조작적 조건형성

 

고전적 조건형성 이론은 유기체의 행동을 설명하는데 폭넓게 적용될 수 있다. 그러나 고전적 조건형성만으로는 유기체의 행동을 설명하는데 폭넓게 적용될 수 있다. 그러나 고전적 조건형성만으로는 유기체의 행동을 모두 설명하지는 못한다. 즉, 앞에서 살표본 고전적 조건형성은 중성자극이 특정 자극과 반응 사이에 이미 짝지어져 있는 자율신경계의 불수의적반사와 연합되어 일어나는 비교적 단순한 형ㅐ의 학습이라 할 수 있다. 이러한 고전적 조건형성 이론은 유기체의 의도와는 관계없이 이루어지는 학습이다. 그러나 유기체는 의도적인 행동을 많이 하며 의도적인 행동 역시 조건화될 수 있다.

이러한 유기체의 능동적이고 적극적인 행동의 측면은 조작적 조건형성에 의해서 더 잘 이해할 수 있다.

조작적 조건형성 이론은 B. F. Skinner에 의해 정립되고 널리 알려진 유명한 학습이론이지만, 조작적 조건형성의 기초적 개념은 이미 20세기 초 E. L. Thorndike에 의해 실마리가 제공되었다.

 

Thorndike의 시행착오 학습

 

E. L. Thorndike는 일찍이 동물의 사고능력에 관한 객관적인 실험증거를 얻고자 병아리, 개, 고양이를 대상으로 동물실험을 하였다. 그는 학습이 어떻게 어루어지는지 알아보기 위해 고양이의 문제해결과정을 연구하였다.

문제상자라고 하는 실험장치 속에 굶긴 고양이를 집어넣는다. 고양이가 상자속의 줄을 당기거나 지렛대를 누르면 문이 열려 밖으로 나올 수 있고, 나오면 보상으로 먹이를 얻게 되어 있다. 처음에 고양이를 문제상자에 집어넣으면 고양이는 지렛대를 할퀴거나 물어뜯거나 하면서 날뛴다. 얼마 후 고양이는 우연히 정확한 반응을 하게 된다.

이런 시행이 계쏙됨에 따라 고양이가 상자 밖으로 나오는 시간은 점점 짧아진다. 마침내는 상자 속에 넣기만 하면 줄을 당기거나 지렛대를 눌러 재빨리 빠져나오게 된다.

이렇게 시행이 계속됨에 따라 부적절한 반응은 줄어들고 점차 정확한 반응을 짧은 시간 내에 수행하게 된다. 

따라서 Thorndike는 이를 시행착오학습이라고 불렀다. 또한 고양이의 올바른 학습행동은 보상을 얻는데 수단이 되므로 도구적 학습이라고도 하였다. 고양이가 어떻게 이런 학습을 하게 되었는가? Thorndike는 이를 효과의 법칙으로 설명하였다. 효과의 법칙이란 만족스런 결과를 가져오는 반응은 미래에 반복될 가능성이 증가하는 반면, 불만족스럽거나 부정적 결과를 가져오는 반응은 점차 사라지게 된다는 원리이다. 따라서 효과의 법칙에서는 학습이 자극과 반응간의 단순한 접근이라기 보다는 반응의 결과에 따라 달라진다는 것을 의미하고 있다.

 

Skinner의 실험

 

1930년대에 B. F. Skinner는 동물의 학습과정을 연구하기 시작하였으며, 연구결과 그는 동물뿐만 아니라 인간의 학습도 조작적 조건형성의 원리로 설명할 수 있다고 생각하게 되었다. 조작적 조건형성의 원리는 대부분 그의 연구결과이다.

Skinner는 고전적 조건형성과 조작적 조건형성을 철저하게 구분할 것을 주장한 초기의 이론가들 중의 한사람이었다. 고전적 조건형성에서 동물들의 행동은 외적 자극인 CS에 의해 유발되는 것이다. 그러나 조작적 조건형성에서의 반응행동은 유기체 내부로붜 방출 되는 것이다.

따라서 Skinner는 행동을 반응적 행동과 조작적 행동으로 구분할 것을 주장하였다. 반응적 행동이란 반사행동과 가이 어떤 자극에 대한 자동적, 수동적 반응을 의미하며 고전적 조건형성이 잘 설명하는 반응을 포함한다. 한편 조작적 행동이란 유기체의 자발적, 의도적 반응을 의미한다. 따라서 조작적 조건형성의 경우에는 유기체의 자발적, 의도적 반응을 의미한다. 따라서 조작적 조건형성의 경우에는 유기체가 먼저 어떤행동을 해야 하며 그 행동의 결과에 따라 그 행동이 미래에 나타날 확률이 달라진다는 것이다. Skinner역시 Thorndike처럼 효과의 법칙을 믿었으며, 이런 조작적 행동을 방출하는 경향성은 그 행동의 결과에 의해 강화되거나 약화된다고 주장하였다.

행동주의자들은 보다 근원적인 학습의 법칙을 밝히려는 의도 때문에 좀 더 단순한 학습상황을 탐구하였다. Skinner가 조작행동의 연구를 단순화시킨 방식은 동일한 조작적 반응이 반복적으로 수행될 수 있는 상황을 만드는 것이었다. 예컨대, Skinner가 조작행동의 연구를 단순화시킨 방식은 동일한 조작적 반응이 반복적으로 수행될 수 있는 상황을 만드는 것이었다. 예컨대, Skinner는 배고픈 쥐나 비둘기를 자신이 제작한 'Skinner box'라 불리는 실험장치에 넣고 실험을 하였다. 쥐 실험의 경우에는 Skinner box안에 막대와 먹이접시가 있고, 배고픈 쥐는 상자 안을 서성거리다가 우연히 지렛대를 누르면 먹이가 접시로 떨어지게 되어 있다. 여기에서 쥐가 막대를 누르는 행동이 바로 조작적 행동이다. 지렛대를 누르면 먹이가 나온다는 것을 알게 된 배고픈 쥐는 점점 더 빠른 속도로 막대를 누르게 된다 비둘기 실험의 경우, Skinner box안에는 불 켜진 창과 먹이접시가 있으며, 비둘기가 불 켜진 창을 부리로 쪼을 때마다 먹이가 떨어지게 되어 있다. 모든 동물의 반응은 자동적으로 기록되고, 자극의 강화도 프로그램 장치에 의해 자동적으로 제시된다. 반응강도의 측정은 반응율 즉, 단위 시간당 반응의 수로 표시된다.

한편 지렛대를 누를 떄 마다 먹이를 주다가 어느 순간부터 지렛대를 눌러도 먹이를 주지 않으면(보상의 철회), 지렛대를 누르는 행동은 점점 감소하여 사라지게 되는데 이를 소거라 한다. 이 실험에서 쥐가 지렛대를 누를 때마다  먹이가 나오고 이에 따라 막대를 누르는 행동이 점점 빠르게 일어나는 것은, 쥐가 지렛대를 누르는 조작적 행동이 먹이라는 보상을 가져왔고, 먹이가 지렛대를 누르는 행동을 강화시킨 것이다. 이처럼 어떤행동 뒤에 나타나 그 행동의 빈도를 증가시키는 결과를 초래하는 것을 강화라하고 행동의 빈도를 감소시키는 결과를 초래하는 것을 처벌이라고 한다.