操作性條件反射

經典條件反射通過訓練被試將刺激與反應聯繫起來，從而通過一個聯想的過程來學習一種行為。另一種類型的條件反射則從行為開始，從後往前發生作用。

亞歷山大·貝恩（Alexander Bain，1818年—1903年）經常被稱為英國第一位心理學家，他把所有的行為都歸類為反射行為或自發行為。像任何動物一樣，反射行為是對刺激的自動反應。如果有某物濺到眼睛裡，反射動作就是閉上眼睛。自發行為最初是隨機的，但產生良好反應的行為會被記住和強化。他用試誤來描述學習，或者稱為「自發行為學習」，這一過程後來被斯金納稱為「操作性條件反射」。

籠子裡的貓

早期的行為主義心理學家愛德華·桑代克為後來的許多學習研究奠定了基礎。他用動物做研究，通常是用貓。桑代克發明了一種被他稱為「迷籠」的裝置，動物可以通過按壓槓桿從內部打開籠子。貓被放在籠子裡，外面放了一小片魚，以鼓勵貓逃跑（而不是像貓可能會做的那樣，在籠子裡面睡著）。當貓探索自己周圍的環境時，如果它絆倒在打開籠子的槓桿上，它就可以走出籠子吃魚了。桑代克把同一隻貓放回籠子裡幾次，記錄它每次按壓這個槓桿需要的時間。他發現，貓所用的時間在逐漸減少。

桑代克提出了「效果律」，他認為人們更有可能重複任何能夠帶來愉快後果的行為，且更有可能停止任何帶來不愉快後果的行為。這一行為用日常語言來表達就是，如果你抓住黃蜂，它會蜇你，你就不想再抓另一隻黃蜂了。如果你試吃一個草莓，感到它很好吃，你可能還想再吃一個。條件效應的強度取決於反應的強度。這個簡單的定律看起來似乎不言自明，它構成了行為主義的基礎，這是20世紀心理學最重要的運動之一。

聯想主義和強化

聯想主義者認為，如果不同的事物一起發生（接近），或者其經常在時間和空間上很接近（頻率），或者它們有時候明顯不同（對比），我們會在此基礎上建立不同事物之間的聯繫。桑代克迷籠實驗的研究使一種新的學習模式出現，人們將其稱為強化。這種強化尤其適用於行為。如果人們的反應是積極的，就會鼓勵這種行為的重複，行為就獲得了強化。

選擇和被詛咒

波蘭神經學家傑澤·科諾爾斯基（Jerzy Konorski，1903年—1973年）是深入探討操作性條件反射的第一人。科諾爾斯基和巴甫洛夫一起工作了兩年。最初，他將新的條件反射稱為「II型條件反射」或「次級條件反射」，但是斯金納常常將這個名字與操作性條件反射相關聯。斯金納在美國生活和工作，而科諾爾斯基則處於心理學的研究主流之外。斯金納採取了一種極端的立場，他將其稱為「激進的行為主義」，並毫不妥協地主張以下觀點：首先，我們沒有自由意志；其次，心理學上對認知活動沒有得出真正的研究結果。他被稱為20世紀最有影響力的心理學家。

斯金納也像桑代克一樣使用箱籠來實驗動物的反應和學習，然後將研究結果應用於人類心理學。他使用的斯金納箱有一個可以分發食物的槓桿，還有能夠產生刺激光、可通電的網格和揚聲器等裝置。斯金納最喜歡用的實驗動物是小白鼠，也用過鴿子。他根據按壓槓桿產生的結果來檢驗動物按壓槓桿的行為，這些結果可能是正的、負的或中性的。他對動物的獎勵和懲罰都進行了研究。

當小白鼠按壓槓桿並得到食物時，這就是正強化，小白鼠按壓槓桿的行為讓其得到了獎勵，它可能會重複這一行為。

如果籠子的地板網格輕微帶電，就會讓小白鼠感到不舒服，而它按壓槓桿能使電流斷開。這就是負強化，小白鼠的這種行為消除了不愉快的刺激，因此它也有可能重複這一行為。斯金納在這個問題上對小白鼠進行了進一步的訓練。如果在籠子的地板網格接通電源之前打開燈，小白鼠就能知道燈是一個信號，它在通電啟動前立即接通槓桿就能使通電失效。

賭博的鴿子

2013年，由珍妮弗·勞德（Jennifer Laude）領導的研究小組發現，一些鴿子喜歡賭博。研究人員給鴿子提供了兩個可以啄的按鍵。其中一個按鍵給了20%的時間，鴿子啄完後會放出10顆食物，這是一次豐盛的獎勵，但其餘時間不會放任何食物；另一個按鍵在鴿子啄完後總會釋放3粒食物。研究人員發現，一些鴿子更喜歡採用高風險的策略，他們通過進一步的實驗表明，這些都是衝動的鴿子。為了測試鴿子的衝動性，他們又提供了兩個按鍵，鴿子每次按壓這兩個按鍵都能釋放食物，一個按鍵會在按壓延遲20秒後釋放大量的食物，另一個按鍵則會在按壓後立即釋放很少的食物。人類的強迫性賭博遵循類似的模式，這被認為是一種衝動障礙。

除了這些對行為的獎勵方式之外，斯金納也研究了懲罰。懲罰可能會涉及不愉快條件或愉快條件的消除。

在日常生活中，強化「良好」行為的每一小步並不常見。斯金納按照時間變化的間隔安排強化，在兩次強化之間有固定間隔或變化間隔，以及按照強化和非強化行為之間的固定比率和變化比率給予強化，基於間隔的強化計劃會導致目標行為形成較慢。反應次數不會影響強化，只有時間會影響強化。這意味著，只要願意等待，即使是最懶的被試都將得到強化。基於比率的強化計劃會產生更高的反應率。由於被試不知道什麼時候需要強化，他們就會反覆嘗試甚至瘋狂地嘗試來獲得強化。

鴿子導彈

斯金納箱並不是斯金納第一次涉及設備製造。從少年時代起，他就喜歡製作各種奇怪的裝置。第二次世界大戰期間，他設計了鴿子制導導彈。這個導彈的鼻錐被分成三個隔間，每個隔間裡有一個可供鴿子待的空間，經過訓練的鴿子會在屏幕上啄食目標圖片來引導導彈。如果鴿子啄的點（即目標）沒有在屏幕中央，這種啄食會引發導彈對飛行路徑進行調整。雖然該項目在證明可行性時取得了成功，並獲得了25000美元的支持基金，但人們在1944年又取消了該項目，以便將資金用於更常規的研究。