История. Отцом инструментальной формы научения считается Эдвард Ли Торндайк, который еще в конце XIX века назвал такую форму научения обучением «методом проб

Отцом инструментальной формы научения считается Эдвард Ли Торндайк, который еще в конце XIX века назвал такую форму научения обучением «методом проб, ошибок и случайного успеха».

Торндайк проводил опыты, в которых кошки и другие животные должны были нажимать на задвижки или тянуть за пружины, чтобы, открыв дверцу, выйти из ящика и получить снаружи пищу. Ящики были сделаны так, что пища была заметна. Голодная кошка, впервые посаженная в ящик, производит множество действий, в том числе тянется к пище через щели и скребет предметы, находящиеся внутри ящика. Наконец она случайно ударяет по запирающему механизму и выскакивает наружу. При последующих пробах действия кошки постепенно концентрируются вблизи этого механизма, и другая активность со временем прекращается. Наконец кошка становится способной правильно вести себя, как только ее поместят в ящик. По словам Д. Мак-Фарленда: «Цирковые дрессировщики знали о научении такого типа в течение столетий, но Торндайк первый исследовал его систематически и создал на основе своих наблюдений стройную теорию».

Основной же вклад в изучение закономерностей образования инструментальных условных рефлексов внес американский ученый Бернес Фредерик Скиннер. Предложенное им определение оперантного научения и оперантного условного рефлекса сейчас наиболее употребимы при характеристике инструментальной формы научения. Может быть не очень систематично, но популярно и талантливо оперантные методы научения и дрессировки изложены в работах американского психолога и дрессировщика К. Прайор.

Только после исследований Торнтдайка Павлов приступил к своей работе.

Вместо неоднократного применения сочетаний, характерного для классической выработки условных рефлексов, Скиннер разработал методику свободного оперантного поведения, при которой животному позволяют совершать различные действия, нужные из которых подкрепляют. Чаще всего для таких опытов выбирались крысы и голуби, хотя использовались и другие животные, а также человек. Знаменитый «ящик Скиннера» на самом деле представляет собой ящик, с одной из сторон которого имеется педаль (рычаг), который соединен с кормушкой. Снаружи за стенкой расположен сложный механизм, функция которого состоит в том, что после каждого нажатия на педаль в кормушку падает гранула корма. Как только крысу сажают в ящик, она начинает активно исследовать его — обнюхивать и карабкаться на стенки. При этом случайно нажимает на педаль, после чего в кормушку падает корм. Обычно животное этого не замечает, но найдя пищу, съедает ее. Продолжая обследовать ящик, крыса вновь случайно нажимает на педаль и постепенно обнаруживает зависимость между этим действием и результатом. Как только временная связь станет для нее понятной, крыса начинает нажимать на педаль, когда захочет есть. Характерно, что вначале крыса нажимает на рычаг очень редко, затем число нажатий начинает медленно расти. После примерно 140 минут опыта число нажатий вдруг возрастает очень быстро.

Совсем не обязательно ждать от животного случайного нажатия на рычаг. Это действие можно спровоцировать (инициировать) различными способами, например, для обучения голубя клевать педаль, к ней можно приклеить зернышко. Если говорить о наработке форм поведения связанных с пищевой потребностью, то рекомендуется понизить массу тела животного до 80% (!) от первоначальной, то есть создать у животного выраженную пищевую потребность (мотивацию).

В «ящике Скиннера» животное может освоить не только формы пищевого поведения. Например, если соединить рычаг с обогревателем воздуха, крыса быстро обучается поддерживать оптимальную для себя температуру, регулярно отключая и включая обогреватель нажимом на рычаг.

Хотя открытие и изучение инструментальных условных рефлексов считается заслугой американской науки, они исследовались и в школе И.П. Павлова (например, А.Г. Ивановым-Смоленским, Г. Зеленым). Известный польский ученый Ю.М. Конорски, который также является учеником Павлова, считается одним из создателей теории об инструментальных условных рефлексах, которые он называл условными рефлексами второго типа.

Однако еще раньше в России обнаружил эту форму научения и использовал ее в своей работе талантливый цирковой дрессировщик В.Л. Дуров.