化学学习论-第一讲 行为主义心理学与化学学习ppt课件

化学学习论专题严文法陕西师范大学化学化工学院 如何看待化学学习理论 1 学习理论都是从相关心理学理论流派中抽离出来的与学习有关的理论 学习学习理论不能脱离理论流派的核心理论 2 学习理论往往针对的是一般学习 并没有专门针对化学学习的学习理论 要将学习理论与学科进行联系和结合 3 理论本身是枯燥的 但是理论是来自于实验和实践并指导实践的 要尝试与学科知识的教与学相结合4 任何一种理论都不可能完美解决学习的所有问题 都有其不足 而更囿于理论本身的发展的时代局限 有些理论可能是错误的 要批判的学习而不是轻易的否定 5 作为研究生学习学习理论 要以一种研究的心态来学习 要加强相关理论流派的学习和研究 建构主义学习理论的出现 2 认知学习理论的发展与人本主义的兴起 3 4 5 折衷倾向的学习理论 认知行为主义 两种倾向的学习理论体系的建立与初步发展 行为主义与格式塔学派 1 1876年 冯特建立第一个实验心理实验室 学习理论的发展轨迹 行为主义学习理论认知主义学习理论建构主义学习理论人本主义学习理论 行为主义心理学概述 1913 1930年是早期行为主义时期 由美国心理学家华生在巴甫洛夫条件反射学说的基础上创立的 他主张心理学应该屏弃意识 意象等太多主观的东西 只研究所观察到的并能客观地加以测量的刺激和反应 毋须理会其中的中间环节 华生称之为 黑箱作业 他认为人类的行为都是后天习得的 环境决定了一个人的行为模式 无论是正常的行为还是病态的行为都是经过学习而获得的 也可以通过学习而更改 增加或消除 认为查明了环境刺激与行为反应之间的规律性关系 就能根据刺激预知反应 或根据反应推断刺激 达到预测并控制动物和人的行为的目的 在他眼里人和动物没什么差异 都遵循同样的规律 1930年起出现了新行为主义理论 以托尔曼为代表的新行为主义者修正了华生的极端观点 他们指出在个体所受刺激与行为反应之间存在着中间变量 这个中间变量是指个体当时的生理和心理状态 它们是行为的实际决定因子 它们包括需求变量和认知变量 需求变量本质上就是动机 它们包括性 饥饿以及面临危险时对安全的要求 认知变量就是能力 它们包括对象知觉 运动技能等等 在新行为主义中另有一种激进的行为主义分支 它以斯金纳为代表 斯金纳在巴甫洛夫经典条件反射基础上提出了操作性条件反射 他自制了一个 斯金纳箱 在箱内装一特殊装置 压一次杠杆就会出现食物 他将一只饿鼠放入箱内 它会在里面乱跑乱碰 自由探索 偶然一次压杠杆就得到食物 此后老鼠压杠杆的频率越来越多 即学会了通过压杠杆来得到食物的方法 斯金纳将其命名为操作性条件反射或工具性条件作用 食物即是强化物 运用强化物来增加某种反应 即行为 频率的过程叫做强化 斯金纳认为强化训练是解释机体学习过程的主要机制 行为主义心理学的基本观点主张心理学不应只是研究人脑中的那种无形的像 鬼火 一样不可捉摸的东西 意识 而应去研究那种从人的意识中折射出来的看得见 摸得着的客观东西 即人的行为 他们认为 行为 就是有机体用以适应环境变化的各种身体反应的组合 这些反应不外乎是肌肉的收缩和腺体的分泌 它们有的表现在身体外部 有的隐藏在身体内部 其强度有大有小 I行为主义学习理论与化学学习 行为主义学习理论认为学习是在刺激与反应之间建立联结的过程 强调复杂行为是建立在条件联系上的复合反应 主要代表人物是巴甫洛夫 华生 桑代克 斯金纳等 行为主义学习理论的生理基础 中枢神经系统由脑和脊髓组成 其主要功能是对输入信息进行分析和综合 一方面调节身体器官的生理平衡 维持人的基本动力和行为反应 另一方面 协调人与社会环境之间复杂信息的加工和处理 反射是神经系统的基本活动方式 是在中枢神经系统参与下 有机体对内外环境刺激做出的规律性反应 笛卡尔谢切诺夫 1863 巴甫洛夫 1 学习的条件学习的顺利进行离不开强化 强化是学习得以进行的重要条件 即外部刺激引起学习者的反应 然后经过反馈对学习行为进行调节和强化 直到学习者形成正确的学习行为 关注学习的外部条件 2 学习的过程学习过程是渐进的尝试错误的过程 即随着错误反应不断减少 正确反应不断增加 形成固定的 刺激 反应 之间的联结 也称为 尝试错误 直到最后成功的过程 桑代克的 饿猫逃笼 实验 3 学习的结果学习结果就是形成刺激与反应的联结 即S R间的联结 即学习就是形成了反应与情境的联系 从而获得了用这种反应应付该情境以寻求强化的行为经验 行为主义学习理论之桑代克 在近半个世纪里 有一种学习理论 虽然受到了许多攻击 树立了许多敌对的理论 但是它却支配着美国的心理学界 这就是桑代克的学习理论 应承认 在科学领域内 批评是颂扬的最高形式 微不足道的理论很少受到批评 他们只是受到轻视 在冷落中悄然离世 希尔加德 桑代克其人其事 桑代克 EdwardLeeThorndike1874 08 31 1949 08 09 美国心理学家 动物心理学的开创者 心理学联结主义的建立者和教育心理学体系的创始人 他提出了一系列学习的定律 包括练习律和效果律等 1912年当选为美国心理学会主席 1917年当选为国家科学院院士 1 创立了教育心理学这门学科 使教育心理学从教育学和儿童心理学中分化出来 成为一门独立的学科 因此 桑代克被称为教育心理学的奠基人 2 借用大量生物学和生理学的概念来建立他的联想主义心理学说 其结论大多是建立在心理实验的基础上的 这使他的理论具有较强的客观性 为实验心理学的研究作出了贡献 3 发展了古典联想主义心理学 他的学习心理学是以 联结 一词贯穿始终的 所以他自称为 联结主义者 其联结主义的主要特点就是强调情境与反应之间的联结 而不讲观念之间的联想或联结 尽管桑代克意识到人类学习的形式与动物学习有所不同 但他一直试图揭示普遍适用于动物和人类学习的规律 他根据实验的结果提出了众多学习律 其中主要有 桑代克的学习律 桑代克的猫 教学思考 准备律告诉我们学习是有条件的 学习过程中学生要处于 饥饿状态 要具有学习的动机 比如在教学中导课时常应用设置问题情境激疑 激发学生的学习动机 一 准备律 1awofreadiness 桑代克观察到 在他的实验过程中 为了保证学习的发生 猫必须处于饥饿状态 如果猫吃得很饱 把它放进迷箱后 它很可能不会显示出任何学习逃出迷箱的行为 而是蜷缩在那里睡觉 因此 对学习的解释必须包括某种动机原则 这就是他所谓的准备律 换言之 学习者是否会对某种刺激做出反应 同他是否已作好准备有关 强调学习开始前预备定势的作用 不愤不启 不悱不发 孔子 愤者 心求通而未得之状也 悱者 口欲言而未能之貌也 启 谓开其意 发 谓达其辞 愤 对问题积极思考 急于解决而又不得要领 教师应给予思考问题的方法的指导 开启思路 悱 对问题尚未考虑成熟 想说又难以表达 教师应帮助学生认识事物的本质属性 由感性认识上升到理性认识 然后用较准确的语言表达出来 二 效果律 lawofeffect 只有当反应对环境产生某种效果时 学习才会发生 如果反应的结果是令人愉快的 那么学习就会发生 如果反应的结果是令人烦恼的 那么这种行为反应就会削弱而不是加强 例如 要是猫逃出迷箱后得到的是惩罚而不是奖励的话 那么猫就不会再试图跑出迷箱了 这就是桑代克著名的效果律 用桑代克自己的话来说 满意或不舒适的程度越高 刺激 反应联结就越加强或越减弱 Thorndike 1911 教学思考 效果律在化学学习中的应用是广泛的 比如在习题教学中 当学生遇到无法解决的问题时 老师如果不断给学生鼓励以及解题思路的有效提示 学生会获得自信 积极思考去解决习题中的问题 如果对学生出现的错误给予忽视或者鄙视 学生会有挫败感 降低解题的积极性 甚至放弃 在桑代克的早期论著中 效果律既包括正强化律 也包括负强化律 这种对称性反映了历来的传统 即奖励和惩罚都可以用来控制行为 但是 桑代克在1932年出版的 学习的基础 FundamentalsofLearning 一书中抛弃了惩罚律 在这项实验中 桑代克还发现了 效果扩散 spreadofeffect 的现象 即 奖励不仅增加了受奖反应的重复率 而且还增加了邻近反应的重复率 这种奖励的效果呈一种梯度 即 离受奖反应越远 受其影响越小 桑代克由此认为 强化所具有的增强反应的力量 即听到 对的 所产生的满意效果 不仅影响受奖的刺激 反应联结 而且呈梯度地影响邻近的刺激 反应联结 在桑代克的早期论著中 效果律既包括正强化律 也包括负强化律 这种对称性反映了历来的传统 即奖励和惩罚都可以用来控制行为 但是 桑代克在1932年出版的 学习的基础 FundamentalsofLearning 一书中抛弃了惩罚律 在这项实验中 桑代克还发现了 效果扩散 spreadofeffect 的现象 即 奖励不仅增加了受奖反应的重复率 而且还增加了邻近反应的重复率 这种奖励的效果呈一种梯度 即 离受奖反应越远 受其影响越小 桑代克由此认为 强化所具有的增强反应的力量 即听到 对的 所产生的满意效果 不仅影响受奖的刺激 反应联结 而且呈梯度地影响邻近的刺激 反应联结 与此相关的一些心理效应1 破窗效应这个理论认为 如果有人打坏了一个建筑物的窗户玻璃 而这扇窗户又得不到及时的维修 别人就可能受到某些暗示性的纵容去打烂更多的窗户玻璃 久而久之 这些破窗户就给人造成一种无序的感觉 如果一名学生因为成绩不好或有些不良的行为习惯 就给他贴上一个 差生 或 坏学生 的标签 那么人们就会带上有色眼镜看他 只要他犯了一点小错 就抓住不放 乱扣帽子 因为既然是破的东西 让他再破一些也无妨 这就使学生得到负强化 容易导致破罐子破摔 与此相关的一些心理效应2 罗森塔尔效应 罗森塔尔效应 也叫 暗含期待效应 或 皮格马利翁效应 它是指教师对学生未来造就的可能性 怀着暗含期待的一种深沉的情感体验 在这种体验当中包含着热爱 理解 尊重 关心 信赖 爱护以及较高的人际期望 由期待而带来的正强化 与此相关的一些心理效应3 马太效应 新约 马太福音 中有这样一个故事 一个国王远行前 交给3个仆人每人一锭银子 吩咐道 你们去做生意 等我回来时 再来见我 国王回来时 第一个仆人说 主人 你交给我的一锭银子 我已赚了10锭 于是 国王奖励他10座城邑 第二个仆人告 主人 你给我的一锭银子 我已赚了5锭 于是 国王奖励他5座城邑 第三仆人报告说 主人 你给我的1锭银子 我一直包在手帕里 怕丢失 一直没有拿出来 于是 国王命令将第三个仆人的1锭银子赏给第一个仆人 说 凡是少的 就连他所有的 也要夺过来 凡是多的 还要给他 叫他多多益善 这就是马太效应科学家罗卜特 默特把故事中的现象称为 马太效应 即任何个人 群体或地区 一旦在某一方面获得成功和进步 就会产生一种积累优势 就会有更多的机会取得更大的成功和进步 马太效应其实包含了正强化和负强化 三 练习律 1awofexercise 练习律是由使用律 1awofuse 和失用律 1awofdisuse 构成的 桑代克认为 一个已形成的可变联结 若加以应用 这种联结的力量便会增强 即使用律 一个已形成的可变联结 若不予以使用 这种联结的力量便会减弱 即失用律 换言之 所谓练习律 是指反应重复的次数越多 刺激 反应之间的联结便越牢固 教学思考 练习律在化学学习中的应用体现在指导人们对所有学生进行大量的重复 练习和操作 对教师的总的劝告是 集中练习那些应结合的联结 并且奖励所想要的联结 比如 在学习离子反应和氧化还原反应的时候 我们会让学生反复练习书写原则 风靡一时的 题海战术 在桑代克的练习律里找到了理论依据 桑代克的学习原则 除了上述三个主要学习律 其中最主要的是效果律 之外 桑代克还提出了一些从属的附律 或称为学习的原则 一 多重反应 multipleresponses 律学习者对同一刺激情境可能会做出多种多样的反应 当某一反应不能产生满意的效果时 就会做出其他反应 直到有一种反应最终导致满意的效果为止 教学思考 如溶液化学中常见的离子鉴别问题 学生会不断的试误 把题目中给出的离子两两搭配 不断尝试 分析两者之间能发生怎样的化学变化 直到某两者之间能产生特征反应与其他离子区别开 二 定势 set 律或称 态度 attitude 或 顺应 adjustment 的原则 桑代克在实验中发现 动物可能会以某种特定的态度对待某种外部情境 这取决于它的年龄 饥饿状态 精力状况或瞌睡程度等 三 选择性反应 selectiveresponse 律桑代克发现 有机体在学习时往往会有选择地对刺激情境中的某些要素做出反应 而对其他要素不予理会 学习者正是由于能够辨别刺激情境中各部分要素的特征 才使学习成为可能 鉴于在学习过程中 刺激情境的部分要素便能有效地引起反应 桑代克有时又把这一学习律称为 部分活动 partialactivity 的原则 四 同化 assimilation 律或称 类推 analogy 的原则 当有机体对新的刺激情境作出反应时 这种反应往往是与他 它 在以往类似情境中习得的反应相类似的 这实际上是一种学习迁移的原理 后来的一些行为主义者把它称为刺激泛化 五 联想性转换 associativeshifting 律桑代克认为 有机体已习得的对一组刺激的反应 可以逐渐转换成对一组新的刺激的反应 具体的做法是 先在刺激情境中加上一些新的刺激成分 然后减去原来的刺激成分 直到只需新的刺激 完全没有原来刺激时也能唤起这种反应为止 例如 在猫的面前拎一条鱼并说 站起来 经过多次训练 以后只要说 站起来 就可以引起猫的起立反应 桑代克把条件作用看作是联想性转换的一种形式 教学思考 在学习酸的概念时 初中给酸的定义是 像盐酸一样在水溶液电离生成的阳离子全部是氢离子的化合物是酸 随着不断的学习 给酸的定义是 在水溶液中电离生成的阳离子全部是氢离子的化合物是酸 去掉了盐酸这个 刺激 六 所属性 belongingness 原理桑代克除了以动物为被试外 还以人为被试做了大量的实验 他提出的所属性 belongingness 原理便是从以人为被试的语言学习实验中概括出来的 所属性原理是指 如果学习者认识到两个项目在某一方面彼此具有相属关系 那么在它们之间就比较容易形成联结 教学思考 有机化合物性质的学习 我们首先学习某一物质的性质如 甲烷 乙烯和乙炔的性质 然后再学习烷烃 烯烃 炔烃的通性 学生很容易就能接受 桑代克的学习理论指导了大量的教育实践 对桑代克联结说的评价 1 桑代克的学习理论是第一个系统的教育心理学理论 所提出的试误说 学习律一直是教育心理学中争论的焦点 对于促进学习理论的发展有积极作用2 提出的学习律和提出的副律 对于了解学习的一般进程和影响因素很有意义 3 其理论依据了一定的客观事实 反应了学习活动的部分实际 4 以试误说概括所有的学习 包括人类的学习 轻视意识 轻视人的主观能动作用 是一种机械主义的学习理论 5 援引动物学习材料说明人类学习 抹杀人与动物学习的区别 是一种生物学化 还原论的倾向 6 强调原本趋向的作用 低估学习的作用 是本能主义的表现 7 提出的学习律比较粗糙 前后缺乏一贯性 黑猩猩经过人们的反复训练 它能打开水龙头 用水桶放水灭火 后来 人们把黑猩猩放到船上 同样点上火 给它一个水桶 让它灭火 但它此时已束手无策了 巴甫洛夫其人其事 巴甫洛夫 伊凡 彼德罗维奇是俄国生理学家 心理学家 医师 高级神经活动学说的创始人 高级神经活动生理学的奠基人 条件反射理论的建构者 也是传统心理学领域之外而对心理学发展影响最大的人物之一 曾荣获诺贝尔生理学奖 1 巴甫洛夫的学习律 巴甫洛夫的狗 1 习得 aquisition 律根据巴甫洛夫条件作用的原理 学习就是通过条件刺激与无条件刺激的配对而引起条件反射的过程 在实验中 条件刺激与无条件刺激可以有多种配对方法 教学思考 化学是一门以实验为基础的学科 但是实验教学和实物教学在中学教学环节中一直是一个薄弱环节 根据巴甫洛夫的条件作用理论 以实验或者实物作为无条件刺激 伴随化学概念或化学反应的条件刺激 有利于化学概念的建立 2 消退 extinction 律消退是指条件刺激多次重复而不伴随无条件刺激 条件反射逐渐削弱直至消失的过程 但是 条件反射的消失并不意味着这一习惯再也没有了 在过了一段时间后 条件反射会自发恢复 但这种自发恢复是不完全的 即不可能达到原来的强度 教学思考 学生在学习科学概念前 大脑中常常会存在一些与科学概念不同的一些错误认识 在学习科学概念时 这些错误概念与科学概念相伴随 干扰对科学概念的学习 而且这些错误概念在大脑中占据主导地位 但是在教师多次的引导下 学生对科学概念理解了 那么科学概念在头脑中的地位就超越原来的错误概念 反之 错误概念又会占据上风 图2 6实验性消退 图2 7自发恢复 3 泛化 generalization 律某一种条件反射一旦确立 就可以由类似于原来条件刺激的刺激引发 教学思考 学生在学习化学的过程中 原来只认识元素符号 都知道氢的元素符号为 H 但是在后来再学习离子和分子时 他可能会将H 和H2误认为是氢元素 因为H H 和H2长的很像 四 辨别 discrimination 律当条件作用过程开始时 有机体需要辨别相关刺激与无关刺激 通过辨别学习 有机体有选择地对某些刺激作出反应 而不对其他刺激作出反应 在条件作用中 辨别是与泛化相反的过程 教学思考 在如前所述 学生在熟悉了元素符号 离子符号 化学式这些概念之后 将不会把将H 和H2误认为是氢元素 很清楚的辨别这些化学符号 五 高级条件作用 higher orderconditioning 律巴甫洛夫在实验中发现 可以用其他各种刺激来替代原来的条件刺激 以唤起已确立的那种条件反射 换言之 原来的条件刺激可以在后来的尝试中起无条件刺激的作用 例如 狗在对铃声形成唾液分泌反射之后 把铃声 CS1 与灯光 CS