Формирующий эксперимент

Основной особенностью формирующего (или обучающего) эксперимента является то, что моделируется и изучается процесс формирования новой формы поведения. Это может быть образо­вание навыка разной степени сложности, от простых условно-рефлекторных реакций до сложнейших цепочек операций, или нахождение решения в новой ситуации без предварительного на­учения (интеллектуальное поведение). В формирующем экспери­менте часто используются лабораторные методики, но в отличие от лабораторного эксперимента предметом изучения является не результат, достигнутый животным, а сам процесс его получения. Такой подход наиболее отвечает целям и задачам зоопсихологи-ческого исследования, поэтому в большинстве случаев в зоопси­хологии и сравнительной психологии используются методики фор­мирующего эксперимента. Формирующий эксперимент может проводиться как в лабораторных, так и приближенных к есте-

ственным или в естественных условиях. Перечислим основные типы методик формирующего эксперимента.

1. Классическое обусловливание (выработка условного рефлек­са). Этот методический прием был разработан в исследованиях И. П. Павлова. Животным сначала предлагается индифферентный (безразличный) раздражитель, на который есть только ориенти­ровочная реакция, но который не вызывает никакого поведен­ческого ответа, после чего подается раздражитель, на который уже есть поведенческий ответ. Это может быть безусловный раз­дражитель, автоматически вызывающий реакцию (например, бо­левой, на которое животное реагирует избеганием), или ранее сформированный условный раздражитель (например, вид и запах пищи, на которые животное реагирует приближением и слюно­отделением). В таких экспериментах моделируются отдельные ме­ханизмы (рефлекторные) или отдельные компоненты целостного поведения (изучением чего и занимался И. П. Павлов и его после­дователи).

2. Оперантное обусловливание (научение путем проб и ошибок). Этот методический прием был предложен в исследованиях Б. Ф. Скин-нера, изучавшего процесс научения у животных. Животное, име­ющее определенную мотивацию (например, пищевую), обсле­дует помещение и производит различные действия, одно из которых является успешным и вознаграждается пищевым под­креплением. Постепенно животное все чаще выполняет подкреп­ляемое действие, самостоятельно выделяя компоненты ситуа­ции, которые служат условным стимулом: вид педали, на кото­рую надо нажимать, цвет или форму фигуры на поверхности плат­формы, которую надо клевать, и т.п. Таким образом, животное само производит различные пробные движения или даже их по­следовательность, выбирает (на основе сочетания с подкрепле­нием) успешные и отсеивает неуспешные (ошибочные). В этом случае моделируется более сложное поведение животного, ко­торое можно рассматривать как целостное и приближенное к естественному.

3. Дрессировка. При дрессировке новые поведенческие реакции животного вырабатываются под целенаправленным воздействием человека, который заранее знает, что и в ответ на какой стимул должно быть сформировано у животного. Дрессировщик последо­вательно подкрепляет правильные движения животного и отсеи­вает неправильные (возможно, путем наказания). Для самого жи­вотного смысл подобных реакций первоначально отсутствует, он образуется постепенно только как способ получения подкрепле­ния или избегания наказания. Движения, которые должно выпол­нять животное, могут быть составной частью присущего ему ре­пертуара, а могут являться более или менее значительной их мо­дификацией. Первым этапом дрессировки является наталкивание,

когда дрессировщик побуждает животное произвести необходи­мое движение (или его первоначальный вариант), предваряя это движение сигналом, который затем станет командой. На первом этапе может использоваться ранее выработанный прием, кото­рый необходимо изменить. Например, при показе лакомства над головой животное привстает на задние лапы и некоторое время находится в этом положении. Подкрепление оно получает всякий раз, когда устоит на задних лапах и не сразу опустится на перед­ние. На втором этапе — отработки навыка — происходит отсече­ние ненужных движений и такое изменение нужных, которое со­ответствует конечному варианту. Например, при обучении «танце­вать на задних лапах» собаке дают подкрепление не сразу — за стояние вертикально, а несколько задерживают его, дожидаясь, когда она в возбуждении сделает вращательное движение. Послед­няя стадия — упрочения — направлена на закрепление навыка и его связи с командой. Основным способом выработки навыка при дрессировке, в отличие от других методов обучения, является по­шаговое подкрепление, при котором первоначально подкрепляется общая схема движения, а затем из него отбирается все более точ­ное его выполнение, за которое и следует подкрепление. Таким путем можно добиться весьма своеобразных (с точки зрения есте­ственного поведения) двигательных координации у животного. Дрессировка как метод обучения с научной точки зрения изуча­лась еще в начале XX в. известным российским дрессировщиком В.Дуровым. Приведенные выше этапы и механизмы процесса дрес­сировки были описаны позднее советской исследовательницей М.А.Герд.

4. Дифференцировочное научение. При дифференцировочном научении животное обучают методом классического или оперант-ного обусловливания различать два предъявляемых стимула, только один из которых подкрепляется (положительно или отрицатель­но). В результате на один из стимулов ориентировочная реакция угашается, а другой становится условным стимулом для необхо­димой ответной реакции. Этот методический прием имеет ряд модификаций.

Абстрагирование признака. В этом случае животное должно на­учиться выделять в качестве различия между предъявляемыми сти­мулами один из присущих им признаков, например определен­ный цвет, форму, размер изображения, точный параметр гром­кости, высоты или продолжительности звукового сигнала и т.п. Более сложный вариант — это абстрагирование двух или даже трех признаков (например, сочетаний треугольной формы, синего цвета и фиксированного размера в экспериментах с обезьянами, кото­рые должны были выбрать правильную фигурку, под которой на­ходится приманка, и т.п.). Модификацией этого варианта диффе-ренцировочного научения является абстрагирование от-

ношений. В этом случае животное должно научиться правильно реагировать на отношение (обычно по одному признаку) между парой стимулов. Например, предъявляются два изображения, все равно какой формы или размера, но различающиеся по интен­сивности цвета. Правильный стимул всегда тот, который темнее, независимо от абсолютной интенсивности окраски. Обычно для такого обучения используется один из признаков (размер боль­ше—меньше, звук выше—ниже и т.п.). Наиболее сложным явля­ется абстрагирование отношений «одинаковый—разный», когда предъявляются три стимула, два из которых одинаковые по дан­ному признаку, а третий отличается. Такой выбор могут делать, например, крысы. В экспериментах им предлагались три дверцы, на двух из которых нанесены полосы в одном направлении, а на третьей — в другом (например, вертикальные и горизонтальные, горизонтальные и наклонные и т. п.). Разумеется, в разных предъяв­лениях наклон полос меняется, сохраняется только принцип «две одинаковые дверцы — одна отличающаяся». Еще более сложный вариант — абстрагирование признака новизны. При таком научении животное должно каждый раз выбирать тот сти­мул, который еще ни разу не предъявлялся.

Выработка дифференцированных ответов. В этом случае живот­ное сразу должно сформировать две разные реакции на два стиму­ла, которые сочетаются с разными подкреплениями. Это могут быть положительное или отрицательное подкрепление или два положительных, но относящихся к разным потребностям (на­пример, пищевое и игровое и т.п.). Такой прием может использо­ваться как предварительный этап для последующей переделки на­выка.

Переделка навыка. При переделке навыка предъявляется после­довательный ряд дифференцировок, в котором значение стиму­лов меняется после достижения устойчивого различения одного из вариантов соотношения. Например, животное научается выби­рать между звуковым и световым стимулами, первый из которых подкрепляется. После образования навыка значение стимулов ме­няется, а когда образуется устойчивая реакция на новое сочета­ние, значение стимулов опять меняется и т.д. С каждой сменой значения стимулов скорость образования устойчивой реакции у животного увеличивается. Д. Румбо показал, что у высших прима­тов возможно образование алгоритма смены значения стимулов, когда им достаточно единственного сочетания «наоборот», чтобы они до следующей перестановки могли выбирать именно такое значение стимула. Другим вариантом является обучение животно­го серии различных типов дифференцировок, не связанных меж­ду собой. Например: первая серия — различение размеров, вто­рая — цветов, третья — формы, четвертая — высоты звука и т.д. В результате у животного образуется «установка на научение», и в

каждой следующей серии скорость образования правильной реак­ции различения увеличивается (Г.Харлоу).

Выбор на образец. Этот методический прием был впервые ис­пользован Н. Н.Ладыгиной-Коте в экспериментах с шимпанзе Иони. Животному предлагался набор объектов, различающихся по нескольким признакам (например, фигурки разного цвета и формы). Экспериментатор предъявлял образец, животное должно было выбрать такой же, за что получало подкрепление. Позднее подобные методики использовались в экспериментах с голубями, воронами, крысами и т. п. Животному предъявлялся набор стиму­лов (которые надо клевать или нажимать на них) и «окошко», на котором демонстрировался образец. В последние годы такой вари­ант используется для компьютерного обучения обезьян (напри­мер, макак): необходимо выбрать из ряда стимулов значок, соот­ветствующий образцу, и с помощью курсора, используя «мышь», перевести его на экране в нужное место (3. А. Зорина). При изуче­нии образных представлений и памяти у высших приматов Л. А. Фир-сов использовал модификацию выбора на образец с кроссмодальным переносом. Шимпанзе предъявлялся для рассматривания объект определенной формы, размера или фак­туры, а выбрать надо было такой же объект на ощупь из мешка, не видя его. Используются также различные варианты образцов, например «количество объектов», «схематизация изображения», «плоский —объемный», «отличный от образца», «символьный» (если предъявляют А — то надо выбирать Б).

Варианты дифференцировочного научения очень многообраз­ны и используются для разных целей. Некоторые модификации этих методик: скорость переделки навыка, усвоение принципа вы­бора и перенос его на другие сочетания стимулов, формирование установки на научение, обучение последовательности предъявле­ний (выбирается каждый раз следующее в определенной последо­вательности) и т.п. — предлагается использовать как критерий оценки способности к научению и уровня развития интеллекту­альных способностей у высших животных (Г.Харлоу, Д.Румбо, Л.Г.Воронин, Л.А.Фирсов и др.).

5. Научение по подражанию. К научению по подражанию спо­собны только высшие животные (птицы и млекопитающие). На­учение по подражанию необходимо отличать от других форм по­ведения, осуществляемых в присутствии других особей, напри­мер от стимуляции сходного поведения без восприятия поведе­ния демонстратора (лягушки прыгают в воду, услышав всплеск от падения других прыгающих лягушек); от взаимной стимуляции уже известных, обычно видотипичных форм поведения, напри­мер, когда все стадо срывается с места, увидев подобную реак­цию одной особи (аллеломимитическое поведение — по К. Э. Фаб­ри), или от эффекта «социального обучения» (Н.Миллер и

ж.Доллард), когда животные, ведущие групповой образ жизни, демонстрируют большую скорость обучения и прочность навыка в присутствии особей своей группы. В отличие от этих вариантов при научении по подражанию необходимо наличие двух (или двух групп) животных, одно из которых демонстрирует нужную реак­цию (такое животное называется «актер»), а другое наблюдает («зритель»). Может быть несколько вариантов такого обучения.

«Актер» демонстрирует готовую, уже выученную реакцию. «Зри­тель» наблюдает определенное количество демонстраций, не имея возможности осуществлять те же действия, после чего помещает­ся в ту же ситуацию, получает необходимый стимул и подкрепле­ние. Вариант: «зритель» получает стимул и подкрепление, и на­учение происходит непосредственно в процессе демонстраций. Такой способ нередко используется при дрессировке.

«Актер» обучается на глазах у «зрителя», который не имеет воз­можности производить необходимую реакцию и получает доступ к ситуации (стимул + подкрепление) только после окончания обучения «актера».

6. Использование и изготовление орудий. Подобные методиче­ские приемы используются только для тех животных, которые способны к применению и изготовлению орудий. Обычно это выс­шие приматы, в основном макаки, павианы, капуцины, и, ко­нечно, понгиды (гориллы, шимпанзе, орангутаны). Наиболее рас­пространенные варианты подобных методических приемов следую­щие.

Использование объектов-посредников для доставания удаленной приманки. Принцип такого решения проблемной ситуации для животного состоит в том, что надо с помощью какого-либо объекта соединить себя с приманкой (увеличить свой рост или размеры конечности и т.п.) В экспериментах, еще в самом начале XX в. осуществленных В.Кёлером, Н.Н.Ладыгиной-Коте, Р. М.Йерк-сом, шимпанзе строили пирамиды из ящиков (увеличивали свой рост), использовали палки, скрученные пучки соломы, тряпки (движением «внахлест»), удлиняли руку для доставания приман­ки и т. п. Подобные методики имеют огромное количество моди­фикаций.

Использование орудий в сочетании с другими лабораторными ме­тодиками. Эта методика предполагает выкатывание приманки из лабиринта с помощью палки; применение палки в сочетании с проблемной клеткой или обходным путем, комбинации этих ва­риантов. Например, в экспериментах В. Кёлера, Э. Г. Вацуро, как уже было сказано выше, шимпанзе надо было сначала оттолкнуть с помощью палки приманку к дальней стенке ящика, затем обой­ти вокруг и достать приманку с обратной стороны. В другом случае удаленную приманку надо было подкатить к решетке с помощью палки, затем последовательно продвигать ее вдоль решетки до

прорези, через которую можно высунуть руку и взять приманку (В. Кёлер, Г. Г. Филиппова). В экспериментах Н. Ю. Войтониса ис­пользовались разные формы орудий (острое, загнутое крючком, с черпаком на конце и т.п.), с помощью которых обезьяны долж­ны были доставать приманку из узкого длинного «колодца». В на­стоящее время использование орудий для решения интеллекту­альных задач является наиболее распространенным приемом изу­чения сложного поведения высших приматов (К.Паркер, Ю.Лет-мат, Д. Румбо, Г.З.Рогинский, Э. Г. Войтонис, Л.А.Фирсов и др.).

Изготовление орудий с их последующим использованием. Этот прием используется для изучения интеллекта понгид. Животному предъяв­ляется приманка, которую невозможно достать с помощью име­ющихся объектов, последние необходимо изменить так, чтобы они стали пригодны для решения данной задачи. Орудие может быть изготовлено четырьмя способами: деструктивным (от­соединение ненужных частей: отламывание, отгрызание и т.п.); конструктивным (соединение из двух частей, например со­ставление двух палок, когда одна вставляется в отверстие на кон­це другой); изменением формы объекта с помощью его преобразования (скручивание пучка соломы, раскру­чивание мотка проволоки и т.п.); комбинированием спо­собов преобразования о б ъ е к т а (обгрызание конца од­ной палки, после чего ее можно вставить в отверстие другой, и т.п.). Одним из вариантов является доставание приманки из труб­ки, для чего надо отсоединить от широкой деревянной планки узкую щепу, которая должна быть достаточно длинной и прочной для выталкивания приманки. В экспериментах Н.Н. Ладыгиной -Котс шимпанзе Парису предлагались для этой цели палки с бо­ковыми деталями, которые надо было отламывать, чтобы про­толкнуть палку в трубку. Подобные эксперименты имеют много вариантов и модификаций. Способность понгид к изготовлению орудий активно изучается в рамках проблемы происхождения че­ловеческого сознания (В. Кёлер, Н.Н.Ладыгина-Котс, Ю.Летмат, Д. Румбо, Г. Ф. Хрустов, А. И.Кац, С. А. Семенов и др.).

Рисование. Поскольку для рисования необходимы объекты-по­средники (чем и на чем рисовать), то этот методический прием можно отнести к группе методик с использованием орудий. Одна­ко следует отметить, что у шимпанзе в природе отмечено рисова­ние пальцем на песке (т. е. «не орудийное» рисование). Но в экспе­риментальных условиях используются разнообразные средства для рисования, причем обычно сразу два или больше: бумага или другая поверхность для рисования, орудие рисования (карандаш, мел­ки, кисть и т.п.), а также краски, которыми можно рисовать паль­цем или кистью. Рисование как экспериментальный прием ис­пользуется в настоящее время довольно широко, но в основном только при изучении понгид (хотя имеются данные о рисовании услонов, которые чертят на песке, зажав палочку в хоботе). У пон-гид рисование отмечено не только в неволе и в эксперименталь­ных условиях, но и в природе (Л. А. Фирсов). Экспериментальные исследования рисования у понгид были начаты еще В.Кёлером и Н. Н. Ладыгиной-Коте. На протяжении всего XX в. изучались спо­собности понгид к рисованию, онтогенез этих способностей, ис­пользование различных материалов для рисования (красок разных цветов, карандашей, мелков и других рисовальных средств, бума­ги и других материалов для рисунка), чистых листов бумаги и бумаги с нанесенными изображениями. Эти эксперименты позволя­ют выявить такие особенности психики высших животных, ко­торые можно рассматривать как антропогенетически значимые (т.е. такие, которые служили предпосылками развития специфи­чески человеческих психических качеств).

7. Обучение использованию искусственных знаковых средств. Обучение высших животных искусственным знаковым средствам были начаты еще в самом начале XX в. Видимо, самыми первыми являются опыты В.Фурнесса (1916) с орангутаном, который на­учился методом подражания произносить по-английски два сло­ва: «papa» и «сир». Обучение высших млекопитающих использова­нию искусственных знаковых средств преследует две основные цели. Первая — это выяснение способности животных к овладению та­кими средствами и изучение происхождения человеческого со­знания (изучаются процесс овладения знаковыми средствами, осо­бенности их использования и т.п.). Вторая — это обучение знако­вым средствам для «проникновения» во внутренний субъектив­ный мир животного (аналогично тому, как изучается субъектив­ный мир человека). Эта задача одна из сложнейших, причем не только в зоопсихологии. С ее постановкой и решением связаны такие события в развитии психологической науки, как противо­стояние «объективного» и «субъективного» методов исследования, раскол психологии на два направления еще в конце XIX столетия и достаточно жесткое противостояние этих направлений в насто­ящее время. Однако сама проблема была поставлена еще В. Кёле-ром, который попытался объективировать процесс решения зада­чи (операции мышления), используя для этого такие ситуации, в которых животным приходилось оперировать компонентами си­туации во внешнем плане. Такое поведение высших обезьян Н. Н.Ладыгина-Котс удачно назвала «ручное, или наглядно-дей­ственное, мышление». Аналогично этому использование высши­ми животными искусственных знаковых средств можно назвать «наглядно-действенным» языком. Эта проблема более подробно будет обсуждаться при рассмотрении интеллектуальной стадии раз­вития психики.

В настоящее время используются следующие модификации обу­чения искусственным знаковым средствам.

Понимание животными символических обозначений количества и количественных отношений. В данном случае животных (антропои­ды и врановые птицы) обучают соотносить количество объектов с цифровым символом (арабские цифры). Понгиды оказались спо­собны не только соотносить количество с цифрой, как это дела­ют другие высшие животные (вороны — в пределах от 1 до 4, а антропоиды — от 0 до 7), но и осуществлять «сложение» в преде­лах 4. В экспериментах С. Бойзен шимпанзе выбирала правильную цифру, обозначающую сумму апельсинов, находящихся в двух ящиках. Подробно методики изучения символизации количества описаны в учебном пособии 3. А. Зориной и И. И. Полетаевой «Эле­ментарное мышление животных» (М., 2001).

Понимание животными искусственных знаковых средств, исполь­зуемых человеком для общения с ними (языков-посредников). Для изучения такой способности высших животных (птиц, дельфи­нов, ластоногих, низших антропоидов и понгид) используются как обычная человеческая речь, так и специально созданные языки-посредники. Человеческая речь может использоваться в двух вариантах: как при обычной дрессировке, когда отдельные сло­ва и их сочетания играют роль условных сигналов (на чем и ос­нована издавна дрессировка животных), или как настоящая раз­говорная речь. Следует учесть, что такие эксперименты прово­дились на английском языке, грамматика которого позволяет жи­вотному ориентироваться на порядок слов и частицы, указыва­ющие на расположение предметов и направление действия (в отличие от русского, где основную нагрузку несут окончания и приставки). Тем не менее результаты оказались достаточно вну­шительными: шимпанзе Гуа, которую воспитывали супруги Кел-логи (1933) так же, как своего сына Дональда (т.е. в обычной человеческой речевой среде, общаясь с шимпанзенком как с ре­бенком), за 8 месяцев обучения усвоила 95 фраз и слов. Повторе­ние этой методики, предпринятое С.Сэведж-Рэмбо с шимпанзе Кэнзи, показало, что к пятилетнему возрасту шимпанзе хорошо понимает правильно построенные простые фразы, обозначаю­щие окружающую объектную и социальную среду и действия в ней.

Для высших обезьян используют также специально созданные языки-посредники:

Амслен — адаптированный американский пальцевый язык глу­хонемых (супруги А. и Б.Гарднеры, Р.Футе, Ф.Патерсон и др.);

Йоркиш (Д. Румбо и др.) — кодирование слов с помощью пла­стиковых или компьютерных символов;

пластиковые символы на магнитной доске (Д.Премак).

Понгиды понимают более 2 тыс. таких знаков. Заметим, что речь идет о «пассивном» языке (т.е. только понимаемом), выявле­ние которого всегда достаточно сложно, так как возникает необтание методов наблюдения и эксперимента, а также привлечение для интерпретации результатов эксперимента данных протокола наблюдения за поведением животного в процессе эксперимента. Все перечисленные методы и методики могут применяться как для изучения психики конкретных видов животных, так и в срав­нительно-психологических исследованиях. В последнем случае вы­бираются или специально разрабатываются такие методики, ко­торые можно применять для разных видов и эволюционных уров­ней развития психики. Это довольно сложная в методическом плане задача.

Дата добавления: 2014-01-15