斯金纳从末20世纪20年代就开始对动物学习的实验研究。他的动物实验装置被称为“斯金纳箱”。早期的斯金纳箱结构简单，在一个木箱内装有一个操作用的按键或杠杆，还有一个提供食物强化的食盒。动物一触按键或按压杠杆，食物盒就出现一粒食物，对动物的操作行为给予强化，从而使动物按压杠杆的动作反应概率增加。斯金纳认为，这种先由动物做出一种操作反应，然后再受到强化，从而使受强化的操作反应的概率增加的现象是一种操作性的条件反射。这种反射与巴甫洛夫的经典性条件反射不同。经典性条件反射是由条件刺激引起反应的过程，写成公式是S→R；而操作性条件反射是首先做某种操作反应，然后得到强化的过程，写成公式为R→S。由此，斯金纳进一步提出，人和动物有机体有两种习得性行为：一种是应答性行为，通过建立经典式条件反射的方式习得；另一种是操作性行为，通过操作式条件反射获得。据此，斯金纳又进一步提出两种学习：一种是经典性条件反射式学习，另一种是操作性条件反射式学习。两种学习形式同样重要，而操作式学习则更能代表实际生活中人的学习情况。由此看来，斯金纳认为学习过程就是分别形成两种条件反射的过程。
斯金纳在后来的实验研究中，不断改进“斯金纳箱”的结构，使它能够通过电路控制编制强化程序，还能够自动记录动物的操作反应次数。斯金纳采用这种装置进行了一系列强化程序的实验研究。斯金纳认为，强化是增加某个反应概率的手段，强化在塑造行为和保持行为中是不可缺少的。50年代，斯金纳还以他的强化理论为依据，提倡程序教学，对当时各国教学改革产生过极大的影响。
