操作条件反射（operant conditioning），也被称为“工具性条件反射”，是美国心理学家斯金纳在20世纪30年代基于经典条件反射理论提出的。他通过对动物学习行为的研究，发明了一种精确测量习得反应的实验方法，设计了实验箱（通常称作斯金纳箱），用于研究动物如何通过特定的操作活动，如按压杠杆或按键，来获得强化反应。这些实验不仅限于老鼠，还包括猫、兔子和猕猴等动物。操作条件反射可以分为两种类型：食物性和防御性。
中文名称
操作条件反射
外文名称
(operant conditioning)
提出者
斯金纳
提出时间
20世纪30年代
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斯金纳在20世纪20年代末期便开始进行动物学习实验。早期的斯金纳箱结构较为简单，内部设置了一个按键或杠杆以及一个食物强化的食盒。当动物触碰按键或按压杠杆时，食物就会掉出食盒，从而对动物的操作行为进行强化，这种方法使得动物重复按压杠杆的概率逐渐增大。斯金纳将这种基于操作反应后的强化现象称为操作条件反射，这与巴甫洛夫的经典条件反射不同。经典条件反射的公式为S→R，即条件刺激引发反应；而操作条件反射的公式为R→S，即通过操作行为获得强化。斯金纳进一步提出，人类和动物的行为有两种习得方式：一种是应答性行为，通过经典条件反射获得；另一种是操作性行为，通过操作条件反射获得。斯金纳认为操作性条件反射在实际生活中的学习过程中更具代表性。
随着实验的深入，斯金纳不断改进斯金纳箱，使其能够通过电路控制强化程序，并自动记录动物的操作反应次数。他认为，强化是提升某种反应概率的有效手段，对塑造和保持行为至关重要。在50年代，斯金纳的强化理论也为程序教学提供了重要依据，对全球的教学改革产生了深远影响。
斯金纳学习理论的一个主要问题是，他和桑代克及华生一样，持有机械主义观点，完全忽视了学习过程中的认知因素，同时也低估了主观能动性。他将人类学习简化为操作性条件反射的解释，显得有些片面。
操作条件反射，也被称为工具条件反射或工具学习，其最早的研究者是桑代克（1874-1949）。他通过观察猫在迷宫中逃脱的行为，发现猫在第一次逃脱时需要较长时间，而随着经验的积累，猫成功逃脱的时间越来越短。桑代克的效果律解释认为，成功的反应会带来满意的结果，从而更频繁地出现；不成功的反应则产生负面结果，出现频率降低。斯金纳在桑代克的观点基础上，发展了基于强化和惩罚的详细操作条件反射理论。
在实验方法方面，斯金纳的研究使用了一种称为斯金纳箱的动物实验仪器。箱子内放置了一只白鼠或鸽子，设有杠杆或按键，尽可能排除外部干扰。动物可以自由活动，当它按压杠杆或啄击按键时，食物就会掉入箱子下方的盘中，动物便可以获得食物。斯金纳的实验与巴甫洛夫的条件反射实验不同：斯金纳箱中的动物可以自由移动；动物的反应不是由已知刺激引发的，而是作为获得强化的手段；第三，反应不是唾液分泌而是骨骼肌的运动；实验的目的在于揭示刺激与反应的关系，从而有效控制有机体的行为。
斯金纳通过实验发现，动物的学习行为是随着强化刺激的出现而发生的。他将这一发现推广到人类学习行为中，认为虽然人类的学习比动物更复杂，但也是通过操作性条件反射实现的。操作性条件反射的特点在于，强化刺激并不是与反应同时发生或之前发生，而是在反应之后发生。学习的核心在于通过“报酬”强化特定的反应。斯金纳认为，人类行为几乎都是操作性强化的结果，人们可以通过强化来改变他人的行为。在教学中，教师作为学生行为的设计者，将学习目标细分为多个任务，并逐个进行强化，学生通过操作性条件反射逐步完成学习任务。