运用数学方法，即建立一定的有关学习的数学模式，对学习过程进行研究的理论。关于学习过程的数量分析的理论，在美国心理学家C．L．赫尔的著作中已有某些纲领性的叙述。但是，数学模式论则是20世纪50年代初期由美国W．K．埃斯蒂斯等人所创立的。1951年，埃斯蒂斯发表了关于刺激样本理论的第一篇文章，以后又继续进行了大量的研究。一般认为，埃斯蒂斯是数学模式论的代表人物。数学模式论只是用来探讨学习的理论结构的一种特殊方法，并非一种新的关于学习的基本原理。具有不同观点的心理学家均可运用数学的方法来研究他们的理论。
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