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Definió el aprendizaje en base a la memoria, adquirimos el conocimiento por medio de los sentidos a través del mundo externo como fuente del conocimiento.
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Postula el dualismo de la mente y el cuerpo, captamos las cosas por medio de los sentidos, y gracias al razonamiento.
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Experimentó con animales y usó entornos con los que pretendía tener el control de todas las variables para detectar qué afectaba la conducta del animal, como la ¨caja de Skinner¨, una jaula para ratas con una palanca y dispensador de comida.
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Propuso el método cartesiano con un enfoque analítico, evidencia-intuición-análisis y el sintético, síntesis-deducción-comprobación. Su famosa frase es: ¨Pienso, luego existo¨.
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Postula que venimos al mundo con una hoja en blanco, donde se van escribiendo nuestras experiencias que vivimos en el mundo externo.
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Propuso que nadie tiene la certeza de la realidad que les rodea, ni de sus propias ideas. Sus ideas son su propia realidad.
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Realizó sus investigaciones en perros. Observó que al poner comida al perro, éste generaba saliva, y que al estar frente al perro también producía saliva, aunque no le diera comida. Después aplicó estímulos auditivos y visuales que eran neutros, antes de servir la comida.
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Estudió la percepción humana, la cual llamó Phi, principio en que se basan las imágenes en movimiento. Postuló leyes de organización perceptual de origen innato, que son la reciprocidad figura-fondo, ley de la proximidad, ley de cierre o conclusión y la Ley de Präganz o principio de la buena forma.
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Su teoría se basa en un aprendizaje de respuestas reflejas que conectan un estímulo nuevo y un reflejo ya existente, lo cual un estímulo que no provoca una respuesta puede llegar a provocarla por una asociación del estímulo que provoca ésta respuesta. Experimentó con el pequeño Albert de 11 meses, a quien cada vez que le presentaba una rata blanca golpeaba una barra metálica con un martillo, el niño se alteraba y lloraba.
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Estableció que el aprendizaje estaba compuesto de conexiones entre un estímulo y una respuesta. Postuló que la inteligencia es una capacidad compuesta por una serie de habilidades. Creó la teoría del conexionismo, que según él, la consciencia es innecesaria para el aprendizaje.
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Postuló al analizar la conducta, que se debe tener en cuenta el todo, y no tanto los elemento o unidades separadas. Debido a sus estudios de la percepción y conceptos sensoriales, creó la teoría de la Gestalt, llamada Teoría de la forma y de la organización. También estableció que la memoria funciona en gran medida por la atención.
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Se dedicó a estudiar el comportamiento de los chimpancés y sus procesos de toma de decisiones y razonamiento. Descubrió del proceso psicológico del insight, la comprensión inmediata y directa de un problema, al decir, me hizo click, o me cayó el veinte, de manera súbita y sin pensar mucho las cosas.