고전적 조건형성, 조작적 조건형성, 사회적 학습이론

고전적 조건형성, 조작적 조건형성, 사회적 학습이론

 

오늘의 주제는 새로운 행동이 학습되는 주요한 원리인 고전적 조건형성, 조작적 조건형성, 그리고 모방학습 과정을 설명하겠습니다!

(1) 고전적 조건형성

러시아의 유명한 생리학자인 이반 파블로프는 개의 타액 분비에 관한 실험을 통해 흥미로운 현상을 관찰했습니다. 개는 일반적으로 먹이를 보고 침을 흘리는데, 때로는 먹이가 보이지 않아도 개가 침을 흘리는 것이 관찰되었습니다. 이러한 현상에 대해 파블로프가 조사한 결과, 개가 정기적으로 먹이를 받기 전에 종소리가 울리는 것을 반복적으로 경험했던 것이 원인으로 파악되었습니다. 파블로프는 실험 장치를 사용하여 개가 종소리에 반응하여 침을 흘리는 현상을 확인했습니다. 고기를 제공하면서 종소리를 동시에 들려주는 것을 여러 번 반복한 결과, 개는 종소리를 듣고 침을 흘리는 반응을 습득하게 되었습니다.

개가 종소리에 반응하여 침을 흘리게 된 과정은 다음과 같이 설명될 수 있습니다. 처음에는 고기 제공 시에만 침을 흘리지만, 고기와 함께 종소리가 제시되면 개는 종소리에 반응하여 침을 흘리는 것을 학습하게 됩니다. 이때 고기는 무조건 자극으로서 침을 유발하며, 종소리는 조건 자극으로서 침을 유발하는 데 기여합니다.

따라서, 종소리가 고기와 함께 제시됨으로써 개는 종소리에 반응하여 침을 흘리는 조건 반응을 학습하게 됩니다.
위와 같이 보이듯이, 고전적 조건형성은 무조건 자극과 조건 자극을 짝지어 반복적으로 제시하면 조건 자극만으로도 조건 반응이 유발될 수 있는 학습 과정을 말합니다. 이러한 과정을 고전적 조건형성(classical conditioning)이라고 합니다.
그러나 종소리에 침을 흘리도록 학습된 개에게 종소리와 유사한 벨 소리를 들려주어도 침을 흘립니다. 이렇게 조건자극과 유사한 여러 가지 자극에 대해서도 침을 흘리는 조건반응이 나타나는 현상을 자극 일반화(stimulus generalization)라고 합니다. 반면에 손뼉 치는 소리를 들려주는 경우에는 개가 침을 흘리지 않습니다. 이렇게 조건자극과 현저하게 다른 자극에는 조건반응을 나타내지 않는 현상을 자극 변별(stimulus discrimination)이라고 합니다. 그러나 종소리와 손뼉 치는 소리를 짝지어 반복적으로 제시하면 개는 손뼉 치는 소리에도 침을 흘리게 됩니다. 이러한 경우를 이차적 조건형성(secondary conditioning)이라고 하는데, 이처럼 새로운 자극들에 대하여 침을 흘리는 반응이 학습되는 과정을 고차적 조건형성(higher order conditioning)이라고 합니다. 행동주의 심리학자들은 여러 실험을 통해 고전적 조건형성의 원리에 의해 다양한 행동과 정서 반응이 학습될 수 있음을 보여주었습니다.
Pavlov는 자극 변별에 관한 실험을 하는 과정에서 개가 이상행동을 나타내는 것을 발견했습니다. 개에게 원과 타원을 구분하게 하는 조건형성 실험에서 타원의 모양을 점점 원이 가깝도록 변화시키면서 이 둘을 변별하도록 하였습니다. 타원이 거의 원과 비슷해져서 이 둘을 구분하기 위해 어려워질 때, 개는 이상행동을 보이기 위해 시작했습니다. 순종적이던 개가 안절부절못하고 공격적이며 똥오줌을 가리지 못하는 행동을 보였습니다. 이런 개를 장시간 휴식하게 하여 안정시킨 후에 다시 실험실로 데리고 오면 실험하지 않는데도 다시 이상행동을 나타냈습니다. Pavlov는 이런 개의 이상행동을 '동물 신경증(animal neurosis)'이라고 명명하였습니다.

Watson은 사고나 심상과 같은 내면적인 과정에 의지하지 않고 직접적으로 관찰할 수 있는 자극과 반응의 관계로 행동을 객관적으로 설명하는 Pavlov의 접근법을 높이 평가했습니다. 그는 고전적 조건형성을 이용하여 인간의 정서 반응도 조건화될 수 있다는 사실을 입증하고자 했습니다. Watson과 Raynor는 1920년에 유명한 Little Albert의 실험을 통해 공포반응이 고전적 조건형성으로 학습될 수 있다는 사실을 보여주었습니다. 그들은 생후 11개월 된 앨버트('Tite Albert'로 불림)라는 어린아이에게 하얀 쥐 인형에 대한 공포반응을 학습시켰습니다. Albert는 원래 하얀 쥐 인형에 대한 두려움을 지니고 있지 않았습니다. 그러나 Albert가 하얀 쥐 인형에게 다가갈 때마다 큰 소리를 내어 그를 깜짝 놀라게 했습니다. 이렇게 5번의 시행을 한 결과, Albert는 하얀 쥐 인형을 보기만 해도 놀라는 공포반응을 나타냈으며 소리가 들리지 않아도 마찬가지였습니다. 즉, 공포반응(무조건 반응)을 유발하는 소리(무조건 자극)를 하얀 쥐 인형(조건 자극)과 짝지어 제시함으로써 Albert는 쥐에 대한 공포반응(조건반응)을 학습한 것입니다. 이러한 결과는 공포증을 비롯한 여러 정서장애가 고전적 조건형성에 의해 형성될 수 있음을 보여줍니다.
고전적 조건형성의 원리는 공포반응을 제거하는 데에도 적용되었습니다. 1924년에 Jones는 토끼를 두려워하는 어린 소년인 Peter의 공포반응을 제거하는 과정을 발표하였습니다. Peter가 초콜릿을 먹으며 즐거운 활동을 할 때 점진적으로 토끼를 가까이에 접근시킴으로써 Peter가 토끼와 함께 놀 수 있는 상태로까지 변화시켰습니다. 즉, 편안하고 즐거운 기분(무조건 반응)을 유발하는 초콜릿(무조건 자극)을 토끼(조건 자극)와 짝지어 제시함으로써 Peter는 토끼에 대한 두려움을 느끼지 않는 편안한 기분(조건 반응)을 학습한 것입니다.

Mower와 Mower(1938)는 고전적 조건형성을 아동의 야뇨증 치료에 적용하였습니다. 정상적인 아동들은 방광에 소변이 차면 방광이 팽창하는 불쾌한 자극 때문에 깨어나서 소변을 보게 됩니다. 그러나 야뇨증을 지닌 아동은 방광 팽창의 자극에도 깨어나지 못하기 때문에 잠자리에서 소변을 흘리게 됩니다. 이를 치료하기 위해 Mower와 Mowrer는 소변 경보기(urine alarm system)를 개발하였습니다. 방광이 팽창되어 소변이 조금이라도 흐르면 큰 소리를 울려 알려주는 이 소변 경보기를 아동에게 착용하고 잠을 자게 함으로써 만약 오줌을 지릴 경우 소변 경보를 통해 아동이 잠에서 깨어나게 했습니다. 이 과정을 2~5주간 반복한 결과, 아동은 방광이 팽창되어 긴장을 느낄 때 소변이 나오기 전에 잠에서 깨어나 소변을 볼 수 있었습니다. 이 방법은 현재에도 야뇨증의 치료에 사용되고 있습니다. 이러한 선구적 연구들은 나중에 Wolpe의 체계적 둔감 법과 Bandura의 참여적 모방학습에 도입되어 다양한 행동치료 기법으로 발전하였습니다.

(2) 조작적 조건형성

새로운 행동이 학습되는 또 다른 중요한 원리는 조작적 조건형성입니다. 조작적 조건형성의 전형적인 예시는 1911년 Thorndike가 발표한 고양이 실험입니다. Thorndike은 배고픈 고양이를 실험상자 안에 넣고, 상자 밖에 음식을 놓아두었습니다. 고양이는 음식을 얻기 위해 상자 안에서 다양한 행동을 시도하다가 우연히 누름판을 눌러 문을 열고 음식을 얻을 수 있었습니다. 이러한 경험을 통해 고양이는 누름판을 누르면 문이 열리고 음식을 얻을 수 있다는 것을 학습했습니다. 이와 같은 결과를 바탕으로 Thorndike는 보상이 주어지는 행동은 학습되고 처벌이 주어지는 행동은 회피된다는 "효과의 법칙(Law of Effect)"을 제안했습니다. 하지만 그는 이러한 결과를 보상을 받기 위한 문제해결 능력으로 해석했습니다.

Skinner는 Thorndike의 발견을 더욱 발전시켜 조작적 조건형성의 원리를 체계화했습니다. Skinner는 지렛대를 누르면 고체 먹이가 나오도록 만들어진 실험상자에 배고픈 쥐를 집어넣고 그 행동을 관찰했습니다. 쥐는 우연히 지렛대를 눌러 먹이를 받게 되었고, 이를 반복하여 지렛대를 누르면 먹이를 얻을 수 있다는 것을 학습했습니다. 조작적 조건형성의 원리에 따르면 행동은 그 결과에 따라 증가하거나 감소합니다. 보상이 주어지는 행동은 증가하고 처벌이 주어지는 행동은 감소한다는 것이 이 원리입니다. 보상이 주어지는 강화(reinforcement)에는 양적 강화(positive reinforcement)와 음적 강화(negative reinforcement)가 있습니다. 양적 강화는 학습자가 좋아하는 보상을 제공하는 것으로, 지렛대를 누르는 행동의 결과로 쥐에게 좋아하는 먹이를 주는 것이 이에 해당됩니다. 음적 강화는 행동이 발생하면 발생하지 않는 불쾌한 자극을 제거하는 것으로, 소음이 들리는 상자 안의 쥐가 우연히 지렛대를 눌러 소음을 멈출 수 있다는 것을 학습하는 것이 이에 해당됩니다.

반대로, 어떤 행동을 제거하거나 빈도를 감소시키기 위해서는 처벌(punishment)이 사용됩니다. 행동을 억제하기 위해 부모나 교사가 처벌을 주는 것은 이 원리에 기반합니다. 이러한 원리를 이용하여 조작적 조건형성은 인간의 행동뿐만 아니라 동물의 행동에도 적용될 수 있습니다.

Skinner는 다양한 동물 실험을 통해 조작적 조건형성의 다양한 원리를 제시했습니다. 예를 들어, 지렛대를 눌러도 먹이가 나오지 않게 되면 쥐는 처음에는 지렛대를 누르지만 이후에 그 행동이 사라지는데, 이를 "소거(extinction)"라고 합니다. 또한 전구에 불빛이 들어올 때만 먹이가 나오게 되면, 쥐는 불빛이 들어온 상태에서만 지렛대를 누르는 행동을 하게 되는데, 이는 "변별자극(discriminative stimulus)"을 학습한 결과입니다.

조작적 조건형성은 종종 고전적 조건형성과 결합되어 특정 행동의 유지에 영향을 미칩니다. Mowrer는 회피학습의 이론을 통해 이를 설명하는데, 공포반응은 고전적 조건형성에 의해 형성되지만, 그 유지는 조작적 조건형성에 의한 것이라고 주장했습니다. 이러한 원리를 적용하면 Albert 사례에서 설명한 것처럼 공포반응이 형성된 이후에도 쥐가 계속해서 공포를 느끼게 만드는 과정을 설명할 수 있습니다.

(3) 사회적 학습이론

인간이 새로운 행동을 습득하는 또 다른 방법은 모방 및 관찰 학습입니다. 고전적 조건형성과 조작적 조건형성은 주로 동물 실험을 통해 인간 행동을 설명하는 데 사용되었지만, 사회적 상황에서 나타나는 복잡한 행동의 습득 과정을 설명하는 데는 한계가 있습니다. 인간은 다른 사람의 행동을 관찰하고 모방함으로써 새로운 행동을 학습하는 경우가 많습니다. 다른 사람의 행동을 관찰하고 모방함으로써 이타행동, 공격행동, 공포반응 등 다양한 행동을 학습할 수 있음이 실험적으로 입증되었습니다. 이러한 사회적 상황에서의 관찰과 모방을 통한 새로운 행동의 학습을 사회적 학습이라고 합니다.
사회적 학습 과정을 이론적으로 체계화한 대표적인 학자는 Bandura입니다. Bandura에 따르면, 사회적 학습은 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 첫째는 모방학습입니다. 이는 다른 사람의 행동을 그대로 따라하는 것으로, 아이들은 어른이 하는 행동을 흉내를 내 배우게 됩니다. 이러한 모방학습은 인지적 요인의 개입 없이 자동으로 이루어지는 경향이 있습니다.

두 번째 유형은 대리학습입니다. 이는 다른 사람들이 새로운 행동을 시도할 때 어떤 결과가 나타나는지를 관찰함으로써 자신이 그러한 행동을 할 경우에 예상되는 결과를 학습하는 방법입니다. 행동이 보상적 결과를 초래하는 것을 관찰하면 그 행동의 빈도가 증가하고, 반면에 처벌되는 것을 관찰하면 행동의 빈도가 감소합니다.

마지막 유형은 관찰학습입니다. 이는 사회적 상황에서 다른 사람의 행동을 관찰해 두었다가 유사한 행동을 나타내는 학습 과정을 의미합니다. Bandura는 이러한 관찰학습에는 네 가지 인지적 과정이 개입된다고 주장합니다. 즉, 관찰 대상인 모델의 행동에 관심을 갖고 주의를 기울이는 주의 과정, 모델이 하는 행동을 유심히 관찰하여 그 관찰 내용을 기억하는 저장 과정, 특정한 상황에서 행동하기로 결정하는 동기화 과정, 그리고 관찰한 행동을 동작으로 재생하는 운동 재생과정이 그것입니다.

이러한 세 가지 유형의 사회적 학습은 서로 밀접하게 관련되어 있습니다. Bandura는 이러한 사회적 학습이 인간의 복잡한 행동을 설명하는 데 더 적절한 방식이라고 주장합니다.