認知心理學理論是基于認知結構的理論。這種理論并不是由某一位心理學家單獨提出并詳加闡述的完整的理論體系，它散見于許多心理學理論特別是認知心理學理論之中。許多心理學家從不同的角度對它進行了獨特的理解和闡述，因此它豐富而不統一。這種理論以認知結構為研究核心，而不是僅僅研究刺激與反應之間的聯結，充分體現了對學生主體的重視。基于以上兩點認識，對其進行歷史的梳理、縱向抽取和綜合概括，挖掘其內在的科學性，將有助于人們對其認知結構有完整而全面的認識，有助于在教學設計的過程中貫徹科學的方法和以學生為主體的思想。
幾乎所有的認知結構理論都認為學習過程就是認知結構不斷變化和重新組織的過程，存在于人頭腦中的認知結構始終處于變動與建構之中。其中，環境和學習者的個體特征是兩個決定性因素。完善的環境應包括真實的問題情境、先進的物質設備環境、經過精心組織的教材環境和教師創造的和諧的心理環境。它們共同為學習者的自由探索和自主學習提供有力的支持和促進。
認知結構的核心地位來自于它的重要作用。近年來，在有關專家和新手的解決問題的比較研究中發現，專家之所以能迅速的解決問題，就在于專家頭腦中有某類知識的大約5～20萬個知識組塊，這些知識組塊按層次網絡的方式排列，在解決問題時能更注意問題的結構。而新手卻相反，他們有關的知識較少，知識之間是零散和孤立水平排列狀態，在解決問題時更多的注意問題的細節。對學習落后學生的研究表明，特定知識與技能的缺陷是導致學習能力低下的主要原因。可見，認知結構的確在學習中發揮著強大的作用，特別是良好建構的認知結構在學習中更是必不可少的。布魯納主張學習應最先建立學科基本結構，即學科的知識體系所能抽象概括的、具有普遍和強有力適應性的、能廣泛遷移的系統構架，奧蘇貝爾把建立概括性強的認知結構作為教學的主要任務，都是有一定道理的。
認知結構理論明顯由對教師教的研究轉向對學生學的研究，把學生作為研究的中心。對認知結構的闡述包含的理論前提是，學生才是決定學習什么的關鍵和直接因素，教材、教法、環境等一切外部條件雖然是重要的，但都是間接的因素。對學生的研究以對學生認知結構的研究為起點，不僅研究學生的認知過程、認知策略、認知條件等，還研究認知活動展開的支持系統如情感、意志等。對認知結構的研究影射到對學生整體的研究。這種研究使得對學生的重視不僅在思想或經驗的水平而是深入到科學行動的階段，它為有效的發揮學生的主體性提供了科學的依據、實用的操作原理和方法。認知結構與學生主體思想相互印證，相互促進，相得益彰，它隨著學生主體思想的發展而發展起來并不斷深化下去，突出了學生自主建構的必要性和意義。
教師要明確意識到，學習是學生在頭腦中主動地建構認知結構，教師不再是傳授知識的權威，而是學生建構知識過程中的好的輔導員，是學生學習的高級合作者。這就要求教師不僅要輔導學習內容，而且要輔導學習策略，而后者是教師需要熟悉和學習的。盡管教師可以輔導學生，但學生必須主動地學習，必須清楚所學知識的意義。因此，學生要有主動學習的心向，要選擇有難度的任務，主動探索學科中概括水平較高的主要概念、主要原理和規則。這就要求學生要采用新的策略、新的學習風格，形成自己就是知識的建構者的心理模式。
教師要善于在課堂教學中采用一些真實任務和學科領域中的日常實踐，這些接近生活的復雜任務整合了許多知識和技能，有助于學生用真實的方式應用所學知識，有助于學生明確所學知識的相關性和有意義性。
第三步，引導學生自主學習。比如，確定完成任務所需要的知識點的清單，找到獲得有關信息和資料的渠道，學會利用與評價有關信息和資料。]
通過討論、交流，學生各自將自己的思維流程暴露，使不同觀點得以交鋒，從而補充、修正、加深了自己對問題的理解。
第五步，反思討論。對自己的思維過程和同學的思維過程進行評價并加以比較，分析彼此的長短處，總結該方法與以前所學的有何不同，預測以后在什么樣的情況下還能用到。這種反思有助于使所學知識條件化。而且，通過評價自己和同學的成果，學生還要反思自我引導學習的有效性和合作性學習的有效性，這有助于發展元認知技能。
學習的結果是學生頭腦中認知圖式的重建，為促進學生的學習，教師可以為學生提供一個概念框架，以創造最鄰近發展區。借助于概念框架，學生原有知識和新知識間架起了橋梁，它支撐著學生的學習由一個水平發展到另一個更高的水平。
第一步，圍繞學習主題，按“最近發展區”的要求，把復雜的學習任務分解，設計成一種概念框架，這種框架中的概念是學生進一步理解問題所需要的。
第三步，讓學生獨立探索。包括確定與給定概念有關的各種屬性，并將各種屬性按其重要性排序。探索之初，由教師采用演示或介紹理解類似概念的過程啟發引導；探索中，教師適當提示，幫助學生沿著概念框架逐步攀登；最后，教師的幫助逐步減少，放手讓學生自己探索，獨立攀登。
第五步，效果評價。包括學生個人的自我評價和學習小組對個人學習的評價。通過概念框架的支撐作用，使學生的學習不停地從一個水平提升到另一個水平，真正做到教學促進了認知結構的建構，教學走在了發展的前面。
隨機進入教學就是學習者為了不同目的，從不同途徑、不同側面，采用不同方式對同一內容的學習。這種多次學習，不是簡單的重復，而是各有側重，結果使學習者獲得了對事物復雜全貌的理解，對事物內在性質和事物間相互聯系的全面掌握和認識上的飛躍，克服了遷移中的障礙。這就要求教師有能力創設一種良好的環境。
第三步，思維訓練。由于所學內容比較復雜，所以教師與學生的互動應在“元認知”水平上進行，教師要了解學生的思維過程，注意發展發散思維。
第四步，小組協作學習，圍繞不同側面的學習所獲得的認知展開小組討論，同學們的思維觀點都在討論的環境中受到考察、評論，每個同學也對別人的觀點作出反應。
認知心理學強調的共同點是學生作為自己知識的建構者，在應用知識的情景中，主動參與真實性的活動和任務，在完成任務的過程中進行批判性和創造性的思考，并在與小組其他成員的合作中不斷建構自己的知識，在元認知水平上監視自己對知識的建構。在此基礎上，由學習者自身最終完成對所學知識的意義建構。這種教學活動是在認知和元認知兩個水平上進行的。所以，教師不僅要引導學生學習各種認知策略，而且要訓練他們使用元認知策略。策略訓練宜采用的步驟：
第一步，將訓練策略的名稱、含義和操作告訴學生，使學生形成對所學策略的命題表征，并能復述出來，以獲得陳述性知識。
第二步，用范例指導學生學習策略的使用，并仔細講解，引導學生將陳述性知識向程序性知識轉化，使學習策略由命題表征轉化為產生式表征，即由知識轉化為技能。
第三步，提供大量的變式練習，讓學生掌握策略使用的條件，使策略成為條件化知識。在此過程中，教師把對學習過程的監控權逐步交給學生。
第四步，讓學生在大量練習的過程中，把對自己思維過程的監控由有意識向自動化轉化，最終形成穩定而有效的元認知技能。
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