Thorndike 學習連結論

Thorndike 學習連結論
一.學習連結論意義
桑代克（E. L. Thorndike）是一位美國心理學家，他在20世紀初對學習理論做出了重要的貢獻。他的「學習連結論」或「試誤學習論」為行為主義學習理論的發展鋪設了道路。
嘗試錯誤學習（trial-and-error learning）是一種基於不斷的嘗試和從錯誤中學習的方法，直到找到有效的解決方案為止。這種學習方式在動物和人類中都很常見。

二.桑代克「飢餓貓的迷籠實驗」
該實驗是為了研究動物的學習過程，特別是探討嘗試錯誤學習和效果律的概念。
1.實驗設計：
　(1)一隻飢餓的貓被放入一個特製的籠子，通常被稱為「迷宮箱」或「問題箱」。
　(2)這個籠子有一個門，只要觸動某個裝置（例如推動一個木桿）就可以打開。
　(3)當貓成功逃脫時，它會在籠子外發現食物作為獎勵。
2.實驗過程：
　(1)初次進行實驗時，貓通常會在籠子裡顯得焦慮，隨機地試圖逃脫，例如抓撓、咬和推撞籠子的各個部分。
　(2)最終，貓可能會偶然地推動木桿，使門打開。
　(3)隨著實驗多次重複，貓逃脫的時間逐漸縮短，因為它學會了正確的逃脫方法。
3.實驗結果：
　(1)Thorndike發現，隨著嘗試次數的增加，貓的反應變得越來越快和直接，顯示出明顯的學習效果。
　(2)他將這種學習過程的圖表化結果描述為「學習曲線」，表明學習是逐步發生的。
　(3)Thorndike根據這些結果提出了「效果律」，即當一個行為有令人滿意的後果（例如獲得食物）時，該行為更有可能在未來被重複。

三.學習連結論的主要概念：
1.試誤學習：Thorndike認為動物和人類學習新的行為通過一個試誤的過程。當個體嘗試多種方法後，發現某一特定的方法能得到成功，那麼這一成功的行為更有可能在未來被重複。
2.效果律（Law of Effect）：如果某一行為後果是令人滿意的，那麼該行為在相似情境中被重複的可能性會增加；反之，如果某一行為後果是不滿意的，該行為在未來被重複的可能性會減少。
　(1)這是Thorndike學習理論中的核心觀念。
　(2)它認為：如果某一反應（R）在某一刺激（S）下能帶來正面或滿意的效果，那麼該S-R的連結會被強化，意味著未來該刺激出現時該反應更有可能再次發生。
　(3)反之，如果該反應帶來負面效果或懲罰，那麼該S-R連結會被減弱。
3.準備律（Law of Readiness）：當個體準備好進行某一行為時，進行該行為會帶來滿足；而當個體未準備好時，進行該行為會導致不滿足。
　(1)這一法則與「練習使完美」的概念相似。
　(2)它指出：S-R連結的強度會隨著該連結被重複使用的次數而增強。也就是說，當某一刺激反覆引起某一反應時，這一刺激與反應間的連結會變得越來越強。
　(3)不過，Thorndike後來認為這一法則的重要性不及效果率。
4.運用律（Law of Exercise）：這個原則認為，行為的重複能強化其與特定刺激之間的連結。它包含兩個部分：強化（行為的重複增強了這一行為的傾向）和減弱（不進行該行為會使其連結變弱）。
　(1)這一法則認為：S-R連結的發生與否取決於個體的身心準備狀態。
　(2)如果個體在身心上都準備好進行某一反應，那麼進行該反應會帶來滿足感。反之，如果個體沒有準備好，進行該反應會感到不滿足。
　(3)這也解釋了為什麼有時候即使知道某一反應是正確的，個體也不會進行，因為他們在身心上可能還沒有準備好。

四.在1930年以後，Thorndike對其原始的學習法則進行了一些修正
Thorndike的這些修正，對強化和懲罰在學習過程中角色的重新評估，對後來的學習理論研究，尤其是操作性條件研究（例如B.F. Skinner的研究）有著重要的影響。
1.修正的效果率（Revised Law of Effect）：
　(1)Thorndike的修正主要是基於他對貝式單詞配對實驗的觀察。
　(2)在這些修正中，Thorndike提出強化（例如說“對的”）能增強S-R連結，而懲罰（例如說“不對”）不再被認為會減弱該連結。換句話說，懲罰不再被認為是消除行為的有效手段，而是被認為可能會產生其他非預期的後果。
2.修正的練習率：Thorndike在修正的練習率中更加強調效果律的重要性。他認為單純的練習不足以強化或創建S-R連結，而是需要有正面的效果或強化來支持這一連結。
3.效果擴散（Spread of Effect）：Thorndike提出，當某一反應獲得強化時，不僅該特定反應的強度會增加，與其相似的反應也會受到某種程度的強化。這種效果擴散現象意味著學習在某些情境下可能是泛化的。

五.S-R連結可助於在其他類似情境的學習
1.訓練遷移（Transfer of Training）：
　(1)通常指的是在特定的訓練或教育情境中所學到的技能或知識如何遷移到實際的工作或應用情境。
　(2)例如，飛行員在模擬器中的訓練如何影響他們在實際飛行中的表現。
2.學習遷移（Transfer of Learning）：
　(1)這是一個更廣泛的概念，描述的是在一種學習情境下所獲得的知識和技能如何被應用或影響另一種學習情境。
　(2)例如，學生在學習數學問題解決策略時所獲得的知識和技能如何遷移到解決物理問題。
3.同元素論（Identical Elements Theory）：
　(1)由Thorndike提出，這一理論認為遷移的程度取決於原始學習情境和目標情境之間的相似性。
　(2)換句話說，如果兩個情境有更多的相同元素，那麼從一個情境到另一個情境的遷移可能性就更大。
　(3)例如，學生在學習一種程式語言時所獲得的知識和技能可能會更容易遷移到學習另一種語法上，如果這兩種語言有許多相同的元素。

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Thorndike 學習連結論：從試誤到行為塑造
一、緒論：行為從哪裡來？人與動物如何學習？
當我們第一次學會綁鞋帶、騎腳踏車或操作電腦時，往往不是一蹴可幾，而是在多次錯誤中慢慢找出正確方式。這種透過「做中錯、錯中學」的過程，正是美國心理學家愛德華·桑代克（Edward Lee Thorndike）在20世紀初所觀察並提出的學習理論基礎。

桑代克是學習心理學的奠基人之一，他提出的學習連結論（Connectionism），主張學習是刺激（S）與反應（R）之間形成連結的過程，而這些連結會因後果而增強或減弱。這一理論不僅在動物學習實驗中獲得驗證，更對後來的行為主義、教育心理學乃至人工智慧的行為模型產生深遠影響。

二、「飢餓貓的迷宮箱」：從試誤行為看學習歷程
1. 實驗設計與觀察
為了觀察動物學習的本質，桑代克設計了一個簡單卻意義重大的實驗。他將一隻飢餓的貓放入一個裝有機關的籠子（問題箱），貓若能正確地推動某個機制（如木桿），就能打開門逃出，並獲得外頭的食物。

起初，貓會不斷嘗試各種動作——抓、咬、撞等，這些都是隨機的反應。但當某個偶然的動作成功打開門並帶來獎勵後，貓開始重複這個動作。隨著實驗次數增加，逃出籠子的時間明顯縮短，顯示出行為的學習與強化。

2. 學習曲線與效果律的提出
桑代克將貓每次逃脫所需時間畫成圖表，發現時間逐步縮短，形成所謂的「學習曲線」。這條曲線的意義在於，學習並非頓悟，而是逐步修正錯誤、強化有效行為的過程。

基於這些結果，桑代克提出了他學習理論的核心——效果律（Law of Effect）：
「行為若帶來令人滿意的結果，將來在相同情境中更可能被重複；反之，若結果令人不滿意，則該行為出現的機率會下降。」

這條定律不僅說明了行為的強化機制，也為後來斯金納的操作制約理論鋪路。

三、學習連結論的核心法則
桑代克的理論圍繞著幾條基本法則，解釋學習如何發生並維持：
1. 試誤學習（Trial-and-Error Learning）
這是學習連結論的起點，主張學習過程本質上是反覆試探與篩選的歷程。成功的行為被保留下來，無效的行為逐漸被淘汰。
舉例：孩子第一次玩拼圖，會試著將不合的拼塊擠進去，久而久之便能準確找到正確位置。

2. 效果律（Law of Effect）
如前述，這是學習連結論的核心。值得注意的是，這一法則早期版本認為正向後果強化行為、負向後果抑制行為，但後來桑代克做了修正（見第四部分）。

3. 準備律（Law of Readiness）
這條法則指出，當個體在**心理與生理上「準備好」**時，進行某個行為會感到滿足；相反，如果未準備好卻被迫行動，則會引起不滿與抗拒。
教育應用：老師在教新概念前，若學生尚未具備基礎知識或動機，學習效果將大打折扣。

4. 運用律（Law of Exercise）
此律強調「練習會強化學習」，即S-R連結越常被使用，越穩固；若不再使用，連結會逐漸弱化。
這與現代「使用促進記憶、遺忘削弱印象」的概念相吻合。它也是「熟能生巧」的學理基礎。

四、理論修正與擴展：懲罰不如鼓勵
1. 修正的效果律
在1930年以後，Thorndike針對原始法則進行了幾項重要修正。他發現，正向強化（如得到獎勵）能有效增強行為，但懲罰未必能消除錯誤行為，甚至可能帶來焦慮、恐懼或其他副作用。
這一發現與日後斯金納的觀點相契合，也反映出從「懲罰控制」轉向「正向強化」的教育觀念變革。

2. 練習律的調整
原先認為單純反覆行為即可強化學習，但Thorndike後來指出，只有在行為伴隨正面結果時，練習才有意義。換言之，「盲目練習」無法促成有效學習，行為需被正向回饋所支持。

3. 效果擴散（Spread of Effect）
桑代克也觀察到，當一個反應被強化時，與其相似的其他行為也會獲得一定程度的強化，這解釋了行為的泛化現象。例如，一名學生在英語演講中受到讚美，未來可能也對中文演說產生信心。

五、從動物到人類：S-R連結在教育與訓練中的應用
1. 訓練遷移（Transfer of Training）
指在訓練環境中學到的技能，是否能有效遷移到實際應用情境中。例如，飛行模擬訓練若能有效模仿真實情況，就能幫助飛行員在實際駕駛時反應更快、更準確。

2. 學習遷移（Transfer of Learning）
此概念更廣泛，關注跨情境、跨領域的學習應用。如學生在數學中學會邏輯推理後，能否應用在物理或電腦程式設計中。

3. 同元素論（Identical Elements Theory）
Thorndike認為，學習遷移的效果取決於原學習情境與新情境的相似程度。也就是說，如果兩者有越多「相同元素」，遷移效果就越好。

應用舉例：如果學生已經會用Python語言寫迴圈，那麼他們學習C++語言的「for loop」就會比較容易，因為兩者邏輯結構相似。