认知主义的学习理论是在与行为主义学习理论相抗衡的过程中发展起来的，他们不再认为学习的过程只是刺激与反应之间的简单联结，在刺激与反应之间还有一个中介因素在起作用，这就是认知因素，而且人类的行为并不简单地等同于动物的行为，二者间有质的差别。把学习看作是一个有认知因素在其中起作用的过程，最早形成理论的是格式塔的顿悟论，以及后来在20世纪60年代发展起来的布鲁纳的认知发现论，奥苏伯尔的认知同化论等等。
一、格式塔的顿悟论
格式塔（Gestait）是德语中“完形”的译音，其理论也称为完形心理学，1912年诞生于德国。强调经验和行为的整体性，认为整体不等于部分之和，整体具有部分之中所没有的性质，主张对心理进行整体的研究。代表人物有韦特海墨、考夫卡和苛勒，其中，苛勒对学习问题的研究最为深入。
（一）对学习实质的认识
完形派的理论认为，学习是组织一种完形，完形实质上是指对事物式样和关系的认知。在学习中要解决问题，必须对情境中事物的关系加以理解，从而构成一种完形，使学习得以实现。如当我们面前呈现出一张桌子时，我们认知为桌子，尽管它是由桌面、桌腿等构成的。也就是说，我们知觉一个事物时是对其整体和关系的认识。而学习实际上就是由于对情境中的事物关系的理解构成一种完形而实现的。在苛勒所进行的动物实验中，把香蕉放在笼外猩猩可以看到但拿不到的地方，用一根绳子绑住香蕉，把绳子放到笼子内显眼的地方；同时，再放几根同方向的绳子，一端在笼内，一端在香蕉旁边，但不绑住香蕉；这时，“猩猩往往先看一看目的物，顾及到其所欲达到的目的，然后开始拉绳，它的行为往往是针对目的，而不针对绳子”。这就意味着猩猩领悟了香蕉和绳子的关系，在视野中构成了香蕉和绳子的完形，猩猩才发生了拉绳的动作。所以，完形派的理论认为，当有机体已具备有关情境的经验时，其头脑便会出现相应的完形，据此与环境维持平衡。而当情境发生变动时，有机体缺乏相应的经验，其完形便会出现缺口，此时有机体便会不断重新组织，以弥补缺口形成新的完形。新的完形体现了新情境各部分的联系和关系，这个通过自组织作用而弥补缺口建立完形的过程就是学习。
（二）学习过程的认识
学习是由顿悟来实现的。顿悟也叫领悟，学习就是一种突然的领悟和理解，领悟是对情境全局的知觉，是对问题情境中事物关系的理解，也就是完形的组织过程。格式塔学派进一步证明，动物的学习是由领悟，而不是尝试错误来实现的。因为动物的一切活动朝向一定的目标，而且是在观看整个情境之后进行的，由不能到能的突然转变不是渐进的，而是豁然开朗。动物学到的东西能够保持和迁移，能将一种情境中领悟的东西，应用到另一种情境中去。如苛勒对黑猩猩的实验发现，当黑猩猩得不到食物时，不是乱跑乱动，而是安静地坐在那里看，然后突然接竹竿、拉绳子、搬木箱等去取食物，并没有经过多次尝试，而是突然成功。考夫卡还认为顿悟是通过综合、分析及联属三种历程而实现的。
第一种，综合历程。即把情境中的各个部分合而为一，成为完形的部分。如黑猩猩把两根竹竿连接在一起，变成一根竹竿。
第二种，分析历程。即把“本是一体的东西，分而为二”。如黑猩猩要排除箱子的障碍时，就要把合在一起的箱子分开。
第三种，联属历程。即是确定事物间的相互关系。
考夫卡认为，这三种历程绝非各自独立的，它们往往合见于具体动作之内，尤其以联属作用最为需要，没有联属作用，便不能有分析。因为一个整体只能依其内部轮廓所规定的裂痕而分裂，一个整体，若全无界限便没有分析的可能。综合也以联属为条件，因为先要区分联属的部分，然后这些部分才能合为一个单独的整体。
二、布鲁纳的认知发现论
布鲁纳是认知主义学习观的主要代表人物，也提出了较为系统的学习理论。
（一）对学习实质的认识
认知发现理论认为，学习的实质在于主动形成认知结构。强调认知活动中的认知结构的作用，布鲁纳把认知结构定义为反映事物间稳定联系的内部认知系统，是用来感知和概括新事物的一般方式，它是在过去经验的基础上形成的，并在学习过程中不断变动。认知结构形成后是进一步学习和理解新知识的重要内部因素和基础。
布鲁纳又把认知结构称为“表征”，并认为表征有三种：动作性表征、映象性表征和符号性表征，这三种表征在儿童智慧发展中不断演变，经历三个阶段。第一阶段，婴幼儿时期（1—2岁）主要是依靠动作去应付世界；第二阶段（3—7岁），这时期的儿童开始在头脑中利用视觉和听觉的表象或映象代表外界事物并尝试借助映象解决问题；第三阶段，大约从6—7岁开始，这时个体能运用语言、数字等符号代表经验，同时运用这些符号来学习和获得经验。随着个体发展到一定阶段，个体认知结构中的三种表征同时存在、相互补充、共同完成认知活动。人主要通过这三种表征将知识融于认知结构中，这三种不同的认知方式体现了不同的学习方式。
（二）对学习过程的认识
布鲁纳认为学习是一个主动形成和发展认知结构的过程，是在内在动机的推动下，学习者主动对新知识加以选择、转换、储存和应用的过程。认为学习过程可以分为知识的获得、转化和评价三个几乎同时发生的过程。
知识的获得。新知识的获得是与已有知识经验、认知结构发生联系的过程，是主动认识理解的过程，通过“同化”或“顺应”使新知识纳入已有的认知结构。在这个过程中布鲁纳强调已有经验的作用。
知识的转化。知识的转化是对新知识进一步分析和概括，使之转化为另一种形式，以适应新的任务。
知识的评价。评价是对知识转化的一种检验，看对知识的分析、概括是否恰当，运算是否正确等等。
布鲁纳认为学生学习任何一门学科都有一连串的新知识，每一知识的学习都要经过获得、转化和评价三个过程。
三、奥苏伯尔的认知同化论
奥苏伯尔是美国纽约州大学研究院的教育心理学教授，是认知派的代表人物之一。他从20世纪50年代中期开始致力于有意义言语材料的学习与保持的研究，他的理论在20世纪60年代提出，受到中小学教师的欢迎。
（一）对学习实质的认识
奥苏伯尔从两个维度对学习做了区分：从学生学习的方式上将学习分为接受学习与发现学习，从学习内容与学习者认知结构的关系上又将学习分为有意义学习和机械学习。这样学习就可分为有意义的接受学习、有意义的发现学习，机械的接受学习和机械的发现学习。奥苏伯尔认为学校中的学习应该是有意义的接受学习和有意义的发现学习，但他更强调有意义的接受学习，认为它可以在短时期内使学生获得大量的系统知识，这正是教学的首要目标。
奥苏伯尔认为有意义学习的实质，就是以符号代表的新观念与学习者认知结构中原有的适当观念建立起非人为的和实质性联系的过程。奥苏伯尔所定义的认知结构是一个人的观念的全部内容与组织或一个人在某个知识领域的观念的内容与组织。认知结构中原有的知识是“观念的支架”，或称之为起固定作用的观念。有意义学习的过程就是新观念被认知结构中起固定作用的观念同化、储存和相互作用，原有的观念同时发生变化，新知识纳入原有的认知结构中，从而获得意义的过程。奥苏伯尔的所谓非人为的、实质性的联系是指新知识与学习者认知结构中已有的表象、已有意义的符号、概念或命题的联系。建立起非人为的、实质性的联系是有意义学习的两个标准。非人为的联系是指新的观念与原有观念建立了内在联系，而不是任意的联系；实质性的联系是指用不同语言或其他符号表达的同一认知内容的联系。要想实现有意义的学习，必须同时具备如下两个条件：第一，学习者应具有有意义学习的心向，即积极主动地把新知识与学习者认知结构中原有的适当结构联系起来的倾向性；第二，学习材料对学习者应具备潜在的意义，即学习材料可以和学生认知结构中的适当观念相联系。如果学习材料本身具有逻辑意义，学习者认知结构中又具有同化新知识的适当观念，这种学习材料对于学习者就构成了潜在意义。另外，除了这两个必备条件之外，奥苏伯尔认为在有意义学习中，影响新知识学习的最重要条件是学习者原有认知结构的适当性，包括在认知结构中是否有适当的、起固定作用的观念可利用；新观念与同化它的原有观念的分化程度；原有观念的稳定性与清晰性三个方面。
（二）对学习过程的认识
奥苏伯尔认为有意义学习的过程就是原有观念对新观念加以同化的过程。原有观念与新观念之间有三种关系，因此原有观念一般通过三种方式对新观念加以同化，即类属学习、总括学习和并列结合学习。
1．类属学习
又称下位学习，是把新观念归入原有观念的适当部分，并使之相互联系的过程。其中原有观念是总观念，新学习的观念是从属观念。类属学习又有两种形式：
派生类属学习：认知结构中原有观念是总观念，所学的新观念只是它的一个特征或一个例证。例如，原有观念是“椅子”（A），而“椅子”的观念是通过概括转椅（a（1下标））、藤椅（a（2下标））、安乐椅（a（3下标））、沙发（a（4下标））等从属观念构成的，现在要学的新观念是折椅。把折椅纳入原有的椅子观念之中，既扩充了“椅子”的观念，又使“折椅”这一观念获得了意义。但是在派生类属学习中新观念只是使原有总观念扩张，并不能使原有观念的本质发生改变。
相关类属学习：认知结构中原有观念是一个总的观念，所学的观念只是原有观念的加深、修饰或限定，通过同化，总观念的本质也要发生变化。例如，原有的观念是“爱国行为”（A），原有对爱国行为的理解是“挂国旗”（u）、“保护国家资源”（V）、“参加爱国卫生大扫除”（W），现在学习的观念是“学习外国的先进技术、加快我国的经济建设”（x）。当把x类属于“爱国行为”时，原有的“爱国行为”被深化，新的学习内容也获得了意义。
2．总括学习
又称上位学习，是指在若干已有的从属观念的基础上归纳出一个总观念。例如掌握了铅笔（a（1下标））、橡皮（a（2下标））、笔记本（a（3下标））等观念之后，再学习更高一级的总观念文具（A）时，原有的从属观念a。可以为学习总观念文具（A）服务。
3．并列结合学习
新观念与认知结构中原有观念既非从属关系，也非总括关系，只是和原有认知结构中的整个内容具有一般的联系。例如，新的学习观念是“质量与能量的关系”（A），原有观念是“热和体积”（B）、“遗传和变异”（C）、“需求与价格”（D）之间的关系。在此条件下，新观念既不能类属于某一特殊关系，也不能总括原有的关系，但它们具有共同的某种关键属性。由于新知识与原有知识具有某种共同属性，因而也可以被原有的知识同化，获得意义。
