受格式塔心理学的影响，托尔曼否认了桑代克的效果律，认为奖励或强化在学习中所起的作用很小。他提出了带有明显认知色彩的学习理论，认为有机体习得的是关于周围环境、目标位置以及达到目标的手段和途径的知识，也就是形成“认知地图”的过程，而不是习得简单、机械的运动反应。他用“符号”一词来代表有机体对环境的认知，而关于目标及达到目标的手段和途径的意义的知识则是对符号意义的认知。学习其实就是习得达到目的的符号及其所代表的意义。这就是托尔曼“符号学习” 理论的基本含义。为了证明自己的学习理论，托尔曼提出了期待、位置学习和潜伏学习等概念并设计了一系列的实验来说明。
（一）期待
     期待指有机体对未来事件的假设或信念。托尔曼认为，动物通过学习可以形成对未来事件的意义认识，表现出对未来事件的预先认知或推测。这种学习可以由三类不同的情境或条件引起，因而也就形成了三种类型的期待。分别是：      记忆性期待，指的是由于过去的经验而导致的对某一事件发生的可能性的期待。托尔曼借用艾里厄特（M.H.Elliot）的实验来证明自己的观点。艾里厄特的实验是安排白鼠走迷津。在实验的前九天，艾里厄特安排白鼠在干渴的驱力下走迷津，把水作为目标对象。最初的九天，出口处放着水，此时白鼠的学习与其他动物的学习没有什么区别。但第十天，安排白鼠在饥饿的驱力下走迷津，并把出口处的水换成食物，此时白鼠走迷津的错误和所用的时间都显著上升，直到第二天才恢复了先前的水平。白鼠在前九天的学习中对“水”形成了记忆性期待，当第十天的食物与这种期待不符时，白鼠的行为就发生紊乱。这就说明，白鼠的行为在一定程度上是受认知上对以往的“水”的期待所调节的，这种期待是由以往的经验所引起的，因此是一种记忆性期待。      感知性期待，指由当前目标物的直接刺激而引起的期待。托尔曼引用丁科巴的实验来说明感知性期待。丁科巴实验的目的虽然是检测猴子的“延迟反应”能力，但却在事实上支持了托尔曼关于感知性期待的论述。丁科巴先安排猴子看着实验者把香蕉放进两个容器中的一个，延迟一段时间后，再让猴子走进实验室，看它是否选择刚才所看到的那个容器里的食物。在后续的实验中，实验者每次在猴子和容器之间设置屏障，并在某一次以其他食物来代替香蕉，结果猴子表现出行为紊乱，这是由于猴子当前的操作与先前形成的对“香蕉”的感知性期待不符造成的。这个实验证明了感知性期待是存在的，并对行为具有一定的调节作用。      推理性期待，是指由以往经验和目标物的当前刺激综合作用而产生的对未来事件的期待。托尔曼认为，在动物学习实验中，当推测的结果与行为的现实结果不一致时，也会导致动物行为的紊乱。      托尔曼认为，对三种期待的研究表明，动物在达到目标之前对于目标已有一种预先的期待。如果这种期待与现实结果不符合，就会造成动物行为的紊乱。这种现象是刺激反应学习理论解释不通的。这一现象也从另一方面证明了符号学习理论是恰当的。
（二）位置学习
     托尔曼坚持认为学习在本质上是位置学习，在他看来，动物在学习过程中不仅习得关于目的物的意义，也习得关于刺激情境的意义，这就是位置学习。他设计了一个十字型的迷津来证明这一点。      他把白鼠分为两组，一组为反应学习组，一组为位置学习组。反应学习组从S1或S2出发，但都得在C处向右转，才能到达食物所在的位置F1或F2；而位置学习组若从S1出发，就必须向右转，才能到达食物所在的位置F1；如果从S2出发，则必须向左转，才能到达食物所在的位置F2。实验结果表明，位置学习组学习比反应学习组快。位置学习组的8只白鼠试验8次就能正确通过迷津，而且连续几次都没有出现错误；而反应学习组的8只白鼠没有一只能象位置学习组的白鼠学得快，其中有5只连续试验72次都没有达到标准。      这个实验表明，反应学习组的白鼠不论从何处出发，只要作出相同的反应，就能在不同的地点找到食物；而位置学习组的白鼠为了在特定的位置获得食物，就必须从不同的起点出发。通过这个实验，托尔曼证明了位置学习比反应学习迅速而有效。托尔曼认为，同样的情况也可以发生在一个非常熟悉自己的城市的人身上，因为他在以往的经验中已经形成了关于这一地区的认知地图，他可以通过若干条不同的道路到达同一目标。      托尔曼根据“位置学习”实验，说明学习者并非通过尝试错误来学习，而是根据对情境的认知，在所有选择点建立了一个完整的“符号-格式塔”模式，这种模式被托尔曼称为“认知地图”。在托尔曼看来，认知地图是动物在环境中的“符号”和动物的“推理性期待”之间所习得的，是动物对环境有了“顿悟”之后所建立的综合知识在动物头脑中所形成的类似现场的地图，即“知道”目标物所在，从而改变其行为，以适应环境的要求。