Sebbene abbia trascorso la sua matura carriera in psicologia dell'educazione al Teachers College della Columbia University di New York City, il lavoro più importante dello psicologo americano Edward Lee Thorndike fu svolto nell'apprendimento degli animali, iniziato ad Harvard sotto William James (1842-1910). Thorndike, insieme al fisiologo russo Ivan Pavlov (1849-1936), fornì gli strumenti metodologici del comportamentismo, in cui gli psicologi usavano modelli animali per formulare teorie di apprendimento e comportamento che includessero gli esseri umani.
Quando Thorndike e Pavlov iniziarono le loro ricerche, la psicologia comparata usò il cosiddetto metodo aneddotico - raccogliendo storie sul comportamento animale in contesti naturali e seminaturali - per comprendere il pensiero animale cosciente. Thorndike ha sfidato il metodo aneddotico per mancanza di controllo, sovrastima dell'intelligenza animale e tendenze ad antropomorfizzare la mente animale. Ha sostituito gli esperimenti con gli aneddoti, stabilendo uno dei due principali paradigmi per lo studio dell'apprendimento: condizionamento strumentale o operante. Contemporaneamente, Pavlov ha stabilito il condizionamento pavloviano, classico o rispondente. Per quanto riguarda il pensiero animale, Thorndike ha deciso di catturare la mente animale al lavoro, ma ha concluso che gli animali non ragionano per trovare soluzioni ai problemi. Piuttosto, si impegnano in un apprendimento senza cervello per tentativi ed errori.
Negli esperimenti che definivano il condizionamento strumentale, Thorndike mise i giovani gatti all'interno di gabbie di legno chiamate scatole di puzzle da cui potevano scappare lavorando un manipulandum all'interno della scatola, come un pedale. Thorndike ha osservato che i gatti hanno provato una varietà di risposte istintive prima di colpire accidentalmente la risposta corretta. Né hanno mostrato perspicacia. Invece di calpestare immediatamente il pedale nella prova successiva, i gatti hanno ripetuto risposte errate, sebbene la risposta corretta sia emersa prima con il progredire delle prove fino a diventare dominante. Thorndike ha descritto il processo di apprendimento come una graduale "eliminazione" delle connessioni tra gli stimoli della scatola (S ) e le risposte istintive errate (R ), e il graduale "stampaggio" dei collegamenti tra S e il corretto R. Quindi, Thorndike ha chiamato la sua teoria dell'apprendimento connessionismo, una versione comportamentale dell'associazionismo.
Thorndike ha proposto tre leggi che regolano l'apprendimento. Il legge di esercizio riteneva che l'uso di una connessione lo rafforzasse e il disuso lo indebolisse, mentre il legge di prontezza ha affermato che quando una connessione era disponibile, il suo utilizzo sarebbe stato soddisfacente per l'organismo; queste leggi furono successivamente abbandonate. La cosa più importante era il legge di effetto. Inizialmente, la legge dell'effetto sosteneva che quando una risposta a uno stimolo portava al piacere, il SR la connessione è stata rafforzata e quando una risposta ha portato a una punizione dolorosa, la connessione è stata indebolita. Thorndike ha successivamente rivisto la legge dell'effetto, avendo scoperto che la punizione non si indeboliva SR connessioni, ma inibiva la loro espressione, una visione che si tiene oggi.
Poiché Thorndike non ha mai proposto un sistema psicologico completo, le sue idee sono state oggetto di critiche dettagliate piuttosto che sistematiche. Le più significative sono state le critiche alla legge dell'effetto e alla metodologia delle scatole dei puzzle. Ansiosi di eliminare i riferimenti agli stati mentali dalla psicologia, i comportamentisti si opposero al riferimento di Thorndike al "piacere" - una sensazione soggettiva cosciente - come causa dell'apprendimento. Hanno sostituito cause meno mentalistiche come la contiguità di stimolo e risposta (Edwin R. Guthrie [1886–1959]) o la riduzione della spinta biologica (Clark Hull [1884–1952]), oppure hanno definito i rinforzi funzionalmente come eventi che rafforzano le risposte che hanno prodotto loro (BF Skinner [1904–1990]). Più tardi, man mano che le visioni dell'apprendimento basate sull'elaborazione dell'informazione acquisirono forza, gli psicologi misero in dubbio la legge dell'effetto di Thorndike in un modo nuovo (anticipato da Edward C. Tolman [1886–1959] negli anni '1930). Thorndike presumeva che le ricompense e le punizioni funzionassero attraverso il piacere e il dolore, ma forniscono anche informazioni (un concetto non disponibile per Thorndike) che una risposta era corretta o errata. Esperimenti che separano i due (p. Es., Fare uno stimolo doloroso indica che una risposta era corretta) hanno dimostrato che l'apprendimento dipende dal valore informativo dei rinforzi più che dalla loro qualità soggettiva.
Lo psicologo della Gestalt Wolfgang Köhler (1887-1967) ha offerto un'importante critica al metodo del puzzle-box di Thorndike. Uno dei problemi principali nella psicologia dell'apprendimento è se l'apprendimento avviene gradualmente o può verificarsi all'improvviso attraverso l'insight. Thorndike non ha trovato segni di intuizione nei suoi studi di puzzle-box, mentre Köhler ha trovato prove di intuizione nei suoi studi sulla risoluzione dei problemi da parte degli scimpanzé. Köhler ha sostenuto che il metodo di Thorndike era difettoso perché rendeva impossibile la comprensione: intrappolato nella scatola del puzzle, il gatto non poteva vedere la connessione tra il manipulandum e l'apertura della porta, quindi è stato costretto a ricorrere a tentativi ed errori. Negli esperimenti di Köhler, d'altra parte, tutti gli elementi necessari per risolvere un problema erano a disposizione del soggetto, che è stato in grado di assemblarli in modo intuitivo in una soluzione. La forza della critica di Köhler si estende oltre le questioni dell'apprendimento. Gli psicologi eseguono esperimenti per scoprire leggi che spiegano il comportamento nella vita reale, ma gli esperimenti sono necessariamente artificiali e possono portare gli psicologi a proporre leggi di comportamento universali che sono in realtà leggi indotte dai loro esperimenti.
Tuttavia, l'influenza di Thorndike era enorme. Ha avviato il SR concetto di apprendimento elaborato da Clark Hull e dai suoi seguaci dagli anni '1930 agli anni '1960, che oscurò la tradizione cognitiva degli psicologi della Gestalt e di Edward Tolman, secondo cui l'apprendimento consisteva nello sviluppo di rappresentazioni interne del mondo, la visione principale della scienza cognitiva oggi . La legge dell'effetto fornì la base per i principi di rinforzo di Skinner, sebbene Skinner non considerasse l'apprendimento operante come un collegamento. C'è oggi un nuovo movimento "connessionista" (rete neurale), ma non è collegabile a Thorndike.