Die quantitative Verhaltensanalyse begann mit Burrhus Frederic Skinner, der objektive Methoden zur Messung und Beobachtung von Verhalten erfand. Seine bedeutendste Schöpfung war die operante Kammerkiste. Mit diesem Gerät war Skinner in der Lage, das Verhalten eines Tieres zu beobachten und zu manipulieren, indem er die Anzahl der Reaktionen maß, die es über einen bestimmten Zeitraum produzierte, die sogenannte Reaktionsrate. Skinner entdeckte, dass einige Ereignisse die Ansprechrate erhöhten, während andere Ereignisse sie verringerten. Die Ansprechrate wurde durch einen kumulativen Rekorder gemessen, der mit der Operationskammerbox verbunden war.
Operante Konditionierung wurde erstmals vom Psychologen Edward Thorndike entdeckt und bezieht sich auf eine Art des Lernens, bei der Konsequenzen Verhalten oder Reaktionen beeinflussen. Nach Thorndike werden Reaktionen durch günstige Konsequenzen verstärkt und durch ungünstige Konsequenzen geschwächt. Thorndike bezeichnete diese Beziehung zwischen Reaktion und Konsequenz als das Gesetz der Wirkung, und seine Entdeckung stimulierte viele experimentelle Studien in einem Zweig der Psychologie namens Behaviorismus.
Skinner war der erste Psychologe, der eine Methode zur Messung des Thorndike-Wirkungsgesetzes entwickelte. Er entwarf die operante Kammerbox, mit der das Verhalten eines Tieres beobachtet, manipuliert und aufgezeichnet werden konnte. Die operante Kammerbox wurde für Ratten und andere Tiere verwendet und war so konstruiert, dass bestimmte Verhaltensweisen wie das Drücken eines Hebels zu einer Konsequenz wie der Abgabe von Nahrung führten. Skinner entwarf einen kumulativen Rekorder, der Reaktionen wie Hebeldrücke und die aufgezeichnete Reaktionsrate messen konnte. Er manipulierte Umweltfaktoren, die die Ansprechrate beeinflussten, und stellte fest, dass einige Faktoren die Ansprechrate erhöhten, während andere sie verringerten.
Operante Konditionierung zeigte, dass die Reaktionsgeschwindigkeit durch einen diskriminativen Reiz bestimmt wird. Bei dieser Art der Konditionierung bestimmt der Reiz, welches Verhalten zu einer bestimmten Konsequenz führt. Skinner bezeichnete den diskriminativen Reiz als ein Ereignis, das einem Verhalten vorausging, und bezeichnete die Beziehung zwischen dem diskriminativen Reiz, dem Verhalten und der Konsequenz als Drei-Term-Kontingenz.
Behavioristen untersuchen das Verhalten, indem sie die Beziehungen zwischen der Drei-Term-Kontingenz kontrollieren. Die Manipulation dieser Beziehungen führt zu fünf verschiedenen Ergebnissen: positive Verstärkung, negative Verstärkung, Bestrafung, Reaktionskosten und Auslöschung. Jeder dieser Endpunkte hat einen anderen Einfluss auf die Ansprechrate.
Positive Verstärkung führt zu einer Erhöhung der Antwortrate, da der Antwort ein angenehmer Reiz folgt. In ähnlicher Weise führt negative Verstärkung zu einer Erhöhung der Antwortrate; Dies liegt jedoch daran, dass ein negativer Reiz aufhört. Bestrafung führt zu einer Abnahme der Reaktionsrate, da die Reaktion zu einem aversiven Reiz führt, während die Reaktionskosten eine Abnahme der Reaktionsrate bewirken, weil die Reaktion einen positiven Reiz stoppt. Extinktion verursacht eine Abnahme der verstärkten Reaktion, da dieser Reaktion kein Verstärker mehr folgt.