Lo psicologo E.L. Thorndike (1931) studiò il comportamento dei gatti che, chiusi in una gabbia, potevano uscirne solo azionando una determinata leva; come premio, fuori essi trovavano del cibo. Per arrivare al traguardo, gli animali procedevano per tentativi, senza un metodo preciso finché colpivano per caso la leva. Col tempo essi imparavano a risolvere il problema ed uscivano dalla gabbia sempre più rapidamente. A seguito dei suoi studi lo psicologo propose due leggi dell’apprendimento:

1. legge dell’effetto: una risposta che comporta un effetto piacevole tende ripetersi, mentre una conseguenza spiacevole non promuove la ripetizione della risposta.
2. legge dell’esercizio: la ripetizione di una risposta diventa sempre più probabile quanto più spesso essa viene ripetuta.

Con Thorndike si può quindi parlare di apprendimento strumentale, in quanto sebbene egli utilizzasse le regole dell’apprendimento per associazione, il comportamento dell’animale rimaneva strettamente collegato alla ricerca di una ricompensa. Proseguendo questa tradizione di ricerche, B.F. Skinner sviluppò le osservazioni di Thorndike coniando il termine condizionamento operante sottolineando che l’individuo assume un ruolo attivo nell’operare sull’ambiente per ottenere, o evitare, un certo risultato. In quest’ottica una risposta viene emessa senza la necessità di uno stimolo attivante, ma essa rimane legata alla possibilità di ricevere una ricompensa tale da promuovere un comportamento volontario, perciò essa viene acquisita in seguito all’azione di un rinforzo. Nel condizionamento operante pertanto la ricompensa o la punizione restano subordinate al verificarsi della risposta e in esso vige la legge dell’effetto, e da questo si differenzia dal condizionamento classico il quale invece funzione in base alla legge della contiguità. Inoltre quest’ultimo implica dal punto di vista fisiologico risposte di tipo involontario, collegate al sistema nervoso autonomo, mentre nel condizionamento operante interviene il sistema nervoso centrale in quanto le risposte coinvolgono il sistema muscolare – scheletrico e processi mentali superiori.
Il rinforzo inoltre può essere definito come un fattore che aumenta la probabilità che venga proposta un certo tipo di risposta. Esso può essere classificato in base a tre elementi:
(a) la valenza sull’individuo: può essere positivo e corrispondere ad una ricompensa, oppure negativo se si tratta di una punizione;
(b) i bisogni su cui agisce: se i bisogni sono primari, i rinforzi si dicono primari, se i bisogni sono secondari, i rinforzi si definiscono secondari;
(c) secondo la modalità di somministrazione: la quale può essere continua o parziale. In ogni caso comunque se trascorre del tempo in cui lo stimolo non viene rinforzato, l’apprendimento acquisito dall’animale tende ad estinguersi. È perciò necessaria continuità, ripetitività ed esercitazione nel processo di apprendimento.

Apprendimento cognitivo
Se si apprende grazie al condizionamento classico e a quello operante è perché avvengono associazioni meccaniche di stimoli che si succedono l’un l’altro (comportamento – ricompensa). Gli animali apprendono anche attraverso processi nei quali sono coinvolti fenomeni non più meccanici, ma attivi ed intelligenti. È l’apprendimento cognitivo: un apprendimento compiuto organizzando informazioni, facendo confronti, formando nuove associazioni, e guidate da esperienze passate e presenti. Cognitivo indica l’azione di una mente che funziona come elaboratrice attiva delle conoscenze; il centro non è più l’apprendimento inconsapevole per prove ed errori, ma il processo di ristrutturazione cognitiva associata al vissuto consapevole di comprensione immediata.