행동주의 심리학과 강화 (펌 : 실험심리용어사전)

[chongsam]

용어	reinforcement 강화
설명	어떤 행동에 따른 결과를 제공하는 절차로서, 그 행동의 확률을 증가 또는 유지시킨다.
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분류	;학습;신경인지
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참고문헌
영한사전

reinforcement 의 경우 rnfnt보다는 reinf로 축약되는 것이 더 나을 것이다. 읽기 과정에 관한 
[인용 문헌 : 곽호완, 김영진, 박창호, 남종호, 이재식 공역. (2003). 공학심리학, 제3판. 시그마프레스. ]

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이런 가운데 1930년대부터 1940년대 사이의 미국의 행동주의 심리학은 신행동주의(neobehaviorism) 심리학으로 발전적 변화를 거치면서 심리학 전반을 지배하는 체계로 형성되었다. Tolman, Hull, Skinner 등의 신행동주의 이론가들은 Watson의 행동주의의 방법론을 고수하되, 자극-반응의 연결의 개념을 세련화하고, 내적 심적 과정에 상당하는 ‘내현적 매개 반응’이라든가, ‘자극-반응의 위계구조’, ‘인지지도(cognitive map)’ 등의 개념을 도입하고, ‘자극-반응-강화(stimulus - response - reinforcement )’의 기제를 더 세련화 하여 동물과 인간 행동을 설명, 기술하였다. 

일반적으로 고전적 조건형성(classical conditioning)이론의 행동주의에서는 인간의 행동을 특정 ‘자극 - 반응’들의 관계로 간주하고, 하나의 행동반응이 어떤 환경 자극하에서 도출(elicited)되었는가, 그리고 그것이 환경(다른 사람들)에 의해 어떻게 강화되었는가를 분석하는 것이다. 이러한 조건형성 패러다임은 이미 유기체의 반응 레퍼토리에 있지 않던 새로운 언어행동(예를 들어, 새로운 언어 표현 등)이 나타나는 현상을 설명하기에 곤란하다. 그러나 Skinner의 행동주의 이론은 조작적 조건형성(operant conditioning)을 중심으로 한 이론이다.4) 이 이론 틀에서는 특정 자극에 의해 특정 반응이 도출되는 것(respondent responses)으로서의 행동을 문제삼는 것이 아니라, 그런 규정할 수 있는 특정 자극이 없는 상황에서 발생 가능한 여러 가능한 반응들 중에서 특정 반응이 자발적으로 조작적(operant)으로 방출되고(emitted), 이 반응이 강화되어 반응의 발생강도가 증가되는 조작적 반응(operant responses)으로서의 행동이 핵심 사건이 된다. 인간의 언어행동은 ‘고전적 조건형성’에서처럼 불수의적으로 도출된 반응이라 하기보다는, 특정 자극 없이 이루어지는 반응, 즉 환경의 어떤 측면을 활용하여, 이를 단서자극(변별자극)으로 삼아서 환경에 작용하는 반응, 조작적인(operant) 반응으로서 이루어지는 것이고, 따라서 조작적 조건형성(operant conditioning) 법칙을 따른다. Skinner에 의하면 조작적 반응의 발생강도는 강화( reinforcement )의 정도에 달려 있다. 조작적 조건반응으로서의 인간의 언어행동은 부모나 주변 사람들에 의해 주어지는 사회적 인정 등의 강화에 의해 그 언어행동의 재발 가능성, 강도가 증가된다. 어린아이가 말을 배우는 어떤 상황에서, 여러 가능한 언어 표현 중의 어떤 언어표현(반응)을 아이가 말하고, 이 언어반응이 타인들에 의해 정적(positive) 강화를 받으면, 그 강화 받는 상황과 유사한 상황에서, 그리고 전반적으로 그 언어표현이 다시 나타날 가능성이 증가되고, 부적(negative) 강화를 받으면 그 언어반응은 점차 사라지게 된다는 것이다. 
[인용 문헌 : 이정모 외. (1998). 인지심리학의 제 문제. 학지사. ]

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③ 강화 ( reinforcement ) 

행동주의 심리학에서는 강화를 조건형성을 일으키기 위한 필수적 요소로 보았다. 미래에 특정한 반응이 일어날 확률을 증가시키는 것을 강화라고 하는데, 유기체가 반응한 후에 유기체가 원하는 자극(예; 먹이)을 제공하여 그 반응이 다시 일어날 확률을 증가시키는 것을 정적 강화(positive reinforcement

)라 하고, 특정한 반응 후에 유기체가 원치 않는 고통스러운 자극(예; 전기충격)을 제거시켜 줌으로써 그 반응이 일어날 확률을 증가시키는 것을 부적 강화(negative reinforcement )라고 한다. 부적 강화는 도피(escape)학습과 회피(avoidance)학습 모두에서 일어나는데, 도피학습에서는 이미 존재하는 혐오적 자극을 종식시킴으로써 강화가 일어나는 반면 회피학습은 앞으로 일어날 것으로 기대되는 혐오적인 자극을 예방함으로써 일어난다. 처벌(punishment)은 강화와는 달리 특정한 반응이 일어날 확률을 줄이기 위하여 유기체가 원치 않는 자극을 주거나(정적 처벌) 원하는 자극을 제거하는(부적 처벌) 것으로서 강화에 비하여 장기적인 학습 효과는 낮은 것으로 알려져 있다. 

④ 강화 계획( reinforcement schedule) 

강화( reinforcement ) 92 

정적 강화(positive reinforcement ) 92 

부적 강화(negative reinforcement ) 92 

강화계획( reinforcement schedule) 92 
[인용 문헌 : 한광희, 임중우, 김민식, 이일병, 변혜란, 김진우, 김상문, 이승종, 이익환, 이민행, 임춘성, 박창균, 나동렬 공저. (2000). 인지과학. 학지사. ]

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몇몇 범주의 약물은 중추신경계를 자극하여 행동을 활성화시킨다. 이러한 약물로는 니코틴, 암페타민, 코카인 등이 있다. 이 약물들은 뇌의 강화체계(reinforcement system)에 미치는 영향 때문에 남용되는 경향이 있다. 이 절에서는 이들의 행동적 효과를 논의할 것이며, 약리학적 효과에 대한 자세한 내용은 약물중독에 관한 생리학을 논하는 16장에서 다룰 것이다. 
[인용 문헌 : 김현택, 박순권, 조선영 공역. (1997). 생리심리학의 기초. 시그마프레스. ]

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이에 비해서 조작적 조건화(operant condition-ing, 그림 13.1b)에서는 동물의 반응에 이어서 강화나 처벌이 제공된다. 강화( reinforcement )는 그 반응이 이후에 다시 출현할 확률을 증가시키는 어떤 사건이고, 처벌(punishment)은 그 반응의 출현빈도를 억제시키는 어떤 사건이다. 예를 들어 쥐가 미로의 한쪽 통로로 들어가서 먹이(쥐에게는 강력한 강화인)를 발견하게 되면, 그 통로로 다시 들어가게 될 확률은 증가한다. 만약 먹이 대신에 전기충격을 받으면 그 반응의 확률은 감소한다. 
[인용 문헌 : 김문수, 문양호, 박소현, 박순권, 박정현 공역. (2006). 생물심리학. 시그마프레스. ]

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강화( reinforcement )는 어떤 행동의 강도를 증가 혹은 유지시키는 결과를 가져다주는 절차이다.11) Charles Catania(1998)는 어떤 절차가 강화의 자격을 갖추려면 세 가지 특징을 가져야 한다고 지적하였다. 첫째, 행동이 어떤 결과를 낳아야 한다. 둘째, 그 행동의 강도가 증가해야 한다(예컨대, 더 자주 일어난다). 셋째, 그 강도의 증가가 그 행동의 결과로 인한 것이어야만 한다.12) 

강화에는 두 가지 종류가 있다. 정적 강화(positive reinforcement )에서는 반응에 자극의 출현이나 자극의 강도 증가가 뒤따른다. 정적 강화물(positive reinforcer)이라고 불리는 이 자극은 보통 유기체가 원하는 어떤 것이다. 

부적 강화(negative reinforcement )에서는 반응이 자극의 제거나 자극 강도의 감소에 의해 증강된다. 부적 강화물(negative reinforcer)이라 불리는 이 자극은 대개 유기체가 그로부터 회피 또는 도피하려고 하는 어떤 것이다. 예를 들어, 개가 바깥에서 우박을 만난다면 처마 밑에라도 들어가서 우박에 얻어맞는 일을 피할 수 있다. 만약 그렇게 되면 다음에 우박이 내릴 때에도 이 개는 처마를 찾을 가능성이 높아진다. 이 개의 그런 행동이 강화를 받은 것이다. 부적 강화에서도 정적 강화에서와 마찬가지로 반응에 강화적 사건이 뒤따른다. 

이런 신호의 효과에 대한 한 가지 설명은 표식 가설(marking hypothesis)이라는 것이다(Lieberman 등, 1979). 이것은 신호가 그것에 선행한 행동에 주의를 집중시킨다는 생각이다. 그러나 Schlinger와 Blakely가 지적하듯이 이 설명은 단지 “그 효과를 기술하고 있으며 그 기술을 설명으로 사용하고 있다”(1994, p. 405). 신호가 왜 지연 강화물의 힘을 증가시키는지를 설명하기 위해서는 그와 같은 증가를 낳는 변인들을 규명해야만 한다. 아마도 가장 그럴 듯한 설명은 신호 다음에 규칙적으로 음식이 나오기 때문에 그 신호가 조건 강화물이 되었다는 것일 것이다. 따라서 신호가 있는 지연 강화(signaled delayed reinforcement )의 결과가 더 나은 이유는 더 많은 강화, 즉 음식 및 음식에 선행하는 자극이 주어지기 때문이다. 그러나 이 조건 강화 설명에 대한 비난이 없는 것은 아니다(Schlinger와 Blakely, 1994). 

흔히 소거를 강화와 조합하여 사용함으로써 행동의 빈도를 감소시킬 수 있는데, 이 절차를 차별강화(differential reinforcement )라고 한다. 차별강화에는 여러 가지 형태가 있다. 

저율 차별강화(differential reinforcement of low rate, DRL)라고 불리는, 차별강화의 한 형태에서는 행동이 드물게 일어날 때에만 그 행동에 강화가 주어진다. 예를 들어, 비둘기가 1초에 한두 번 원반을 쪼고 있다고 하자. 쪼기 비율을 감소시키기 위해서 우리는 한 번의 원반 쪼기 후 최소한 2초가 지난 후에만 강화를 제공한다. 그러면 높은 반응률은 이제 소거 계획 하에 있게 되지만 낮은 비율로 쪼는 데에는 강화가 주어질 수 있다. 원반 쪼기들 사이에 요구되는 시간 간격을 점차로 늘려서 마침내 새가 예컨대 매 30초당 한 번의 안정된 비율로 쪼게 만들 수 있다. DRL은 응용 장면에서 수정하려는 그 행동이 적절한 것이지만 너무 자주 일어날 때 유용하게 쓰일 수 있다. 예를 들어 “집의 페인트가 벗겨지기 시작해요…. 이번 학기의 선생님들은 모두 싫어요…. 이 스파게티는 너무 싱거워요”라고 하면서 끊임없이 결점을 찾아내어 지적하는 10대 청소년이 있다고 하자. 문제를 찾아내는 것은 유용할 수 있지만 끊임없이 불평하는 것은 짜증스럽다. DRL은 불평의 빈도를 낮추는 데 도움이 될 수 있을 것이다. 

행동의 비율을 감소시키는 또 다른 방법은 무반응 차별강화(differential reinforce-ment of zero reponding, DRO)이다. 이 경우에는 일정한 기간 동안 그 행동을 수행하지 않는 것에 수반적으로 강화가 주어진다. 예를 들면 1초에 한두 번 원반을 쪼고 있는 비둘기가 2초 동안 원반을 쪼지 않고 있어야만 먹이를 받게 만들 수 있다. 이 비둘기가 이 기준을 확실하게 만족시키면 3초 동안, 그리고는 5초 동안, 그리고는 8초 동안 원반을 쪼지 않게 만드는 방식으로 그 기간을 늘려갈 수 있다. (여기서 강화는 바람직하지 않은 행동이 아닌 다른 행동이 나올 때 주어질 수밖에 없기 때문에 이 절차는 또한 타행동 차별강화(differential reinforcement of other behavior)라고도 불린다.) 

차별강화의 또 다른 형태는 상반행동 차별강화(differential reinforcement of incompatible behavior, DRI)이다. DRI에서는 바람직하지 않은 행동과는 상반되는 행동을 강화한다. 빨리 움직이는 것은 천천히 움직이는 것과 상반되고, 미소짓는 것은 찡그리는 것과 일반적으로 상반되고, 서있는 것은 앉아있는 것과 상반된다. 바람직한 행동의 비율을 증가시킴으로써 우리는 그와는 상반되는 바람직하지 않은 행동의 비율을 자동적으로 감소시키게 된다. 학생들이 책상에 앉아서 공부하지 않고 왔다갔다하는 학급을 맡은 교사의 경우를 생각해 보자. 책상에 앉아 있는 것은 교실 안을 돌아다니는 것과 양립 불가능하다. 즉 그 중 하나를 하고 있다면 다른 것을 하기는 불가능하다. 교사가 자기 자리에 앉아서 공부하는 학생들을 칭찬하거나 그들에게 말을 걸면, 학생들이 자기 자리에 앉아 있는 시간이 증가하게 마련이다. 그렇게 되면 돌아다니는 시간은 필연적으로 감소될 것이다. 

그러나 항상 양립 불가능한 반응에만 초점을 두어야 하는 것은 아니다. 대안 행동 차별강화(differential reinforcement of alternative behavior, DRA)에서는 문제 행동에게 주어지던 강화물들이 더 바람직한 어떤 행동에 수반하게끔 만들어진다. 

최근의 연구는 바람직하지 않은 행동이 비수반적 강화(noncontingent reinforcement , NCR), 즉 행동과 상관없이 주어지는 강화에 의해 약화될 수 있음을 시사한다. 그 기본절차는 바람직하지 않은 행동을 유지시키는 강화물들이 무엇인지 파악하고 난 후 그 사람이 무엇을 하고 있는가와는 무관하게 정기적으로 그 강화물들을 제공하는 것이다. 다시 말하면 지금까지 노력을 해서(다른 사람들이 바람직하지 않은 것으로 간주하는 방식으로 행동함으로써) 얻어야 했던 것을 그 사람은 이제는 ‘공짜로’ 얻게 되는 것이다. 예를 들면, 정신병환자가 기괴한 행동을 해서 관심을 끌었다면 비수반적으로 관심을 주는 것이 그 기괴한 행동을 감소시킬 수 있다. 몇몇 연구들은 바로 그런 일이 종종 일어난다는 것을 보여주었다(Carr 등, 2000; Roane 등, 2001; Vollmer 등, 1995). 이런 결과에 대한 한 가능한 설명은 그 강화물들의 강화가(價)가 비수반적 강화 때문에 떨어진다는 것이다. 만약 환자가 그 강화물들을 ‘공짜로’ 얻을 수 있다면 그것을 얻기 위해 굳이 기괴하게 행동할 필요가 없다. 

Alfred Bruner와 Samuel Revusky(1961)는 또 다른 연구에서 네 명의 고등학생을 대상으로 우발적 강화(adventitious reinforcement )를 사용하여 미신 행동을 형성시켰다. 각 학생들은 4개의 반응단추 앞에 앉게 되었다. 학생이 정확한 반응단추를 누르면 벨이 울리고 빨간 불이 켜졌다. 그리고 이런 일이 일어날 때마다 그 학생은 5센트를 벌었고 그렇게 모은 금액을 나중에 받을 수 있었다. 정확한 반응은 학생의 왼쪽에서부터 세 번째 반응단추를 누르는 것이었지만, 이 반응은 몇 초의 간격을 두고 일어날 때에만 강화를 받았다. 그러자 학생들은 이 비강화 기간 동안 다른 반응단추들을 누르기 시작했다. 그러다 보면 결국 비강화 기간이 끝나게 되고 학생은 우연히 3번 반응단추를 다시 누르게 되고 그러면 이 행동은 강화가 되곤 하는 일이 일어났다. 그런데 3번 반응단추를 누르기 바로 직전에 했던, 다른 반응단추를 누르는 행동은 벨이 울리고 빨간 불이 켜지는 것과는 아무 상관이 없는데도 역시 강화가 되었다. 결국 각 학생들은 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3과 같은, 반응단추 누르기의 패턴을 만들어내었다. 흥미롭게도 실험자들의 보고에 따르면, 자신의 행동에서 약간이라도 미신적인 부분이 있는 것은 아닐까 의심한 학생은 아무도 없었다. 학생들은 강화를 얻기 위한 유일한 공식을 정확하게 발견했다고 믿고 있었던 것이다. 

2. Bandura, A., Ross, D., & Ross, S. A. (1963). Vicarious reinforcement and imitative learning. Journal of Abnormal and Social psychology, 67, 601-607. 

강화가 주어지는 방식을 기술하는 규칙을 강화계획(schedule of reinforcement )이라고 부른다. 우리는 앞으로 특정한 종류의 강화계획이 특정한 수행 패턴과 비율을 낳는 경향이 있으며, 이 계획 효과(schedule effect)가 놀랄 만큼 확실함을 볼 것이다. 특정 강화계획이 어느 기간 동안 시행 중에 있을 때 유기체는 아주 예측 가능한 방식으로 행동한다. 또 유기체를 그 강화계획 환경에서 얼마 동안 벗어나게 한 뒤 다시 그 환경에 처하게 하면 대개 이전의 행동을 다시 보인다. 더욱이 상이한 종류의 행동에 대해 상이한 강화계획을 시행하면 행동의 비율과 패턴은 그 상이한 강화계획들을 반영하게 된다. 또 유기체가 고정된 비율로 반응하고 있는데 강화계획이 변화하면 그 행동도 예측 가능한 방식으로 변화하게 된다. 

단순 계획(simple schedule) 중에서도 가장 단순한 것은 연속 강화(continuous rein-forcement), 즉 CRF이다. 연속 강화에서는 어떤 행동이 일어날 때마다 강화를 받는다. 예를 들어, 쥐가 레버를 누를 때마다 항상 강화를 받으면 레버 누르기가 연속 강화계획상에 있는 것이다. 또한 비둘기가 원반을 쫄 때마다 먹이를 조금씩 받는다면, 이 비둘기의 원반 쪼기도 연속 강화계획상에 있는 것이다. 마찬가지로 아이가 자기 옷을 옷걸이에 걸 때마다 칭찬을 받으면 그 행동이 CRF상에 있는 것이고, 여러분이 자판기에 정해진 액수의 돈을 넣을 때마다 선택한 물건이 나오면 그 행동도 CRF상에 있는 것이다. CRF의 반대는 소거인데, 이는 비강화계획(schedule of non reinforcement )이라 생각할 수 있다. 

고정비율 계획을 적용하면 동물들이 높은 비율로 반응하며, 흔히 강화 바로 다음에는 짧게 쉬곤 한다. 고정비율 계획상에서 레버 누르기를 하는 쥐들은 먹이가 접시에 떨어질 때까지 레버를 빠르고 꾸준하게 누른다. 그리고는 먹이를 먹고 잠깐 멈추었다가 다시 또 레버를 누른다. 강화 이후에 나타나는 쉬는 시간을 강화후 휴지(post reinforcement pauses)라고 부르는데, 이는 연구자들 사이에 상당한 관심을 불러일으켰다(그림 10-1a를 보라). 

또 다른 한 계획에서는 강화가 행동이 일어나는 비율에 수반적이다. 이런 계획 중 하나(제6장에서 처벌의 대안으로 언급한 바 있음)로 바로 전에 일어난 반응 이후에 정해진 시간 간격이 지나고 나서 그 다음 반응이 일어나야만 강화가 주어지는 계획이 있다. 예를 들어, 쥐가 레버 누르기를 하면 먹이를 받는 경우, 바로 이전에 레버를 누른 뒤로 이를테면 5초를 쉬고 나서 레버를 눌러야 먹이가 나온다. 기억을 더듬어 보면, 이 계획은 저율 차별강화(differentialreinforcement of low rate), 즉 DRL이라고 불린다. 

DRL 계획과 논리적으로 역관계에 있는 것이 DRH 계획이라고 하는 고율 차별 강화(differential reinforcement of high rate)이다. DRH 계획에서는 일정 기간 동안 최소한 몇 번 이상의 반응이 일어나야만 강화가 주어진다. 예를 들어, 비둘기에게 10초 동안 5번 원반을 쫄 것을 요구할 수 있다. 비둘기가 이 시간 간격 동안 5번 미만의 반응을 하면 아무 것도 받지 못한다. DRH 계획은 다른 어떤 종류의 계획보다도 극단적으로 높은 반응률을 낳는다. 

연속 강화 뒤에 일어나는 소거는 급격히 진행되지만, 간헐적 강화 뒤에 일어나는 소거는 훨씬 더 천천히 진행된다. 이 현상은 부분 강화 효과(partialreinforcement effect), 즉 PRE로 알려져 있다. 

1. Ferster, C. B., & Skinner, B. F. (1957). Schedules of reinforcement . New York: Applet‎one-Century-Croft. 

4. Nevin, J. (1988). Behavioral momentum and the partial reinforcement effect. Psychological Bulletin, 103, 44-56. 

강화( reinforcement ) 어떤 행동에 따른 결과를 제공하는 절차로서 그 행동의 확률을 증가 또는 유지시킨다.(‘정적 강화’와 ‘부적 강화’를 보라. Cf. 처벌) 

강화계획(schedule of reinforcement ) 어떤 행동에 따르는 강화물을 어떤 방식으로 제시할 지를 기술하는 규칙. 

강화후 휴지(post reinforcement pause) 강화를 받은 다음에 반응을 하지 않고 쉬는 것으로 주로 FI 계획 및 FR 계획과 관련된다. 

고율 차별강화(differential reinforcement of high rate) 정해진 기간 동안 어떤 행동이 최소한 일정한 횟수만큼 일어나야만 그 행동이 강화를 받는 차별강화의 한 형태. 약자로는 DRH. (Cf. 저율 차별강화) 

대안행동 차별강화(differential reinforcement of alternative behavior) 원치 않는 행동과는 다른 행동을 체계적으로 강화하는 차별강화의 일종. (이 절차는 강화물을 획득하는 대안적인 방식을 제공한다.) 약자로는 DRA. 

무반응 차별강화(differential reinforcement

of zero responding) 어떤 행동이 일정 기간 동안 전혀 일어나지 않는 데에 수반하여 강화가 주어지는 차별강화의 일종. 그 기간 동안 다른 행동들이 필연적으로 일어나므로 타행동 차별강화(differential reinforcement of other behavior)라고도 불린다. 둘 모두 약자로는 DRO. 

부분 강화 효과(partial reinforcement

effect) 어떤 행동이 연속 강화를 받았을 때보다 부분 강화를 받았을 때 소거에 더 저항적인 경향. 약자로는 PRE. (또한 partial reinforcementextinction effect(PREE)라고도 불린다.) 

부적 강화(negative reinforcement ) 어떤 행동 다음에 자극의 제거 또는 자극 강도의 감소가 뒤따르는 강화 절차. 때로는 도피 훈련이라고도 불린다. (Cf. 정적 강화) 

비수반적 강화(noncontingent reinforcement ) 행동과는 독립적으로 강화물을 제공하는 절차. 약자로는 NCR. 

상반행동 차별강화(differential reinforcement of incompatible behavior) 원치 않는 행동에 상반되는 반응이 체계적으로 강화를 받는 강화계획의 한 형태. 약자로는 DRI. 

연속 강화(continuous reinforcement ) 어떤 행동이 일어날 때마다 강화가 주어지는 강화계획. 약자로는 CRF. (Cf. 간헐적 강화) 

저율 차별강화(differential reinforcement of low rate) 어떤 행동이 일정한 기간 동안 일정한 횟수 이상 일어나지 않을 때에만 강화가 주어지는 강화계획. 약자로는 DRL. (Cf. 고율 차별강화) 

정적 강화(positive reinforcement ) 행동 다음에 어떤 자극의 제시 또는 그 자극 강도의 증가가 뒤따르는 강화 절차. 때로는 보상 훈련(reward training)이라고 불리지만, 보상이란 용어에는 문제가 있다. (Cf. 부적 강화) 

차별강화(differential reinforcement ) 어떤 종류의 행동은 체계적으로 강화를 하고 다른 것들은 그렇게 하지 않는 조작적 훈련절차. 
[인용 문헌 : 박소현, 김문수 공역. (2004). 학습과 행동. 시그마프레스. ]