Испытуемыми в первых исследованиях Э. Торндайка были дети дошкольного возраста. Эксперимент строился на том, что экспериментатор мысленно представлял различные слова, объекты, числа. Сидящий напротив его ребенок должен был догадаться о каких вещах думает экспериментатор. Если ребенок угадывал, он получал конфету.
В основе этих экспериментов лежало положение о непосредственной связи слова и мысли. Предполагалось, что в случае мышления «про себя» должны происходить малозаметные или незаметные изменения мышц речевого аппарата. Обычно они не осознаются самим субъектом и не воспринимаются окружающими. Но, вероятно, что можно повысить к ним чувствительность других людей с целью «прочтения» ими речевых микродвижений, а тем самым и соответствующих мыслей. В качестве средства усиления чувствительности к этим микродвижениям Э. Торндайк использовал заинтересованность в отгадке, создаваемую подкреплением. Он полагал также, что чувствительность в ходе опытов постепенно обостряется (обучаемость восприятию впоследствии будет названа «перцептивным научением»).
Эти, весьма любопытные, с точки зрения педагогической психологии, опыты были прерваны специальным запретом администрации Гарвардского университета, что и подтолкнуло Э. Торндайка к экспериментам над животными. Следующими участниками его экспериментов стали цыплята, которых он учил проходить лабиринт.
Свои знаменитые эксперименты с кошками и собаками Э. Торндайк проводил уже в Колумбийском университете у другого своего учителя профессора Джеймса Мак-Кина Кеттела (1860—1944). В эго время Э. Торндайк создает свой «проблемный ящик». Этот незамысловатый по конструкции аппарат позволил талантливому экспериментатору провести серию интересных экспериментов, результаты которых существенно обогатили психологию в целом и педагогическую в частности.
