行为学与心理学对动物学习活动的研究成果在宠物训练领域中的应用.pdf

第 卷 第期家畜生态学报 年月 欍欍欍欍欍欍欍欍欍欍氥氥氥氥专题论述行为学与心理学对动物学习活动的研究成果在宠物训练领域中的应用 收稿日期 修改日期：基金项目警犬技术基础理论与学科体系研究（）作者简介于汝清（），男，辽宁沈阳人，硕士，教授，主要从事动物行为学、动物心理学、警犬训练与使用理论科学研究。：于汝清（中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 ）摘要行为学和心理学关于动物学习活动的研究成果已经广泛应用于人类的学习活动，其中的一些研究成果和理论学说，其实是完全可以作为动物训练领域的理论支撑，用于指导训练实践。该文通过对伊凡巴甫洛夫（）的经典性条件反射学说、斯金纳（）的操作性条件反射学说、桑代克（）的试误说、以班杜拉（）为代表的模仿学习理论、康拉德劳伦兹（）提出的印记学习理论、苛勒（）提出的顿悟学习理论的全面总结和归纳，分析此类研究成果对宠物训练所能提供的操作设计方法，为包括警犬训练在内的动物训练活动领域带来理论支持。关键词行为学；心理学；动物学习；条件反射；宠物训练 中图分类号 文献标识码 文章编号 （）：在我国，开展动物训练领域工作的历史并不长，目前也没有较为系统、成熟的理论来支撑该项实践工作。以警犬训练为例，目前我国警方还大多在借鉴和沿用着前苏联以及警犬技术发展较好的个别西方国家的一些做法。但是在训练原理等训练理论的系统性研究方面尚显不足，严重地制约了包括警犬训练在内的动物训练领域工作的发展。随着社会上宠物饲养热潮的出现，动物训练活动领域越来越受到人们的重视和喜爱，该领域科学的理论研究也越来越成为专业工作的重要内容 。前人对动物的学习活动进行了科学的试验研究，行为学和心理学中关于动物学习活动的研究成果已经广泛应用于人类的学习活动，特别是在教育心理学的应用较为广泛。其中的一些研究成果和理论学说，也完全可以作为动物训练领域的理论支撑，指导训练实践。经典性条件反射学说诺贝尔奖获得者、前苏联心理学家伊凡巴甫洛夫（，）是经典性条件反射学说的创始人。他的一个重要研究领域是动物的消化现象，他在研究过程中以狗作为试验对象，做了一个非常著名的“铃声试验”，在试验中观察了狗的唾液分泌现象的发生与外界条件刺激之间的联系。他的试验方法是：首先只使用“食物”作为单一刺激出现在狗的面前，狗就会无条件性地分泌唾液；其次只使用“铃声”作为单一刺激出现在狗的面前，狗就不会出现分泌唾液现象；接下来将“食物”与“铃声”作为复合刺激出现在狗的面前，狗会出现分泌唾液现象；最后将“食物”与“铃声”作为复合刺激反复多次地作用于狗一段时间后，再将“食物”刺激取消，而使用“铃声”作为单一刺激出现在狗的面前，狗会对“铃声刺激”产生分泌唾液的反应。巴甫洛夫在这个试验过程中发现，作为一个中性刺激的“铃声”本来不能引起狗发生分泌唾液反应，但是如果将其与一个能够引起狗发生分泌唾液的刺激反复结合，狗就会逐渐产生听到铃声就分泌唾液的反应，既一个原来属于中性的刺激与一个原来就能引起某种反应的刺激相结合，会使动物学会对那个中性刺激做出反应，这就是经典性条件反射的基本内容。经典性条件反射的情境包括四个方面，分别是无条件刺激（）、条件刺激（）、无条 件 反应（）和条件反应（）。前两个属于刺激，后两个属于机体的反应。无条件刺激（）是一种可以引起有机体产生本能反应的刺激，这种效果无需建立在条件反射基础上。在巴甫洛夫“铃声试验”中的无条件刺激即为食物；第二个刺激是一种中性刺激，它引起预期的、需要学习的反应，在条件反射形成之前，即条件刺激（），在巴甫洛夫“铃声试验”中的条件刺激即为铃响；第一个反应是无条件反应（），由无条件刺激的直接作用而产生的应答性反应，这个反应是不需要建立在学习基础上的，这是在形成任何条件反射之前就会发生的反应，在巴甫洛夫“铃声试验”中的无条件反应即为狗在看到食物的条件下产生唾液分泌反应；第二个反应是条件反应（），由于条件反射的结果而开始发生的反应叫作条件反应，在巴甫洛夫“铃声试验”中的条件反应即为狗只听到铃响的条件下就能产生唾液分泌反应。经典性条件反射形成过程中还有一个重要的环节和手段就是强化 。条件刺激与无条件刺激在时间上的结合称为强化，强化的次数越多，条件反射就越巩固。例如在培养犬的服从性“坐”课目的训练时，可按以下环节和过程进行。首先，主人右手持食物调引犬并将犬诱导至身前，待犬注意力集中在主人右手的食物上后，主人下口令“坐”，同时将持食物的右手慢慢置于犬头正上方。犬为了获取该食物，就会抬头看着该食物而造成自身重心后移，同时结合抬头后犬的姿势反射而使犬完成坐姿，主人立刻用手中的美味食物给予犬。多次反复训练而使犬听到主人“坐”口令后便产生坐行为的经典性条件反射。对于以上进行的“坐”训练过程，依据经典性条件反射原理是这样解释的。（）在培养犬的服从性“坐”的训练时，首先要给予犬一个中性刺激（）在训练过程中就是主人所下达的口令“坐”。（）接下来要给予犬一个无条件刺激（）就是使犬产生坐行为所运用诱导刺激，犬在这种无条件刺激（）作用下会本能地产生坐的这种无条件反应（）。（）接下来要对“坐”口令这种中性刺激（）与犬产生的坐行为这种无条件反应（）之间使用无条件刺激（）进行强化，既把食物给予犬。（）当条件刺激“坐”口令（）和无条件刺激引起犬产生坐行为的诱导手段（）相随出现而使犬产生无条件反应（），再结合一定的强化，重复一定次数后，条件刺激的口令“坐”（）就逐渐能引起犬产生坐行为（），条件反射即已形成。操作性条件反射学说美国行为主义心理学家伯尔赫斯弗雷德里克斯金纳（，）被称为操作性条件反射之父。斯金纳做了一系列的“迷箱试验”来对动物的学习方式进行研究。其中的一个试验是这样设计的：他的试验对象是一只小白鼠，试验环境被称为“斯金纳箱”，斯金纳箱的基本结构是在一个木箱内装有一个可提供食物的食物盒子和一个按键，按键一旦被触碰，食物盒就会被触发而出现一粒食物。试验开始后，小白鼠被放置在斯金纳箱中，斯金纳观察试验过程中小白鼠的活动。小白鼠初始时在斯金纳箱中自由活动，活动过程中会偶然触碰到按键，随即会在食物盒中出现食物，进而对小白鼠触碰按键的操作行为给予了强化（正强化），这样会使小白鼠触碰按键的动作反应发生概率逐渐增加，最终触碰按键这种行为由无意识行为转变为意识行为，操作性条件反射就此形成。斯金纳认为，这种先由动物做出一种自发的操作反应，然后使得自发反应受到强化，从而使受强化的操作反应的发生概率增加的现象是一种操作性的条件反射。斯金纳通过试验发现，动物的学习行为是随着一个起强化作用的刺激而发生的。经典条件反射是刺激引起某种反应（），而操作性条件反射是某种反应之后伴随着某个刺激（）。如果把巴甫洛夫的经典性条件反射学说理解为“引发反应”，那么斯金纳的操作性条件反射学说就应该是“自发反应”。也就是说，经典性条件反射中动物产生的行为是在一定外界刺激作为引发条件引起的，而操作性条件反射中动物产生的行为是以动物自身主动行为为前提。斯金纳认为，如果一个操作行为发生后，接着对该行为给予一个强化刺激，那么其行为强度就会增加。斯金纳的操作性条件反射所建立的原理，在许多动物和人类的学习活动中已经得到印证。例如，猴子偶然抬头，就看到树上的果子而可以美餐一顿此后，猴子就会经常在树下抬头；鸭子在游泳时偶然将头插入水中，就吃到了小鱼，此 后 鸭 子 就 会 在 游 泳 时 经 常 把 头 插 入 水中 。将操作性条件反射学说应用于宠物犬的“作揖”训练。当小狗的主人回到家里，或者当家里遇到客家畜生态学报第 卷人光临的时候，小狗就会很兴奋，表现为又摇尾巴又高兴的跳来跳去，当它兴奋到一定程度后，偶尔会举起两只前爪做出作揖的动作。当小狗表现出作揖动作后，主人或客人便很自然地会给小狗喜欢吃的食物作为奖赏，如此多次反复，小狗便学会了给人作揖。对于“小狗作揖”训练过程，操作性条件反射原理是这样解释的。（）对于小狗偶然做出的作揖动作，可以理解为操作性条件反射学说中的“自发操作行为”，是动物自身主动作出的行为，这是操作性条件反射得以运行的前提条件。（）当小狗表现出作揖动作后，主人或客人很自然地会给小狗喜欢吃的食物作为奖赏，这个过程就可以理解为是对小狗自发产生主动行为的一个强化刺激，而且是一个正强化刺激，这个强化刺激一定是小狗所喜欢的刺激，也势必会造成小狗自发的主动行为在今后发生的概率增加。（）小狗见到主人回家或者家里来的客人后，作揖的行为经常受到强化，也就是小狗偶然做出的主动行为重复多次地得到奖赏强化，重复次数达到一定程度，操作性条件反射的一个训练设计就此完成，小狗便学会了给人作揖。试误学说爱德华李桑代克（，）于 世纪末就开始进行了大量的动物学习的试验研究。他首先提出了动物学习行为的“试误学说”，该学说是通过著名的“饿猫试验”来验证的。桑代克准备了一个笼子，笼子里有一个能打开门的脚踏板，脚踏板如果被踩踏就能打开笼子门。他先是把一条鱼放在笼子外，而后把一只饿猫放到笼子内。试验开始时，饿猫在笼子内期待逃出笼子并吃到鱼。它先是会在笼子内乱撞，然后偶然会踩上脚踏板，就能打开笼门而吃到了鱼。接下来桑代克再多次地将饿猫关在笼子中，饿猫会反复多次地经过试错而成功逃出笼子并吃到鱼。最后，猫一进入笼中即能准确地踩踏脚踏板而打开笼门。桑代克认为猫是在进行“尝试错误”的学习，经过多次的尝试错误，饿猫学会了打开笼门的动作，这就是桑代克所提出的“尝试错误学说”的学习方式，简称为“试误学说”。试误学习是在动物的欲求行为期间，由于得到报偿而在一种刺激和一种活动之间建立的联系。刺激和活动都发生在得到报偿之前，而且这种活动并不是对报偿的一种遗传反应。由此得出，在试错学习开始之前，动物必须先有某种欲求动机。这是试误学习与操作性条件反射之间的主要区别。由此得出，在训练宠物犬自己打开自动饮水装置时，使用试误学习理论更加合理。首先在宠物处于饥渴状态时，让其看到水可以从储水装置流出，并随即将该装置关闭。宠物在饥渴的状态下，会来到自动饮水装置旁边，并会想办法喝到水。当宠物不断尝试各种方法打开自动饮水装置并偶然触发了出水机关，它就可以喝到水。今后在宠物口渴时，会再次尝试自己打开自动饮水装置，经过不断的试误，错误操作的次数会越来越少，直至可以一次性准确打开自动饮水装置为止，标志着宠物犬已经学会了自己打开自动饮水装置。对于以上进行的“打开自动饮水装置”训练过程，依据试误学说是这样解释的。（）首先在宠物犬处于饥渴状态时，让其看到水可以从储水装置流出，但是却不让其喝到水，这种刺激是在建立宠物犬的欲求动机。这种欲求动机的建立是进行试误学说运行的前提条件，也是宠物犬打开自动饮水装置的驱动力。宠物犬的饥渴程度越高，驱动力就越强，欲求动机也就越大，这也是运用试误学说与操作性条件反射学说的根本区别。（）宠物犬在饥渴的欲求动机下，会来到自动饮水装置旁边，并欲求喝到水。此时其饥渴程度越高，欲求动机就会越大。当宠物犬不断尝试打开自动饮水装置并触发了出水机关，就可以喝到水，并使饮水的欲求动机得到满足，从而获得强化。（）以上的训练操作是依据试误学说进行的标准操作。原因是由于宠物犬最终喝到了饮用水而得到报偿，所以才会使得一种刺激（饥渴产生的欲求动机）和一种活动（自己打开自动饮水装置）建立了联系，这种刺激和活动都必须是发生在报偿之前，这种活动并不是对报偿的一种遗传反应，而是一种典型的学习行为。模仿学习模仿学习是指以效仿示范者的行为方式为特征的一种学习模式。这种学习方式既有别于条件反射，又有别于以尝试错误为特征的直接学习。现代行为学习理论的代表人物阿尔伯特班杜拉（，）认为，模仿学习的过程是观察者以整体知觉的方式观察到示范者在一定情境中对某一刺激物的反应，并以表象的方式在意识中再现，从而熟练、牢固地掌握特定情景中的特殊反应。在此过程中，强化只是对习得的反应再现起促进作用。第期于汝清，等：行为学与心理学对动物学习活动的研究成果在宠物训练领域中的应用班杜拉重点强调了模仿学习中的认知过程和自我调节过程两个方面的作用。班杜拉的观察学习模仿理论将模仿学习分为以下四个过程。注意过程模仿学习开始于学习者对示范者行为的注意。注意是指心理活动的指向和集中，如果学习者不能对示范行为的重要特征产生指向性和集中性，就无法通过模仿产生好的学习效果。所以，注意过程是模仿学习的开始环节。保持过程模仿学习的第二个主要过程是学习者对示范行为的保持过程。在模仿学习的这个阶段，示范者虽然不再出现，但他的行为仍对学习者产生影响。要使示范行为在记忆中保持，短暂的榜样示范才能够被保持在长时记忆中，保持的目的是能够将示范重新提取出来并付诸于行动。再现过程模仿学习的第三个阶段是把记忆中的表征转换成一定的行为，即学习者自身再现以前所观察到的示范行为。学习者尝试再现示范者的行为方式，并在反应的过程中及时调整和纠正再现的行为错误，学习者通过反馈信息不断地调整和矫正自己的行为反应，使之更加趋近于示范者的行为。动机过程再现行为之后，学习者是否能够经常性地表现出示范行为要受到诸多行为结果因素的影响。班杜拉认为有三方面的结果因素影响，即外部强化、自我强化和替代性强化。三种强化来自于对行为结果的三种评价，三种强化又成为制约再现行为的重要驱动力量。班杜拉把三种强化作用看成是学习者再现示范行为的动机力量，完成动机力量的过程称之为动机过程。根据班杜拉的模仿学习理论的四个过程，可对宠物犬的游泳能力进行训练设计，并作如下的解释。注意过程面对一个不敢进入水中的宠物犬（学习者），需要找来一头能够胜任游泳任务的犬只（示范者）来进行游泳能力演示。但是对于所选择的示范者，最好是学习者的亲密伙伴，因为只有是学习者的亲密伙伴才能够更好地引起学习者对其产生足够的注意力。保持过程在宠物犬（学习者）注意过程的保障下，会游泳的犬只（示范者）完成下水、游泳、到达指定区域、完成游泳等环节，并受到指挥人员的奖励强化。对于示范者整个游泳过程和被强化过程，都会对宠物犬（学习者）产生很强的示范作用，也会引起宠物犬产生跟随示范者完成游泳的神经冲动，该神经冲动越强，就越有利于学习者观察模仿示范者和顺利完成模仿学习。再现过程宠物犬的训练人员此时应该大胆地允许宠物犬进入水中并完成游泳练习，从而完成模仿学习的第三个过程再现过程。刚刚浸入水中的宠物犬在游泳动作上可能会显得有一些凌乱，但是凭借犬类所固有的自我监察所提供的反馈信息来及时调整和纠正再现的行为反应，凭借之前对示范者观察模仿的感觉，宠物犬在水中游泳的动作会越来越趋向合理。这就是宠物犬（学习者）通过反馈信息不断地调整和矫正自己的行为反应，使之接近于示范者的行为。动机过程对于宠物犬在观察模仿作用下产生的再生过程，宠物犬训练者应该注意对该过程进行强化。强化方式包括向宠物犬游泳的前方抛出宠物犬所喜欢的并且可漂浮于水面的玩具球，这对于游泳中的宠物犬起到了“外部强化”；同时对于在水中游泳的宠物犬自身而言，使其获得征服水域所产生的成就感和舒适感，这就是“自我强化”；在此过程中，训练者对宠物犬进行连续的口令鼓励和激励，对宠物犬自信心的认可就是“替代性强化”。利用模仿学习理论对宠物进行训练可以达到事半功倍的效果。当你想让你的宠物学习根据你的指挥勇敢跳过障碍物或者壕沟的时候，也完全可以利用班杜拉的观察学习、模仿学习理论的四个过程，通过让宠物犬观察人或者其他同类如何顺利越过障碍物或者壕沟，来增强信心和掌握技术要领，让你的宠物瞬间变成“钢铁战士”。印记学习印记学习是指发生在动物生命早期的阶段并且由第一印象而形成的学习行为。该理论学说是由诺贝尔奖金获得者奥地利动物行为学家康拉德劳伦兹（，）提出。由于这种学习方式是由生命早期的第一印象引起和形成的，故称印记学习。康拉德劳伦兹曾经做过一项生动而有趣的试验：他把同一只灰腿母鹅生的蛋分成为两组并分别用两种方式进行孵化，并观察两组试验对象孵出后的行为差异。第一组蛋由母鹅自行孵化，孵出的幼鹅也自然地与母鹅生活在一起；第二组蛋则在人工孵化器内进行孵化，幼鹅孵出后不让它们看见母鹅，家畜生态学报第 卷而让它们最先看到劳伦兹本人。试验结果显示，第一组的幼鹅孵出后很自然地随着母鹅一起活动，第二组的幼鹅孵出后却对劳伦兹紧紧追随。试验进行一段时间后，再把两组小鹅放在一起，用一个大盖子将它们都扣在地面上，过一会儿把盖子突然提起，惊慌失措的小鹅们会自发地分为两组朝两个不同的方向跑，由母鹅养育的小组会朝母鹅跑去，而由劳伦兹抚养的小组则向劳伦兹跑来。这个试验很恰当地反映出了动物的印记学习能力。印记是动物学习行为的一种类型，它发生在动物生活的早期阶段。动物的印记学习行为虽发生在早期，但是这种印记的作用效果对晚期行为也具有一定影响。根据劳伦兹的印记学习理论，我们对宠物犬的“依恋性”、“胆量素质”和“社会化”进行训练设计，并作如下的解释。在宠物犬训练活动中，有一项训练内容是依恋性培养，通俗理解就是让你的宠物犬对你始终保持信任和依赖，对你的气味和声音也会产生亲近，并且绝对臣服于自己的主人。根据动物的印记学习理论，要求我们对新生的仔犬进行搂抱和抚触，新生仔犬在主人的怀里充分感受到主人的气味、心跳和体温，这种早期的印记会使犬对主人有着很强的信任和依赖，同时也不会对人类产生惧怕，从而也会形成很强的胆量素质；另外一项宠物犬需要具备的能力是社会化培养，即适应犬的群体和人类生活的环境。这就需要在仔犬出生的时候，及时安排条件让仔犬能够有机会与同类接触并游戏，能够有机会经常接触到人并得到食物和水，并且尽早地适应火光、音响、室内、车辆等环境，使其在成长过程中始终有一个较好的社会化属性。顿悟学习顿悟学习是指动物可以在自身已有经验基础上，去领悟并找到解决当前遇到的问题方案。顿悟学习包括了解问题、思考问题和解决问题三个环节。德国格式塔派心理学家苛勒（，）首先提出了顿悟学习理论，该理论属于认知论一派，提出了与尝试错误学习理论相对立的顿悟说。苛勒认为学习并不是单纯地去盲目地尝试错误，而是对情境认知后所产生的顿悟，顿悟是自发地对某种情境中各刺激间关系的豁然领悟。年 年期间，苛勒在南非的特纳里夫群岛，对黑猩猩的学习行为进行了包括箱子试验和棒子试验两个系列的研究而得此结论。在箱子试验中，苛勒设计了一个大笼子，笼子内放置了可移动的木箱子，在笼子顶端与放置箱子的非垂直位置悬挂香蕉，悬挂高度以黑猩猩直立和跳跃都够不到为标准，然后把黑猩猩置于大笼子内部，观察黑猩猩的表现。当黑猩猩看到笼顶上的香蕉时，它最初的反应是用手去够，但够不着，只得无奈地坐在箱子上休息，但毫无利用箱子的意思。后来，黑猩猩突然顿悟到了获取香蕉的方法，它把木箱子搬起来放置在悬挂香蕉下面的位置，然后爬上木箱子就可以伸手摘下香蕉美餐一顿。当苛勒把悬挂香蕉的高度再次提升时，黑猩猩甚至可以顿悟到将两个木箱子叠放在一起的方法完成获取香蕉的任务。几天后，苛勒再次改变了试验情境，但黑猩猩仍能用旧经验解决新问题。在棒子系列试验中，苛勒将黑猩猩放置在笼子内，笼外放有食物，食物与黑猩猩所在的笼子之间放有黑猩猩可以触碰到的木棒。试验开始后，黑猩猩经过一段时间就顺利地产生了顿悟学习效果，它用木棒轻而易举地将香蕉拨到身边而吃到香蕉。接下来的试验难度在增加，香蕉放置的地点更加远离笼子，黑猩猩最终再次产生顿悟学习效果，它用两根木棒接在一起的方法将香蕉拨到自己身边。在第二天重复以上试验操作时，苛勒发现黑猩猩很快就能把两根木棒连起来取得香蕉，而没有漫无目的的尝试。苛勒通过对黑猩猩上述问题解决行为的分析，发现黑猩猩在面对问题情境时，在初次获取食物的行为不成功之后，并未表现出盲目的尝试错误的紊乱动作，而是坐下来观察整个问题情境，后来突然显出了领悟的样子，并随即采取行动，顺利地解决了问题。这就是所谓顿悟，而顿悟学习的实质是在主体内部构建一种心理完形。理解了格式塔派心理学家苛勒的顿悟学习理论，在生活和工作中我们面对自己的宠物，就会有一副“火眼金睛”来准确识别你的宠物可能会给你带来的“顿悟式撒谎”。所谓顿悟式撒谎是指你的宠物通过顿悟的方式学习并体会到了只有装病才能够引起主人对它更加的关爱和照顾，只有假装受伤才能够引起主人对它的百般呵护。正因为如此，你才会经常感觉到你的宠物在你身边的时候表现为腿瘸等伤病，而当它离开你之后马上就健步如飞。这是高等级动物通过不断地经验积累才会产生的精准顿悟反应。面对你的宠物，有的时候真的不能太小瞧它们的主观能动性。在复杂的情景下，只要给予它们足够的想象空间，并且给它们创造适宜的条件，这些小第期于汝清，等：行为学与心理学对动物学习活动的研究成果在宠物训练领域中的应用家伙也许会带给你意想不到的表现，通过顿悟学习到的技能，甚至会让它们成为你生活中的小帮手，工作中的小助手，让你充分感受到宠物训练带给你的快乐和成就感。参考文献：刘文荣，罗中伟，王昂行为训练对圈养亚洲象行为的影响现代畜牧科技，（）：叶杰，郭伟，戴钢，等东北虎的行为训练当代畜牧，（）：徐晓娟，卜海侠，赵玲玲圈养长臂猿与川金丝猴行为训练要点特种经济动植物 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