以客观定义。
看来，托尔曼吸收了格式塔心理学关于整体的观点和麦独孤的目的论观点，但又对它们作了非常客观化的行为主义处理。
2.认知-期待说。
托尔曼用来解释动物学习的核心概念是“期待”（“expectancy”一词可译为“期待”或“预期”）。
行为主义的种种“刺激-反应”学习理论的基本观点认为，动物或有机体是在一定的内部和外部的刺激物或强化物的驱使下进行学习的。
通过学习所获得的是一系列连贯的动作，以后遇到适当的环境刺激的条件时，这些学会的连贯动作就会被发动起来。
托尔曼不同意这种观点。
他认为动物或有机体在学习过程中所学会的不是连贯的动作反应，而是获得了关于它周围的环境，学习目标的位置，以及如何达到目标的途径和手段的知识。
这些知识使有机体形成了“认知上的期待”，这种认知上的期待将支配有机体下一次活动的方向和强度。
简言之，按照托尔曼的观点，动物学会的不是简单的动作或反应，而是学会了对目标和达到目标的途径和手段的认知。
也就是说，动物学会的不是动作，而是学会了意义。
托尔曼引用了大量的动物实验来说明认知期待对动物行为的影响。
托尔曼认为，这些实验使我们有理由提出一个直接的、内在的、在认知上对于未来目标有所期待的概念。
按照托尔曼的意思，所谓“期待”就是动物在学习过程中（直接经验过程中）获得的对目标对象的认知，这种预先的认知将支配动物的后继行为。
所以，可以简略地说，学习就是获得对目标的认知，并形成后继相似行为的心理准备。
在此基础上，托尔曼又扩展了期待的内容和期待的种类。
在期待的内容上，托尔曼把对目标的期待扩展到对“方向-距离-关系”的期待；
对“手段-结局-关系”的期待；
对“符号-格式塔”的期待等。
托尔曼以白鼠走迷津所形成的各种期待为例，来说明这些期待的特点。
对目标对象的认知形成“目标-对象”期待。
如果把目标称作符号，就形成了对特定符号的期待。
对达到目标的方向、路径的认知，就形成对“方向-距离-关系”的期待，我们也可以将之称为“手段-结局-关系”的期待。
这样看来，动物学习任何一个迷津的过程就是把对于这种特定的整体的期待树立起来的过程。
这个整体（包括目标、符号、手段-结局-关系）就称之为“符号-格式塔”。
托尔曼后来又把对“方向、距离和路程”的认知称为“认知地图”。
由此，有人将托尔曼的学习理论称为“符号学习理论”。
关于期待的种类，托尔曼根据形成期待的不同认知水平，将期待划分为“感知性期待”、“记忆性期待”、“推理性期待”（迂回路径实验）和“假设性期待”。
3.关于中间变量。
托尔曼认为，行为的最初原因主要有物理的和生理的两类，分别称之为环境变量和个别差异变量。
其中环境变量包括：
M——补给时间表
C——目标对象的适度性
S——刺激物的类型及其所提供的方式
R——所耍求的运动反应类型
R——先行的或后继的迷律单元模式
个体差异变量包括：
H——遗传特征
A——年龄
T——先前所受的训练
E——特殊的激素、药物和维生素所维持的生理状态
托尔曼认为它们（亦称实验变量或自变量）与行为变量（亦称因变量）之间的关系决不如行为主义者所说的S-R那么简单，二者之间还存在着一系列不能被直接观察到的、但可以根据引起行为的先行条件及最终的行为结果本身推断出来的中介因素，即中介变量，它们是行为的实际决定因子。
我们据此能理解为什么这样的刺激能引起这样的反应。
中介变量虽然听起来比较主观，但托尔曼强调说它是完全可以予以客观定义和定量的，它能客观、精确地同一定的实验变量和行为变量联系起来。
例如，饥饿这一典型的中介变量，既能以上次进食间隔时间的长短，也能以动物找到食物时进食的速度和数量来予以客观精确的计算和说明。
事实上，每一特定的中介变量都与特定的环境变量和个体变量相关联，如补给时间表与个别差异结合导致了需求这一中介变量，欲望这一中介变量则与目标对象的适度性有关联。
在此我们看到了托尔曼的逻辑实证主义和操作主义的方法论特征。
托尔曼早年认为中介变量有两类，即需求变量和认知变量。
前者实际上就是动机，包括饥、渴及性等需求，后者指对情境、目标的认知，如动作、技能等。
后来，他对此作了修改，认为有三种主要的中介变量：
一是需要系统，指生理需要和内驱力等；
二是行为空间，指机体在某一时刻内感知到的，具有不同地点、距离和方向的客体，相当于勒温的生活空间；
三是信念-价值的符号排列矩阵图，指个体将环境中的客体按照学习的结果而加以归类和分化，排出一个等级顺序。
值得指出的是，托尔曼分别给以上的中介变量予以操作性定义和说明，再次表明了他客观的行为主义者的立场。
中介变量一经提出，即为当时的心理学家所接受，如赫尔立即采纳了它，也代表着托尔曼对心理学所作的独特贡献。
四、主要实验
主要的实验有八个，以下为1至4：
1.期待实验
所谓期待是有机体关于客观事件意义，通常是指目标物意义的知识或信念。
这种知识既可以是当前习得的，也可以是过去曾经习得的，有关的实验证明了这一点。
埃利厄特以一群饥渴的白鼠为被试，安排它们走迷津，在最初的九天里都将水放在出口处作为目标-对象。
到第十天，安排它们饿着（而非渴着）走迷津，同时在出门处将水换成食物，此时白鼠走迷津的错误和花费的时间都显著上升，次一天则恢复了先前的水平。
这表明，白鼠对“水”这一特定的目标-对象有一种预先的认知或期待，换上食物则立即导致了行为的紊乱。
又因为新近产生的对“食物”的期待，使得次一日的行为恢复到了先前的水平。
托尔曼还设想，如果能改变实验情境，让白鼠在最初奔向目的物的时候能直接感知到来自目的物的刺激，直至白鼠到达终点时发现目的物已被调换（设计一种程序），观察此时白鼠所表现出来的紊乱行为，也能证明对目的物的感知性期待的存在。
此外有人还证实以猴子等为被试，使用类似的“调包计”，猴子亦表现出令人惊讶的搜寻原目的物的行为。
2.位置学习实验
关于托尔曼的行为观如何被转变成各种实验的一个有趣的例子，是他的学生麦克法兰（Macfarlane，1930）报告的位置学习（place-1earning）与反应学习（responselearning）的实验。
麦克法兰训练白鼠在迷津里游泳。
这种迷津与心理学家们通常训练白鼠的迷津没什么不同，只是里面灌满了水。
白鼠在通道里只能游泳摸索，游到目的箱后可爬上去获得食物。
白鼠学会游到目的箱后，就产生了一个问题：
白鼠学到的是以往行为主义者所说的一系列刺激-反应联结，还是像托尔曼所说的是认知方面的内容呢?
为了回答这个问题，麦克法兰把迷津里的水抽干，然后把白鼠放进去。
这样，白鼠是跑到目的箱，而不是游到目的箱。
结果发现，所有白鼠都能很顺利地把游泳迁移到奔跑上去，即白鼠都丝毫不错地跑到目的箱。
托尔曼提醒人们注意，游泳与奔跑是两种完全不同的反应，它们所涉及的肌肉系统也是不同的。
当然，刺激也是不同的：
现在的迷津是干的而不是湿的；
温度是温和的而不是冰冷的；
脚下是地板而不是支撑着身体的水。
很显然，白鼠学到的不是一系列动作，即不是对特定刺激作出的特定反映，而是某种比较抽象的和整体性的东西——迷津本身的空间布局。
也就是说，白鼠习得的是迷津的地图。
托尔曼造了一个词——认知地图（cognitivemap）——来表明动物在这类实验中所习得的东西。
白鼠学到的是：
食物在哪里；
哪几个通道不通；
哪些通道通向目的箱。
一旦白鼠把这些信息同化到它的某种认知地图中去，它就知道目标在哪里以及应该怎么走，而不需要凭借任何一种固定的位移系统来做到这一点。
这实际上是要用位置学习来替代反应学习。
为了进一步证实这一点，在另一项实验中，实验者先训练一些白鼠走迷津，然后通过手术使白鼠因小脑受伤而无法行走，使这些白鼠仍能缩成一团滚动身体，准确无误地到达目的箱。
在这类学习中，有机体都不可能依靠原来习得的一系列动觉习惯来完成，但它们都正确地到达了目的箱，这说明有机体学会的是目的箱的位置。
托尔曼等人在40年代时进行了一系列有关空间习惯（spatialhabit）与动作习惯（movementhabit）的实验。
托尔曼等人从事的第三类位置学习的实验。
托尔曼等人在1946年还做了另一项有关位置学习的实验。
3.关于潜伏学习的开创性实验
关于潜伏学习的开创性实验研究是由布洛杰特（1929）开始的。
他进行此项实验的主要目的是用实验的证据批评“强化是任何联想学习完全发生的必要条件”的假设。
这样的假设是由桑代克、巴甫洛夫、赫尔和斯金纳等人提出来的。
继布洛杰特的工作之后，托尔曼和杭齐克（1930）设计了由14个单元的复合T形通道构成的迷津。
在每一单元中有不通的终端（被锁着的门）和可以通过的终端（可以通过的门）。
白鼠进入这段迷津后，如果选择错误，就会在锁着的门前碰壁，即犯错误一次；
如果选择了可以通过的门，就可以进入下一个单元。
如此，通过14个单元，而最后到达终点。
在每一单元中，白鼠要做的事就是选择可以通过的门，走进下个单元。
托尔曼和杭齐克将走迷津的白鼠分为3组：
其中l组每天都受到奖励，称为“有食物奖励组”；
另1组一直得不到食物奖励，称为“无食物奖励组”；
第3组是实验组，实验组的待遇是前11天同无食物奖励组一样，一直得不到食物奖励。
而从第12天开始同有食物奖励组一样，得到食物奖励。
实验开始后，有食物奖励组与无食物奖励组相比，犯错误（即在锁着的门前碰壁）的次数和通过迷津的时间显著下降。
而无食物奖励组的被试犯错误的次数和所用的时间降幅很小。
在前11天的实验中，实验组的白鼠由于其待遇同无食物奖励组一样，所以，该组被试的犯错次数和时间也同无食物奖励组一样，下降得很缓慢。
从第12天开始，实验组得到了有食物奖励组同样的待遇。
学习成绩突飞猛进，犯错误次数和时间急剧下降，几乎赶上并超过有食物奖励组的学习成绩。
三组被试的学习曲线如右图所示。
面对实验组所表现出来的这种现象，托尔曼认为，实验组的白鼠在无食物奖励的情况下每天仍然在进行学习，它们在走迷津的过程中熟悉了可通过迷津的路径，在头脑中形成了关于迷津的“认知地图”，形成了对路径的认知性期待，只不过在无奖励的情况下，这种学习效果没有表现出来。
这种学习故称之为潜伏学习。
当实验组的被试得到食物强化后，这种潜伏学习的效果即刻表现于外。
按照托尔曼的观点，潜伏学习实验的结果不仅对“无强化就没有联想学习”的假说提供了有力的批评证据。
而且更说明，白鼠走迷津重要的是学会对通道的认知，形成对路径的“认知地图”，而不在于白鼠在学习过程中的外显反应。
动物的外显反应受内部认知变量的调节，它对动物的外显行为起中介调节作用。
学习的效果不全部表现于外，而重要的是引起内部认知期待的变化。
4.迂回路径实验
这项实验是托尔曼和杭齐克于1930年进行的。
这项实验的目的是为了证明白鼠在走迷律的学习活动中能够形成推理性期待。
该项实验的迷津设计如右图所示：
这项迷津实验的特点是，从远点到终点的路径有3条：
通道1路径最短；
其次是通道2；
最长的是通道3。
另一个与实验有关的重要特点是通道2与通道1有一段共同通向目标的部分。
在正式实验之前，给被试一段预备训练的时间。
在预备训练时，当通道1在A处被堵时，另一条较短的通道是通道2和通道3之间较短的一条。
仅当通道2也被关闭时，白鼠才跑通道3。
在这样的预备训练中．实验者使白鼠熟悉了所有的三条通道，并使它们形成了按1、2、3的顺序选择通道。
正式的实验是在B处将通道堵塞，这样白鼠只好沿原路跑回到D处。
这时有两条通道可供选择，即通道2和通道3。
是选择通道2，还是选择通道3呢?
实验结果表明，白鼠没有走较短的通道2，而选择了较长的通道3。
这样的结果说明了什么呢?
它说明，白鼠既不是按照预备训练时所形成的选择顺序去作出反应，也不是盲目地选择路径，而是按照它们自己头脑中的“认知地图”去选择路径。
白鼠们能够推断出，B处设堵，既堵塞了通道1，也堵塞了通道2，只好选择唯一能到达目标的通道3。
这就进一步地证实了托尔曼的假设，即动物能够根据自己熟悉的路径，作出判断，形成推理性期待。
主要有八个，以下为5至8：
５.空间记忆和认知地图方面的实验研究
托尔曼引用一些白鼠跑迷津的实验证明白鼠能够形成关于走过路径的记忆性期待，即在头脑中形成关于路径的认知地图。
然而，更进一步的实验研究却是在20世纪70年代进行的。
这里我们介绍的是奥尔顿在20世纪70年代所做的白鼠空间记忆的实验。
奥尔顿和塞缪尔森在1976年设计的“高架辐射式”迷律实验充分地证实了白鼠的短时空间记忆能力。
“高架辐射式”迷津的示意图如下图所示：
它由八支呈辐射状的通道构成。
实验时，在每一条支路的终端都藏有一粒食物，让白鼠探索八条支路，直至找到八粒食物。
当然，完成这个任务的最好方法是依次走完八条支路，找到全部食物。
白鼠在实验中很快地学会了完成这个任务。
在实验中，白鼠在依次巡查完八条支路后，记住了它们刚刚走过的路径，而且不走老路。
奥尔顿和塞缪尔森还明确指出，白鼠即使采用迷津内的线索，如利用食物的气味线索，或学用规则运动的线索，如总从一条路向左转出来，都不能取得如此高的作业水平。
相反，白鼠主要依靠它们能够从高架迷津支路看到的迷津外的视觉线索，在记忆中“查巡”已经走过的支路。
这充分地显示出白鼠有更为令人注目的空间地点的短时记忆。
奥尔顿在另一些实验中还发现，当白鼠熟悉一个复杂的迷津后，再在一个固定位置连续地提供奖励，进行测验时将白鼠置于这一复杂迷津的一个新的出发点，白鼠将通过最短捷径到达目的地，而且很少有错误。
这表明白鼠能够根据从未看见的新情境，确定自身在环境中的位置，并且仍然能够找到通向目标的路径。
这同人利用一个新地区的地图，从一个新的地点出发到达熟悉的地区的行为很相似。
托尔曼和奥尔顿的实验都是以白鼠为被试，如果采用灵长类动物（如黑猩猩）或人为被试，则更能显示出空间记忆和认知地图的作用。
孟席尔就用黑猩猩做了这样的实验。
6.有关假设性期待的实验研究
托尔曼引证一些动物在实验中的表现，说明动物具有暂时性的假设期待。
而更有说服力的实验证据是由雷斯托和莱文提供的。
莱文在以成人为被试，以简单的概念辨别问题为学习任务的实验中，成对地给被试呈现刺激（如下图所示）。
这些刺激模式按4种两维特征进行变化：
形状分为X和T；
体积有大有小；
颜色分为黑白两种；
呈现的位置分左右。
实验者在每次实验前确定一个刺激为正确的（例如“T”），但被试不知道。
主试一次一次地呈现一对刺激，让被试选择。
每当被试选择正确，主试便及时说“对的”；
每当被试选择错误，主试也及时说“错的”。
被试根据自己的假设和主试的反馈进行连续的选择，直至选对正确的刺激，形成正确的概念。
在这样的学习任务面前，在实验开始之前，被试心中有一系列关于选择的假设。
开始时按照一个假设去选择刺激。
如果他的选择被实验者反馈为正确的，他便会在下次选择时继续使用这个假设。
如果他的选择被实验者反馈为错误的，他便会放弃原来的假设，从最初的一系列假设中选取另一个假设进行尝试。
这样，只要被试的头脑中有正确的假设可以利用，那么按照这种“对则继续，错则转换”的尝试策略进行下去，最终一定能够选择出正确的刺激，形成准确的概念。
在进一步的研究中，莱文还把无反馈的测验穿插在有反馈的测验中。
在一个包括有反馈尝试和无反馈尝试的问题中共有16次尝试机会。
其中第一
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