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现代生理心理学实验教程 实验20 鸽子的范畴形成与概念学习
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【实验目的】
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（1）学习动物概念学习、范畴形成的研究范式。
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（2）了解鸟类训练的基本实验程序和方法。
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【理论基础】
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鸟类、哺乳动物中的啮齿类和灵长类动物是认知神经科学研究中常用的实验动物，而鸽子又是鸟类比较认知实验中的最佳被试。从20世纪40年代斯金纳使用条件化技术发现鸽子的“迷信”行为（Skinner,1948）以来，研究者们已经利用各种各样的研究方法和程序对其空间学习和记忆（Willson&Wilkie,1993,1995）、辨别能力（Zentall&Hogan,1976）、范畴形成（Herrnstein,Loveland,&Cable,1976;Herrnstein,1979）、序列学习（Von Fersen，Wynne，Delius，&Staddon，1991;Straub&Terrace，1981;Terrace，1987，1994）、心象操作（Neiworth&Rilling,l987）、模仿学习（Palameta&Lefebvre,1985）、计时与计数（Meck&Church,1984;Orberts&Mitchell,1994）等智慧表现及其机制进行了广泛的探讨和深入的分析。其中对鸽子范畴形成（分类）（category formation也有的学者称为概念学习能力conceptual abilities，Wasserman，1995）的研究比较有代表性。
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每一个客体都可以被归入不同的范畴。同一范畴内成员的相似性要多于不同范畴中的成员。当然，范畴具有不同的水平和抽象程度。如范畴内成员之间知觉上具有相似性，这是基本范畴；如果它们功能上相似而知觉上可能并无相似之处，则为高水平的范畴。例如，轿车、火车、飞机、轮船这些基本范畴都可归入交通工具这一较高水平的范畴之中。这种分类能力具有适应性意义：当个体遇到新异刺激，迅速将其分类，划进不同范畴，可以减少个体认知的加工负担，从而更好地应付变化着的周围环境。同时，形成范畴又是动物获得概念的一个基本的认知操作（Zayan&Vauclair,1998）。通过设计精密的仪器和实验程序，鸽子也可以学会将客体分类，形成不同的范畴，认识抽象的关系。这些研究结果扩大了表现出高级认知能力的物种范围（Wasserman,1995），有助于我们思考认知如何演化以及为什么演化的问题。
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【实验对象】
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6～18个月的家鸽16只，体重275～365g。在实验期间鸽子只能在训练中和训练后从实验箱中取得食物，体重控制在自由摄食状态下体重的80%左右（Chaves&Hodes,1998）。
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【实验用品】
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动物学习实验箱及监视系统。实验箱体积120cm×80cm×150cm，壁厚3.0～5.5cm。实验箱包括：
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（1）动物箱1个：尺寸50cm×50cm×56cm，顶部是玻璃，底部是钢丝网，钢丝网上铺有报纸，前面开了一个长27cm、宽22cm的窗口。窗口的大小与计算机显示器的可视部分大小相仿，窗口上镶了一块无色有机玻璃板，有机玻璃板中间有一个大方框（长10cm，宽9cm）用于呈现刺激，大方框下面是两个小圆洞（直径3cm）作为反应键。有机玻璃板两侧各有一个小圆洞（直径3cm），输送食物的塑料管从这里插入，动物箱的后面是玻璃门（由此把动物放入和取出），左右两面是铝合金板的箱体。
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（2）监视系统1套：包括对准被试的STC-999A型摄像头（周围有红外发光管）和TV-897型监视器1台。
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（3）486DX2/66计算机一台，在显示器上贴有TW-S8563型红外触摸屏，用于控制刺激呈现、强化物的给予、实验结果的记录。
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（4）给食器一台，位于实验箱外面，通过1.5m长的塑料管给被试提供强化物。
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（5）动物箱顶安装电风扇一个，用来换气同时产生背景噪声，以免动物受到外部声音的干扰。
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（6）25W的白炽灯一盏，给实验箱提供照明。
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（7）计算机后部的箱板上安装了一个通风风扇，用来给计算机散热，同时提供背景噪声。
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【实验内容】
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本实验分为三个阶段，每只鸽子每天做两轮，每轮30次，共60次。
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1．准备阶段
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（1）训练1：啄屏训练：让鸽子知道可以通过啄击屏幕获取食物。屏幕是黑的，中间开一个白色窗口，长200个像素（约7.9cm），宽200个像素（约7.5cm），窗口下方左右各有一个直径为40个像素（约1.5cm）的浅灰色的圆作为键，两键中心相距160个像素（约6cm）。屏幕上的窗口和圆分别与有机玻璃板上的大方框和小圆相对应。这时啄屏幕的任何一个地方，都能获得食物。只要每轮实验连续三天在20min以内做完，该训练即结束。
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