早期的认知主义学习理论主要是格式塔学派的学习理论。1912年，德国心理学家韦特海默提出了“格式塔心理学理论”，引起了心理学界的广泛关注。“格式塔心理学理论”关于学习本质的认识和探索，否定了行为主义将学习看作简单的“刺激—反应”的联结，而更加注重对知觉和问题解决的过程的研究。

柯勒的黑猩猩顿悟实验证明，黑猩猩的学习是一种顿悟，而不是桑代克认为的尝试错误。这种顿悟其实质是学习者对知识经验和知觉经验的整体性的重新组织，学习的过程就是认知活动的组织过程，即学习者把感知到的信息组织成有机的整体，在头脑中构造和组织成一种“格式塔”（或称为“完形”），并对事物、情境的各个部分及其相互关系进行整体理解，而不是对各个要素进行简单的集合。

1932年，托尔曼通过白鼠学习方位的迷宫图实验，提出了“认知地图”的概念，并由此提出了“符号学习理论”。托尔曼认为，学习是有目的的行为，是对“符号—完形”的认知；学习不是简单的机械运动的反应，而是要在头脑中形成一幅“认知地图”，即“目标—对象—手段”三者联系在一起的认知结构。学习的实质是掌握“达到目的符号”及其所代表的意义。同时，托尔曼还认为在外部刺激（S）和行为反应（R）之间存在一个中介变量（O），这个中介变量指机体的内部变化，这种变化可以是需求变量，也可以是认知变量。因此，他主张把行为主义的S—R公式改为S—O—R公式。

布鲁纳受“格式塔心理学”和托尔曼等人的影响，把学习理论和教学理论结合起来研究，并提出了学习的认知结构理论，提倡发现学习，其理论又被称为“认知—发现说”。该学说认为，学习是通过认知获得意义并形成认知的过程，学习是认知结构的组织与重新组织。学习的实质是学生主动通过感知、领会和推理促进编码系统形成的过程。该学说强调学习是掌握知识结构，探索事物间的相互关系。(www.daowen.com)

与布鲁纳同时代的美国著名心理学家奥苏贝尔对学习理论研究的重大贡献是他对有意义学习的阐述。他根据学习进行的方式，把学习分为接受学习和发现学习，又根据学习材料与学习者原有认知结构的关系把学习分为机械学习和意义学习，并认为学生的学习主要是有意义的接受学习。所谓有意义的学习是指符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的、实质性的联系。有意义学习的产生必须具备客观和主观两方面条件。从客观条件来看，有意义学习的材料本身必须具有逻辑意义，在学习者的心理上是可以理解的，是在其学习能力范围之内的。从主观条件来看，首先，学习者的认知结构必须有能够同化新知识的适当的旧知识；其次，学习者必须具有积极地将符号所代表的新知识与认知结构中的适当的旧知识加以联系的倾向性；最后，学习者必须积极主动地使这种潜在意义的新知识与认知结构中的有关旧知识发生相互作用，使认知结构得到改善，使新知识获得实际意义，即心理意义。

1974年，加涅根据现代信息加工理论提出了学习过程的学习信息加工模式。这一模式认为，外界环境中的刺激作用于学习者的感受器，并通过感觉登记器传导到神经系统。信息在感觉登记器中进行首次编码，并以映像的形式保存下来。如果受到注意的影响，信息会转入短时记忆，这时信息会被再次编码，并以语义的形式保存下来。短时记忆的信息经过复述、精细加工和组织等编码，会被转移到长时记忆中存储起来。短时记忆和长时记忆的信息被检索出来后，通过反应生成器实现信息转换或动作生成的功能，再由神经传导至效应器，从而使学习者产生相应的操作行为或行为的变化。加涅的信息加工理论形象地把学习的过程描述成人与环境相互沟通、作用的过程。

认知主义的学习理论更加重视人在学习或记忆新信息、新技能时无法被观察到的心理过程。它强调以帮助学习者学会学习、促进学习者全面发展为宗旨，以改变学生单纯地、被动地接受教师灌输知识的学习方式为着眼点，创造一种开放的学习环境，为学习者提供一个多渠道获取知识、理解个人问题或社会问题，并将学到的知识加以综合并应用于实践的机会。总的来说，认知主义的基本学习观是，学习是一种认知结构的获得和重构，通过认知结构存储和加工信息。