Allgemeine Psychologie B (Fach) / 06. Operantes Konditionieren I (Lektion)

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• 06. Operantes / Instrumentelles Konditionieren: Definitionen Operantes Konditionieren: Behavior-Event Learning  Umfassende Verhaltenstheorie wird von der klassischen Konditionierung erklärt. Willentliches, zielgerichtetes Verhalten basiert auf anderen Mechanismen Erklärungen für willentliches, zielgerichtetes Verhalten: Alltagspsychologisch: Personen tun etwas um Belohungen zu erhalten / Bestrafungen zu vermeiden: zukunftsorientiert, auf Konsequenzen hingesteuert wissenschaftlich: Erklärung wird in der Erfahrung des Organismus gesucht und ist somit Vergangenheitsorientiert Instrumentelles Konditionieren: Verhalten wird vom Organismus als Instrument eingesetzt, um den damit verbundenen Reiz in der Umgebung auszulösen. Operantes Konditionieren bzw. Lernen: Verhalten operiert auf der Umgebung und löst dort den Reiz X aus.
• 01. Instrumentelles Konditionieren: Thorndikes Experimente mit Katzen Thorndike, 1898 Sperrte Katzen in einem Käfig ein und überprüfte wie lange sie benötigten um sich zu befreien. Außerhalb des Käfig gab es Futter, um die Befreiungsaktion zu "bestärken". Katzen wurden mit der Zeit immer schneller. Thorndike führte diesen Lernprozess auf  S-R Lernen zurück: Im Käfig (S) führen bestimmte Aktionen (R) zum Erfolg. Das Futter (Konsequenz K) diene nur Zweck die SR Verbindung zu bestärken. Daraus entstand das Gesetz der Wirkung
• 02. Instrumentelles Konditionieren: Thorndikes "Law of Effect" Verhalten eines Organismus in der Umwelt folgt zunächst dem Prinzip "trial and error" Verhalten, dass dem Organismus angenehme Konsequenzen bescherrt tritt in Zukunft häufiger auf Verhalten, das dem Organismus unangenehme Konsequenzen beschert, tritt in Zukunft weniger häufig auf. → vermeintlich zielgerichtetes Verhalten ist ein Produkt des mechanischen Gesetzes der Wirkung
• 03. Gesetz der Wirkung von Thorndike und Evolutionslehre Darwins Evolutionstheorie: natürliche Auslese der Arten Auftretenswahrscheinlichkeit einer genetischen Ausstattung wird erhöht, wenn diese dem Organismus das Überleben in der Umwelt erleichtert Auftretenswahrscheinlichkeit einer genetischen Ausstattung wird verringert, wenn diese dem Organismus das Überleben erschwert Gesetz der Wirkung: natürliche Auslese des Verhaltens Auftretenswahrscheinlichkeit eines Verhaltens wird erhöht, wenn dieses dem Organismus angenehme Konsequenzen beschert Auftretenswahrscheinlichkeit eines Verhaltens wird verringert, wenn dieses dem Organismus unangenehme Konsequenzen beschert
• 04. Instrumentelles Konditionieren: Mögliche Beziehungen zwischen Verhalten und Konsequenz Verhalten produziert angenehmen ReizKonsequenz ist positiv: Belohnung (award) / positive Verstärkung Verhalten verhindert angenehmen ReizKonsequenz ist negativ: Bestrafung (punishment) / Bestrafung Typ2 Verhalten produziert unangenehmen ReizKonsequenz ist negativ: Wegfall (omission) / Bestrafung Typ1 Verhalten verhindert unangenehmen ReizKonsequenz ist positiv: Entkommen (escape) / negative Verstärkung
• 07. Operantes Konditionieren: Die Versuche von Skinner auslösende Reize spielen in Skinners Theorie keine wesentliche Rolle im Gegensatz zum Pavlovschen Konditionieren → trial and error Maß des operanten Konditionierens ist die Wahrscheinlichkeit des Auftetens eines bestimmten Verhaltens zu einem beliebigen Zeitpunkt Die Auftretenswahrscheinlichkeit ist eine Disposition und nicht beobachtbar. Auf sie wird über die relative Auftretenshäufigkeit geschlossen. man braucht ein Verhalten, das häufig auftreten kann und leicht zu messen ist (in der Skinnerbox) Verhalten muss kategorisierbar sein, um allgemeingültige Aussagen darüber treffen zu können Das Verhalten wird nicht auf der Ebene von Einzelbewegungen klassifiziert sondern bezüglich der Wirkung, die es hervorbringt Hebeldrücken der Ratten und Picken von Tauben in der Skinnerbox sind äquivalente Verhalten, da sie die gleiche Wirkung erzielen
• 22. Operantes Konditionieren: Skinners Lerntheorie Verhalten ist auf Steigerung von Lust und Vermeidung von Schmerz ausgerichtet (Hedonismus).Die Wahrscheinlichkeit des Verhaltens wird erhöht, wenn dem Verhalten eine Verstärkung folgt. Die Verstärkung ist ein Reiz, der nach mehrmaliger Darbietung die Kontrolle über eine Reaktion erlangen kann.
• 05. Definition Operante Konditionierung bei der operanten Konditionierung wird die Wahrscheinlichkeit eines Verhaltens dadurch beeinflusst, dass dem Verhalten ein Reiz folgt der Reiz kann nach mehrmaliger Darbietung im Anschluss an das Verhalten Kontrolle über das Verhalten erlangen kontrolliert der Reiz das Verhalten hat operantes Konditionieren stattgefunden wird der Reiz später nicht mehr dargeboten, sinkt die Auftretenswahrscheinlichkeit des Verhaltens wieder: Löschung
• 08. Operantes Konditionieren: Erwerb und Löschen Erwerbsphase Warten auf zufälliges Auftreten des Verhaltens (Reaktion) Verstärkung des Verhaltens Shaping Formen des Verhaltens durch sukzessive Approximation Vorraussetzung für die Belohnung wird zunehmend eingeschränkt Löschphase Dem Verhalten folgt kein Reiz mehr; es wird beispielsweise nicht mehr belohnt
• 20. Operantes Konditionieren: Ausbilden von Verhaltenseinheiten Operantes Verhalten kann ein Verhalten sein, welches so im Verhaltensrepertoire des Organismus nicht vorhanden ist Einzelne bekannte Verhaltensschnipsel werden zu einer neuen Verhaltenseinheit aggregiert Analogie Pianist: Beim Lernen eines neuen Stückes werden bereits erlernte Einzelaktionen neu kombiniert Technik ist das shaping, also das Formen des Verhaltens
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• 09. Operantes Konditionieren: Einschränkungen beim Lernen Manche CS-US Paarungen gehen besser als andere. Ganz ähnlcihe Phänomene gibt es auch beim operanten Konditionieren: Shettleworth (1975, 78): Hamster Hamster zeigen sechs verschiedene Verhaltensweisen mit großer Häufigkeit Verstärkung mit Futterpillen war nur für Verhaltensweisen wirkungsvoll, die von hungrigen Tieren spontan gezeigt werden (aufbäumen, graben, kratzen) Verhaltensweisen, die durch Elektroschocks reduziert werden konnten waren wiederum andere (z.B. Gesicht waschen, Geruchsmarkierung, scharren; (1978)) Bedford & Anger (1968): Tauben Breland & Breland (1961): Racoon Waschbären sollten lernen Münzen in einen Behälter zu legen. Können sich aber von den Münzen nicht trennen und zeigten excessives "Münzen aneinander reiben" Dressur musste erfolglos abgebrochen werden→ Instinctive drift
• 10. Operantes Konditionieren: Anwendungen Anwendung in der Therapie: Löschen von Verhalten Annahme: Tritt ein Verhalten wiederholt auf wird es von einem Verstärker kontrolliert Der Verstärker muss aus der Situation entfernt werden, gegenteiliges Verhalten wird verstärkt Hierzu ist das shaping des Verhaltens wichtig Beispiel: Frau trägt in einer Klinik biss zu 6 Garnituren Kleider übereinanderSie wird vor dem Betreten des Speisesaal gewogen. Nur wenn die Bekleidung ein maximales Gewicht nicht überschreitet wird sie eingelassen. Die Idee ist das maximale Gewicht der Kleidung nur allmählich zu reduzieren (shaping) Weitere Beispiele: Brillenträger, Sprachverhalten bei Autisten
• 11. Operantes Konditionieren: Was ist ein Verstärker? Nur Verstärkung und Bestrafung wirken auf Auftretenshäufigkeit von Verhalten - warum? Klassische Sichtweise: Triebreduktion Triebe sind körperl. Bedürfnisse die mit unangenehmen inneren Reizen verknüpft sind. Triebreduktion = negative Verstärkung, also Entkommen Aber: Tiere drücken auch Hebel um Licht anzuschalten → keine Triebreduktion→ Triebreduktion kann verstärkend wirken aber nicht alle Verstärker reduzieren Triebe Moderne Sichtweise: Ein Reiz ist ein Verstärker, wenn er die  AUftretenswahrscheinlichkeit erhöht (emprische Frage statt Definition)
• 12. Operantes Konditionieren: Verstärkerrelativität Verstärkerrelativität nach Premack (1959) Verstärker sind nicht per se Reize, sondern Gelegenheiten für eine bestimmte Tätigkeit Ob ein Verhalten A ein Verhalten B verstärkt kann nicht ohne weiteres beantwortet werden Annahme: Verhalten mit eine hohen Basisrate können als Verstärker für welche genutzt werden, die eine geringere Auftretenswahrscheinlichkeit haben Kann auch auf Bestrafung erweitert werden: Führt präferiertes Verhalten zu dispräferiertem Verhalten wirkt dies als Bestrafung BeispielRatte: Drinken und RennenKinder: Süßigkeiten essen um Flipper spielen zu dürfen fungiert nur als Verstärker wenn das Kind lieber Flipper spielt als Süßigkeiten isst. Anders gesagt Verstärkung / Bestrafung ist relativ Jedes Verhalten / jede Art von Gelegenheit kann als Verstärkung / Bestrafung dienen Frage danach ist emprisch
• 13. Operantes Konditionieren: Bedingte Verstärker Bedingte Verstärker erhalten Verstärkerqualität über klassisches Konditionieren Skinner (1938) Pavlovsche Erwerbsphase mit CS = Klickgeräusch und US = Futter operante Erwerbsphase: Klickgeräusch verstärkt das Hebeldrücken auch ohne US Ratten drücken den Hebel um das Klickgeräusch zu hören
• 14. Operantes Konditionieren: Bedingte Verstärker Ist Informativität auch wichtig für bedingte Verstärker? Beim pavlovschen Konditionieren ist nicht CS-US Kontiguität entscheidend, sondern Vorhersagbarkeit für den US aufgrund des CSGilt das auch für bedingt Verstärker? Versuch von Egger & Miller (1962) Ratten wurden konditioniert auf Hebeldruck Futter zu erhalten Gruppe A: Pavlovscher Erwerb ohne Hebel; CS1& CS2 werden mit Futter gepaart wobei CS1 einen früheren Onset hat und somit informativer ist Gruppe B: Pavlovscher Erwerb wie in Gruppe A, aber auf CS1 erfolgt nicht immer Futter folgt Löschphase: Ratten haben einen Hebel aber es kommt kein Futter. Zusätzlich werden CS1 oder CS2 präsentiert Ergebnis: Gruppe A: Löschung mit CS1 deutlich langsamer als mit CS2.Gruppe B: Löschung von CS2 geringfügig langsamer als mit CS1 → Je infromativer ein Reiz für den primären Verstärker ist, desto wirkungsvoller ist er als sekundärer / bedingter Verstärker
• 23. Operantes Konditionieren: Token-System bei Schimpansen Schimpansen erhalten Tokens (= bedingter Verstärker) als Belohnung für ein bestimmtes Verhalten. Die Tokens konnten später gegen Essen eingetauscht werden (= primäre Verstärker) Es kann zwischen verschiedenen primären Verstärkern (Essen) gewählt werden Zunächst aber müssen die Schimpansen die Tokens eintauschen! Ergebnis: Für Wertmarken wird ebenso fleißig gearbeitet wie für Futter Verstärkung klappt auch bei verzögertem Eintauschen (1 h), falls Zugriff auf die Wertmarken gewährleistet ist Ohne Verzögerung wird genauso schnell gelernt wie mit einem primären Verstärker Werden die Wertmarken einfach so ausgegeben beobachtet man betteln und stehlen Schimpansen reagieren bis 6250 mal für eine Portion Futter! Vorteile des Tokensystems Keine Unterbrechung während der Aufgabe durch Futterkonsum Flexibilität hinsichtlich des primären Verstärkers Sättigung ist kein Problem Tokens sind leicht zu handhaben
• 15. Operantes Konditionieren: Generalisierte Verstärker & Nebeneffekte Token - Systeme haben viele Vorteile und können auch in der Schule angewendet werden Nebeneffekte fördert nur spezifische Verhaltensweisen wirkt intrinsicher Motivation entgegen Untersuchungen dazu Schwartz (1982): Studierende sollten eine generelle Lösung suchen Gruppe A: keine Vorerfahrung Gruppe B: zuvor Belohnung für richtige Sequenzen Gruppe B war weniger erfolgreich Greene et al. (1976): Interessensverlust durch Belohnung Lepper et al. (1973): malende Kinder
• 16. Operantes Konditionieren: Verzögerte Verstärkung Was passiert wenn Kontiguität von Verhalten und Konsequenz abnimmt? Azzi et al. (1964): Versuch mit drei Albinoratten Erwerb: Hebeldrücken, Verstärker: Trinken, 50 Verstärkungen Einstündige Trainingsphase mit ansteigendem, Verzögerungsintervall zwischen Hebeldrücken und Verabreichung von Wasser:1, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20 Sekunden jeweils 150 Verstärkungen AV: Häufigkeit des Hebeldrückens pro Minute Ergebnis: Reaktionshäufigkeit sinkt mit zunehmendem Verzögerungsintervall Verzögerungseffekte werden als Beweis für die Relevanz von Kontiguität gewertet Einflussfaktoren, die Lernen bei Verzögerung begünstigen: Wenig Aktivität zwischen Verhalten und Verstärker Relevanz des Verhaltens wird dem Organismus durch Licht oder Ton signalisiert Kontiguität scheint notwendig für operantes Konditionieren, ist es auch hinreichend?
• 18. Operantes Konditionieren: Aberglaube Skinner 1948 Tauben lernten Körner aus ein Futtorvorrichtung zu essen Futtervorrichtung wurde den Tauben in regelmäßigen Abständen zugänglich gemacht, unabhängig davon was sie taten → keine Kontingenz zwischen Verhalten und Verstärker Skinners Überlegung: Jede Taube führt den Futterzugang auf ihr momentanes Verhalten zurück. Aufgrund der eingebildeten Verstärkung steigt die Auftretenshäufigkeit des jeweiligen Verhaltens. Damit wiederrum steigt dei Wahrscheinlichkeit, dass die Taube das Verhalten zeigt kurz bevor es wieder verstärkt wird → Kontiguität Der Aberglaube der Taube erzeugt auf diese Weise Kontingenz, die in Wirklichkeit gar nicht vorhanden ist, da P(Verstärker | Response) = P(Verstärker | ¬ Response) 6 von 8 Tauben zeigten abergläubisches Verhalten Befund konnte nicht repliziert werden von Staddon & Simmelhag (1971)
• 17. Operantes Konditionieren: Kontiguität vs. Kontingenz Thomas (1981): Experiment 1 Zunächst Bestimmung der Grundrate von Hebeldrücken bei 6 Ratten 30 einstündige Sitzungen. Sitzungen wurden in 20s Intervalle unterteilt: erfolgte innerhalb eines 20s Intervalls kein Hebeldrücken wurde am Ende eine Futterpille gegeben wurde der Hebel gedrückt erfolgte sofort eine Verstärkung (Futterpille) wurde der Hebel im Selben Intervall nochmal gedrückt wurde nicht verstärkt Vorhersagen: Kontiguität: Hebeldrücken führt zu zeitnaher Verstärkung → P(Hebeldruck) steigt Kontingenz: Das Hebeldrücken erscheint unabhängig vom Verabreichen des Verstärkers → P(Hebeldruck) steigt nicht Ergebnis: Ab der 10. Siztung drückte jede Ratte den Hebel mind. 1 mal pro Intervall, d.h. es gab kein Freifutter mehr. Beleg für Kontiguität Thomas (1981): Experiment 2 Prozedur wie bei Experiment 1 Außer: Bei einen Hebeldruck wurde sofort verstärkt, im darauf folgendem Intervall gab es jedoch kein Futter Vorhersagen Kontiguität: Hebeldrücken führt zu zeitnaher Verstärkung: P(Hebedruck) ↑ Kontingenz: Hebeldrücken senkt Verabreichen des Verstärkers: P(Hebeldruck sinkt oder bleibt gleich) Jede Ratte drückt in jedem Intervall den Hebel → es gab nur noch halb so viel Futter → pro Kontiguität
• 19. Operantes Konditionieren: Kontiguität vs. Kontingenz Kritik an den Experimenten von Thomas (1981) Was wenn die Tiere in kürzeren Intervallen denken? dann finden sich in beiden Experimenten wieder positive Kontingenzen und die Schlussfolgerung, dass Kontiuität ausreichend ist, ist nicht mehr valide. Unterteilt man die Intervalle in 5s Intervalle, so ergeben sich andere Wahrscheinlichkeiten für  P(Hebeldruck | Verstärker) und P(Hebeldruck | ¬ Verstärker). Fazit Die Befunde sind mit dem Kontingenzansatz vereinbar Problem der Zeitskalierung: Wie oft bleibt das Verhalten aus und wie oft folgt ein Verstärker auf das Ausbleiben des Verhaltens? Thomas hat über 2000 Hebeldrücke pro 60 min beobachtet. 20s Intervalle sehen aber nur 180 vor, 5s Intervalle nur 720
• 21. Operantes Konditionieren: Kontingenz vs Kontiguität Weitere Belege Colwill & Rescorla (1986) Phase 1: Rattenw erden darauf konditioniert auf Hebeldrücken Futter zu erhalten Phase 2: Gruppe 1: Hebeldrücken → Futter; Freifutter ohne Signal Gruppe 2: Hebeldrücken → Futter; Lichtsignal → Freifutter P(Hebeldrücken) sinkt schneller in Gruppe 1 als in Gruppe 2Kontingenz reicht nicht als Erklärung für den Befund, da in beiden Gruppen die Kontingenz gleich ist → Vorhersagekraft ist wichtig
• 24. Vergleich zwischen Klassicher und Operanter Konditionierung Pavlovsches KonditionierenReiz (CS) = Prädiktor (des US) Operantes KonditionierenReaktion (Verhalten) = Prädiktor (des Verstärkers) Vorhersagekraft ist wichtig Es gibt aber auch einen Unterschied: Reaktion kontrolliert das Auftreten der Verstärkung

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