학습심리학 - 2.조작적 조건화

 

1.스키너의 실험

스키너(Skinner, 1904-1990)는 엄격한 행동주의자였고, 학습심리학의 역사상 가장 많은 영향을 끼친 연구자 중 한 사람일 것이다.

그는 뛰어난 연구자인 동시에 작가이며 사상가였다. 또한 그는 컴퓨터가 발달하기 전인 1930-1940년대에 이미 여러가지 기계부품과 타이머를 사용하여 스스로 실험장치를 제작하는 뛰어난 재능을 가지고 있었다.

스키너는 시행마다 목표상자에 먹이를 재공급해 주는 수고를 덜기 위해 자동장치를 부착하여 쥐가 먹이를 자동적으로 공급받도록 만들었다.

그는 먹이공급장치가 달린 작은 상자 속에 쥐가 누를 수 있는 지렛대 또는 비둘기가 쪼을 수 있는 원판을 부착한 실험장치를 제작 하였는데, 이것이 바로 스키너 상자(Skinner box)다. 

1)습득과 소거

고전적 조건화의 습득은 CS와 US간의 관계에서 나타났다. 조작적 조건화에서는 반응 후에 오는 보상과의 관계에서 습득이 이루어진다.

즉, 스키너의 상자에서 레버를 누르는 반응과 그 뒤에 따라오는 먹이와의 관계에서 조작적 조건화가 나타나는데, 먹이는 레버를 누르는 반응을 강화하기 때문에 레버를 누르는 반응이 증가하게 된다. 여기에서 먹이는 반응률을 높이는 강화물이 된다. 고전적 조건화와 마찬가지로 조작적 조건화에서도 소거가 일어난다. 

2)자극통제: 일반화와 변별

조작적 반응이 반응의 결과에 따라 통제되지만 그 반응에 선행하는 자극 또한 조작적 행동에 영향을 미칠 수 있다. 한 피험동물이 특정 자극이 있을 때 어떤 반응을 수행한 결과로 강화를 받았다면, 그 피험동물은 유사한 자극조건하에서도 동일한 반응을 할 것이다. 

이 현상을 자극일반화라고 하고, 일반화의 정도는 원래 자극과 새로운 자극 간의 유사성의 정도에 비례한다. 

3)행동조형

스키너 상자에서 쥐가 음식물을 얻기 위해서는 벽에 장치된 지렛대를 눌러야 하고, 이 반응이 어려움 없이 수행될 수 있어야 연구자는 학습 시험을 할 수 있다. 그러나 스키너 상자 속에 쥐를 넣어 놓고 마냥 기다리면 쥐는 지렛대를 누르지 않을지도 모른다. 쥐가 반응을 할 때까지 무한히 기다리는 것을 피하기 위해 스키너는 조형(shaping)이라는 절차를 고안했는데, 이것은 연속적 접근법(successive approximation)을 사용하여 연구자가 원하는 새로운 반응을 만들어 내는 절차다.

4)행동연쇄화

스키너 상자에서 지렛대를 누르는 것과 같은 간단한 반응은 조형에 의해 확립되지만 보다 복잡한 행동을 만들어 내기 위해서는 연쇄화(chaining)라는 기법을 사용해야 한다. 동물에게 훈련시키려고 하는 행동이 여러 반응이 순차적으로 연결된 것이라고 가정하자. 우리는 동물의 반응연쇄에서 그 다음 반응을 수행할 기회를 부여하여 각각의 반응을 강화시킬 수 있다. 그리고 연쇄의 마지막 반응은 실제로 강화시킨다.

 

2. 강화와 처벌

1)강화와 처벌

학습심리학에서는 강화를 두 가지로 구분하는데, 하나는 정적 강화(positive reinforcement)이고, 다른 하나는 부적 강화(negative reinforcement)다. 두 가지 종류의 강화 모두 그에 짝지어지는 반응을 증가 시킨다. 정적 강화는 음식, 물 또는 성적 대상과 같은 호의적인 대상을 제공하는 것이고, 부적 강화는 비호의적 또는 혐오적인 것을 제거하는 것이다. 예를 들어, 음식물은 정적 강화물이고 전기충격을 중지시키는 것은 부적 강화물이다. 한밤중에 수돗물이 떨어지는 소리가 귀에 거슬려서 수도꼭지를 잠근다면 수돗물이 떨어지는 소리의 중지가 바로 부적강화가 되는 것이다.

2)일차강화물과 이차강화물

생존을 유지하기 위해 우리 모두는 음식물을 먹고 물을 마셔야 하기 때문에 음식물이나 물이 왜 강화물이 되는지를 쉽게 알 수 있다.

그러나 우리는 돈을 벌거나 학위를 받기 위해서도 열심히 노력한다. 음식물이나 물과 같이 생물학적 욕구를 충족하는 것을 일차강화물(primary reinforcer)이라 하고, 돈과 같이 과거에 일차강화물과 연합되었기 때문에 강화효과를 가지는 것을 이차강화물(secondary reinforcer)이라고 한다. 

3)인위적 강화물과 자연적 강화물

실험연구에서 사용되는 강화물들을 대부분 일차강화물 또는 이차강화물인데 이것들은 자연적으로 발생하는 것들이 아니다.

연구자들은 자연적인 상황에서 학습이 어떻게 일어나는지를 이해하는데 도움이 되는 근본적인 학습원리를 규명하기 위해 인위적인 조건에서 강화물을 인위적으로 제공하는 것이다.

인위적 강화물은(contrived reinforcer)은 대게 행동을 수정하게 할 목적으로 누군가로부터주어지는 사건들이다. 반면에, 자연적 강화물(natural reinforcer)은 특정 행동을 하면 자동적으로 자연스럽게 생겨나는 사건들이다. 

4)강화계획

조작적 조건화 가운데 가장 간단한 절차는 바라는 반응이 나타날 때마다 강화시키는 것인데, 이런 강화절차를 계속적 강화(continuous reinforcement)라 한다. 실제 상황에서는 모든 반응이 강화되는 경우는 많지 않다. 동일한 반응일지라도 어떤 때는 강화물이 주어지고 다른 때는 강화물이 주어지지 않는 것이 보통인데, 이런 형태의 강화를 부분강화 (partial reinforcement)라고 한다. 강화물이 어떤 형식으로 제시되는가를 알 때 우리의 행동양식은 달라질 것이다. 심리학자들은 강화물을 제공하는 규칙, 즉 강화계획의 효과를 연구하였다. 

5)혐오조건화

혐오조건화는 조작적 조건화에서 특정 반응 뒤에 전기쇼크나 큰 소리나 같은 혐오적 사건이 수반되면 특정 반응을 감소시키는 것을 말한다.

특정 반응 후에 혐오적 사건이 주어지는 것을 처벌이라고 한다. 이러한 혐오적 사건들은 새로운 반응을 학습하는 데 사용할 수 있다.

유기체가 현재 진행 중인 혐오적 사건을 종료시키는 반응을 학습할 수 있는데 이것을 도피학습(escape learning)이라고 한다. 

 

3. 인지적 요인

인지적요인은 조작적 조건화에도 영향을 미친다. 예를 들어, 복권에 당첨된 사람이 구두, 양말, 바지 또는 자동차와 같은 다른 것은 무시하고 그날 입었던 셔츠가 행운을 가져다준 것이라고 생각한다면 그 이유는 무엇일까? 이 물음에 대한 대답은 부분적으로 주의, 기억 그리고 기대와 같은 인지적 요인에서 찾을 수 있다.

 

4.생활속의 조작적 조건화

1)행동수정

학교, 정신병원 또는 교도소 등에서는 바람직하지 못한 인간의 행동을 변화시키려는 많은 노력을 한다. 조작적 조건화의 원리는 이런 목적에도 유용하게 적용될 수 있음이 입증되었다. 

행동수정(behavior modification)을 위해 심리학자들은 먼저 어떤 행동 목표를 설정하고 그 행동에 점차 가까워지도록 내담자의 반응을 강화시킨다. 한 임상연구(Whaley & Mallot, 1971)에 보고된 아홉 살 된 꼬마는 다른 사람들이 이야기할 기회를 주지 않고 10분 이상 계속해서 빠르고 큰 소리로 떠들어 댔다고 한다. 당연히 꼬마의 부모와 교사 그리고 친지들은 그 행동을 고치고 싶어 했다. 이런 행동을 고치기 위해서 심리학자들은 먼저 꼬마가 말하기보다 더 좋아하는 것이 무엇인지를 탐색한 결과 그것이 장난감 딱총 쏘기라는 것을 알게 되었다. 심리학자는 꼬마가 3초 이상 말을 하지 않을 때마다 몇 개의 딱총을 주었다. 이러한 훈련이 반복됨에 따라 더 많은 강화를 받을 수 있었고 꼬마의 행동은 많은 교정을 보였다.

2)미신행동

미신행동 (superstitious behavior)은 특별한 생각이나 어떤 대상 혹은 행동이 어떤 사건을 일으킨다는 잘못된 신념을 가리키며, 행동 및 그로 인한 강화 간에 생긴 우연한 연합에 기초한 학습결과다. 앞서 보았듯이 강화물이 뒤따라 제공되는 행동은 더욱 증가하게 된다.