학습심리학과 파블로프의 개, 스키너상자 실험

여러가지 학습을 통해 삶의 모든면을 배우는 인간

 

 

학습과 학습심리학

학습이란 인간의 삶 모든 면에 관여하는 것으로 경험이나 훈련에 의한 영속적인 변화라고 할 수 있다. 학습에는 기본적으로 비연합학습, 연합학습, 관찰학습 세 가지 형태가 있다. 비연합학습은 특정 환경의 자극이나 사건에 노출되었을 때 일어나고, 연합학습은 자극이나 사건이 연합된 것을 학습하는 것이며, 관찰학습은 다른 이들의 행동에 노출된 후에 새로운 행동을 습득하는 것이다. 이러한 학습 활동에 따른 심리적인 현상에 대해 연구하는 것이 학습심리학이다. 학습에서 핵심이 되는 것은 연합을 이해하는 것이다. 어떠한 장소에 가면 어떠한 상황이 일어날 것이다라는 연결을 만드는 과정을 통해 예측된 연관성을 학습할 수 있는데, 이러한 과정을 조건형성이라 한다. 학습심리학 연구자들은 두 가지 종류의 연합학습을 설명하는데, 고전적 조건형성과 조작적 조건형성이 그것이다.

• 고전적 조건형성 : 생물학적으로 가지고 있는 행동을 학습하는 과정. 이 과정에서 중성적 자극은 무조건 자극과 연합되어 조건반응을 형성.
• 조작적 조건형성 : 자발적인 행동을 강화와 처벌을 통해 학습하는 과정. 강화뿐만 아니라 인지적, 신경적 요소도 조건형성에 영향을 줌.

 

파블로프의 개 실험

20세기 초반에 시작된 학습 이론은 심리학에 큰 영향을 주었는데, 러시아의 생리학자였던 이반 파플로프는 개의 소화과정을 연구하다가 개가 음식뿐만 아니라 음식이 주어질 것을 예상하게 하는 여러 가지 다른 자극에도 침을 분비한다는 것을 발견하였다. 이것을 반사행동으로 보고 이에 관한 연구를 진행하였다. 이 실험의 기본 구조는 먹이를 보면 침을 흘리는 동물의 무조건적인 반사행동을 기반으로 하고 있다. 파블로프는 개에게 먹이를 주기 바로 전에 소리 자극이 제시되면 개는 소리만 듣고도 침을 흘리는 것을 발견했다. 즉 소리 자극이 먹이와 함께 제시되는 과정이 조건형성된 것이다. 이 소리 자극은 침을 흘리는 반사행동과 아무 상관이 없는 중성적인 자극이다. 조건형성이 일어나는 상황이 여러 번 되풀이된 후에 소리 자극만 제시되고 먹이는 주지 않더라도 개는 침 분비 반응을 보인다. 파블로프의 실험은 음식이 주어지지 않고 중성 자극인 소리가 먹이와 연합되어 침 분비 반응을 일으키는 학습을 만든 것이다.

파블로프의 실험에서 음식을 무조건 자극이라고 불렀는데, 이는 동물이 생물학적으로 자연스러운 반응을 만들어 내는 자극이기 때문이다. 이 자극에 대한 반응, 즉 음식을 보면 침을 분비하는 반응을 무조건 반응이라고 불렀는데, 이 반응은 학습된 것이 아니기 때문에 조건형성이 된 행동은 아니다. 무조건 반응은 무조건 자극에 대한 반사적인 행동이다. 동물에게 특별한 반응을 일으키지 않는 중성적인 자극이 개가 침을 흘리도록 연합될 때 이를 조건자극이라고 한다. 중성적인 자극이 무조건 자극과 반복적으로 함께 제시되면 동물은 중성적인 자극에도 무조건 반응과 동일한 반응을 보이게 되는데, 이러한 반응을 조건반응이라고 한다. 파블로프의 개는 음식의 출연과 소리 자극의 연합을 획득하게 되어 학습이 확립된 후에는 소리 자극만으로도 침을 분비하는 조건반응을 일으키게 된 것이다. 이런 과정을 고전적 조건형성이라고 하고, 파블로프식 조건형성이라고도 불린다.

 

 

효과의 법칙과 스키너상자 실험

파블로프의 조건형성이 생물학적으로 가지고 있는 행동을 학습하는 과정이 고전적 학습형성이라면, 이것이 아닌 자발적인 행동을 학습의 유형으로 만드는 과정이 조작적 조건형성이다. 이는 능동적인 행동에 대한 연구인데, 이 연구는 고전적 조건형성에 대한 연구와 거의 같은 시기에 시작되었다. 미국의 심리학자인 에드워드 손다이크는 동물이 환경의 요소들을 조작하는 도구적 행동들을 연구했다. 그는 고양이를 밖이 보이는 상자 안에 넣고 상자 밖에 음식을 놓았는데, 고양이는 처음에는 빠져나가려고 문을 긁거나 시끄럽게 우는 등 여러 가지 행동을 시도하던 중 레버를 움직이면 문이 열리고 밖으로 나올 수 있다는 것을 발견하게 되었다. 고양이를 다시 상자 안에 넣으면 고양이는 문을 여는 데 효과적이지 않은 행동을 점점 덜 하게 되고, 지렛대 쪽으로 가는 행동이 더 비번하게 된다. 이러한 관찰로부터 손다이크는 효과의 법칙을 개발했는데, 이것은 만족스러운 상태가 되는 행동을 더 많이 하고 불만족스러운 상태가 되는 행동을 더 적게 하게 된다는 것이다.

미국의 심리학자 버러스 프레데릭 스키너는 손다이크의 효과의 법칙을 정교화시켰다. 손다이크의 효과의 법칙을 출발점으로 삼은 스키너는 행동제어의 원리를 밝히는 행동공학을 발전시켰다. 보상받은 행동은 되풀이될 가능성이 크다. 환경에 어떤 영향을 주는 동물의 행동을 가리키는 조작행동이라는 용어는 스키너에 의해서 만들어졌다. 이는 어떤 행동은 그 결과 환경을 바꾸고, 이 바뀐 환경이 동물의 행동을 더 많이 일어나게 할 수도 더 적게 일어나게 할 수도 있다는 것이다. 조작행동을 체계적으로 연구하기 위해 스키너는 제어된 환경 안에서 동물의 행동을 연구할 수 있는 조건형성을 위한 방을 만들었고, 이 방이 바로 스키너 상자이다. 학습 연구에 대한 스키너의 접근은 강화와 처벌에 초점을 두었다. 강화는 그로 인해 행동이 더 많이 발생하게 되는 자극이나 사건을 말하며, 처벌은 어떤 행동을 감소시킬 수 있는 자극이나 사건을 말한다. 특정한 자극이 강화물로 또는 처벌로 작용하는지 여부는 그 목표하는 행동을 증진시킬 수 있는지 감소시킬 수 있는지에 달려있다.