你有没有思考过，你每天是怎样从自己的家走到工作的地方？在你的头脑中是不是有一幅你生活的地方的地图？如果你是老住户了，你不必思考就自然而然知道怎样从家里走到生活区的任何一个地方，而且即使有一天邮局改变了位置，你也不会因此而迷路。托尔曼认为，这是因为你的头脑中存在着一幅“认知地图”，这幅地图不仅包括事件的简单顺序，而且还包括方向、距离甚至时间关系等。
托尔曼设计了一系列以白鼠为被试的迷宫实验。第一个实验采用一个十字迷宫作为实验情境，托尔曼把白鼠分为甲乙两组，甲组白鼠从S1或S2出发到C后，都向右拐到达F1、F2分别找到食物，称为反应学习组；乙组的食物则固定放在F1处，白鼠从S1或S2出发，然后分别向右和向左拐，到达F1找到食物，称为位置学习组。托尔曼发现乙组白鼠只需8次就能学会走出迷宫从而找到食物，而甲组有5只通过72次尝试仍然没能成功。因此托尔曼设想，学习依赖于认识到目标的符号及其意义（即认识到获得食物的途径），而不是一系列机械的运动（即出发后向右走）。
为了进一步验证自己的设想，托尔曼又设计了另一个迷宫。这个迷宫有一个起点，一个装有食物的箱子和三条不同长度的从起点到食物箱的通道。实验开始时先让白鼠自由活动，让它们自由地在迷宫探索出路。过一段时间后，检验白鼠的学习结果。在没有堵塞通道的时候，白鼠懂得“抄近路”，选择最短的直线通路1；接着堵塞A处，白鼠竟然懂得选择通路2找到食物箱；如果把B处堵塞，白鼠发现通路1不能通行后，直接就选择了通路3而不走通路2，最后顺利到达了食物箱。在这个过程中，白鼠好像认识到了B处既阻塞了通路1又阻塞了通路2.这就说明了，在白鼠自由学习走迷宫的时候，它们就形成了对迷宫的“认知地图”，因而不会盲目地选择通路。
那么，白鼠是不是只是因为得以食物才会懂得走迷宫？如果没有食物的鼓励它们会不会走迷宫呢？在第三个实验中，托尔曼和杭席克同样利用上述实验中的迷宫，但是根据对白鼠的奖励的不同把白鼠分成三组来进行实验。其中甲组不给予食物奖励，乙组给予食物奖励，丙组在11天之后才给予食物。
丙组白鼠在11天得到奖励之后进步迅猛。托尔曼认为，虽然在前10天里白鼠没得得到食物，但它们仍然每天进行着学习，从而形成了“认知地图”，只不过在没有奖励的情况下没有表现出来而已，这种现象叫做“潜伏学习”。这个实验表明：强化确实能促进符号学习，但不是符号学习的必要条件。
白鼠走迷宫的实验告诉我们，对学生的学习行为进行适当的激励要比不予激励更能提高学生的学习积极性和学习效果。在学生具有比较强的内在学习动力的前提下给予激励要比学生在缺乏内在的学习动力的情况下给予激励具有更好的效果。因此，一方面，教师要重视对激励机制的运用；另一方面，教师在运用激励机制时又要注意时机，以便使自己的激励取得最佳的效果。