스키너의 조작적 조건형성과 스키너 상자

스키너는 누구인가?

버러스 프레더릭 스키너는 미국의 영문학자이자 심리학자이다. 영문학으로 학사 학위를 받았음에도 불구하고 작가로서 재능이 없다는 것을 스스로 깨닫고는 하버드 대학교의 심리학과 대학원에 입학한다. 이 기간 동안 조작적 조건화를 실험하는 “스키너의 상자”를 만들었다. 이를 바탕으로 행동주의가 보다 발전할 수 있는 계기를 마련하였다. 이를 이용한 반응률은 심리학 연구에 있어 중요한 종속변수가 되었으며 강력한 시험 연구의 방법을 만들어 낼 수 있었으며 은퇴할 때까지 심리학과의 교수직을 이행하였다. 그가 또한 주장한 강화 이론에 대한 이론을 뒷받침하기 위해 행동의 반응률을 측정하는 누적 합산이기도 만들었다. 행동주의 심리학자 로이며 교육과 심리학에 많은 영향을 끼친 스키너의 조작적 조건 형성에 대하여 좀 더 자세하게 알아보고자 한다. 

스키너의 조작적 조건 형성 연구와 영향
스키너 상자는 행동 약리학과 더불어 다양한 연구 분야에서 일반적으로 널리 쓰이고 있다. 또한 심리학 분야가 아닌 행동 경제학과 같은 여러 다른 분야에서도 이 실험을 토대로 정보를 얻어 이용한다. 현대에는 상업적으로도 활용되는 분야가 있는데 슬롯머신이나 온라인 게임들은 반복 보상 행동을 강화하는 복잡한 자극 스케줄을 이용하는 것으로 알려졌다. 

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조작적 조건화
 행동주의 심리학의 이론으로 어떤 반응에 대하여 선택적으로 보상함으로써 그 반응이 일어날 수 있는 확률을 증가시키거나 감소시키는 방법이다. 여기서 선택적 보상이란 강화와 벌을 말하는 것이다. 조작적 조건화는 자동적 조건화, 도구적 조건이라고 불리기도 한다.

고전적 조건화
행동주의 심리학의 한 이론으로, 특정 반응을 끌어내지 못하던 자극(중성 자극)이 그 반응을 무조건 끌어내는 자극(무조건 자극)과 반복적인 교대를 통하여 그 반응이 일어나게끔 하는 과정을 말한다. 특정한 자극에 따라 생기는 반응은 그와 다른 성질의 자극으로도 똑같이 만들 수 있다고 주장하는 이론으로 파블로프가 주장한 개 실험이 가장 잘 알려져 있다. 

반응행동과 조작 행동
반응행동은 고전적 조건화에서 사용된 반응과 같이 자극에 의해 직접적으로 유발된 반응으로 침을 흘리는 행동, 동공의 수축, 무릎반사 등의 증상이 이에 속한다. 반면에 조작 행동은 어떤 자극에 의해 일어나는 것이 아니라 스스로 일어나는 행동, 혹은 어떤 자극이 있었다고 하더라도 그것이 무엇인지 알 수 없었던 경우의 행동을 말한다. 스키너는 외부적 자극에 초점을 맞춘 고전적 조건화를 S형 조건화, 조작에 관심을 가진 조작적 조건화를 R형 조건화로 구분하였다. 즉 조작하는 행동은 어떤 유기체가 능동적으로 환경에 작용을 가하는 행동을 말한다. 조작 행동으로 형성되는 조건을 조작적 조건화라고 하는데, 유기체가 행하는 조작 행동은 결과에 따라 증가하기도 하고 감소하기도 한다. 이러한 반응을 통하여 어떤 반응을 증가시키거나 감소시키는 것이 조작적 조건화인 것이다. 

스키너 상자
동물 행동을 연구하는 데 사용되는 실험 기구인 스키너 상자는 실험용 동물에게 빛이나 소리 신호와 같은 특정한 자극에 대한 반응으로 특정한 동작을 학습시켜 조건 형성을 연구할 수 있는 도구이다. 실험용 동물이 정확한 행동을 취하면 스키너 상자의 장치가 음식이나 다른 보상을 준다. 실험용 동물이 부정확하거나 누락된 반응을 보이면, 스키너 상자는 그에 상응한 처벌을 하기도 한다. 예를 들어 초파리를 비롯한 특정한 무척추동물에 대해 조작적 조건 형성이 어떻게 작용하는지를 시험하기 위해 심리학자들은 “열 상자”라고 알려진 장비를 사용한다. 본질적으로 열 상자는 스키너 박스와 같은 모양이지만, 상자는 온도 변화가 가해질 수 있는 영역과 그렇지 않은 영역으로 나뉘어 있다. 무척추동물이 온도 변화가 가해질 수 있는 쪽으로 넘어가면 그 영역은 가열된다. 결국에는 그 무척추동물은 온도 변화가 가해지지 않는 쪽에 머무르도록 조건화된다. 결국, 초파리는 상자가 최저 온도로 변하더라도 차가운 영역에 남아있으려 한다 
  
스키너 상자의 구조
스키너 상자는 비교적 단순하게 구성돼 있는데 스위치, 하나의 먹이를 공급하는 장치와 더불어 반응에 대한 누가 반응 기록기로 만들어진다. 자세하게 말하면 실험용 동물을 쉽게 수용할 수 있을 만큼 큰 상자이다. 상자는 외부의 자극에 교란되지 않도록 모든 소리를 차단하고, 빛에 을 갖추기도 한다. 스키너 상자에는 레버와 같은 조작 장치가 최소한 한 개가 들어있으며, 두 개 이상의 조건반응과 그에 상응하는 동작을 자동 감지할 수 있다. 영장류와 쥐를 이용하는 일반적인 조작 장치는 반응 레버이다. 실험용 동물이 레버를 누르면 반대쪽 끝이 움직인다고 컴퓨터 터 의해 모니터링되는 개폐기를 닫는다. 비둘기를 비롯한 조류를 이용하는 일반적인 조작 장치는 새가 쪼는 행동을 할 때 생기는 충분한 힘을 이용하여 동작하는 반응 키이다. 스키너 상자의 또 다른 최소 구성요소는 기본 강화제(음식과 같은 보상)나 물 등의 무조건 자극이다. 토큰으로 이용되는 LED 신호와 같은 조건 자극도 강화물로 이용될 수 있다. 현대의 스키너 상자는 일반적으로 많은 스위치와 둘 이상의 보상 장치 및 빛과 소리, 음악, 그래픽 영상 등을 출력하는 다양한 장치를 가지고 있다.