正如第三章所述，康德认为，人的心灵中生来就有某些认知图式，只有把这些图式施加于混乱的经验“材料”上，人才可以理解知觉经验。在皮亚杰认知发展理论中，图式是一个中心概念。皮亚杰认为儿童生来就有某些认知图式，如“吸吮图式”、“抓握图式”。现代认知心理学家在巴特利特和皮亚杰的图式概念基础上进一步发展了图式概念。
现代认知心理学家把图式定义为，人头脑中关于普通事件、客体与情景的一般知识结构。其含义是：
（1）图式具有概括性。例如，人关于房子的图式不只表示个别房子，而是表示个体所看到的一般的房子。
（2）图式中含有同类事物的本质特征，也含有非本质特征。人关于鸟的图式中既有“长羽毛”这一本质特征，也有“能飞”这样的非本质特征。因此，一类事物的图式不同于它的概念，后者只反映一类事物的本质特征。
（3）图式中的知识是以某种方式或结构组织起来的。如房子的图式包括：
上位集合：建筑物
组成部分：房间
材料：木头、石头、砖头
功能：供人居住
形状：方形、三角形、图形等
大小：100平方米～1000平方米。
房子图式的这些维度被称为图式的槽（slots）。每一个槽中的值不是一成不变的，如“功能”这个槽可以填充“供人居住”、“供人开会”、“展览场所”等不同的值。
（4）个体的图式是发展的。例如，儿童最初的房子图式只表征他所见到的茅草房，随着经验增长和图式变化，能表征砖瓦房、水泥房等。
心理学家把图式分为表征客体的图式与表征事件的图式两大类。香克和阿伯尔逊（R。C。Schank & R。Abelson； 1977）把表征反复出现的有序事件的图式称为脚本（script）。脚本不同于客体图式，它表征的事件有一定的时间顺序。如“去电影院看电影”这个经常出现的事件，一般可以分解成如下的阶段：上影院、购票、进场、观看影片、退场。由于这样的步骤多次重复出现，人头脑中形成有关上影院看电影的定型图式。
新近某些认知心理学家又提出课文结构图式（text structure schema）和数学问题图式，认为这些图式是学生理解课文和数学问题的关键。
双编码理论
双编码理论认为，陈述性知识以言语和意象两种方式表征。这一理论的提出者佩维沃（A。Pavio）认为，知识是由言语和意象（或表象）表征的联想网络构成的。言语系统中的词是客体、事件和抽象观念的代码，它们与其表征的对象的联系是任意的（如“书”这个词与实际书并没有物理上的相似性）。意象系统（imagery system）的非言语表征与引起它们的知觉具有某些共同特征（如一本书的表象与实际书的知觉有某些共同特征）。意象表征包括视觉表象（如铃的表象）、听觉表象（如铃声）、动觉（如摇铃的运动）、与情绪有关的骨骼肌感（如心跳加速）以及其他非言语表征。例如，一本书的意象表征涉及与书相关的视觉和触觉的性质。言语表征一般是系列化的，而意象表征能同时对许多特征进行编码。一个复合意象（如教室的意象）能同时对与教室有关的特征进行编码，而教室的言语表征一次只能涉及某一信息（如房子内有课桌，中间有通道，墙壁上有窗子，如此等等，直至穷尽教室的所有特征）。
意象表征系统和言语表征系统的成分是彼此联系的。如大多数人的书的意象表征和言语表征之间存在联系。当客体与图片呈现时，由于有这样的联系，人们见到图片，就能生成心理表征和名称。又如，“外科”一词可以引起丰富的非言语联想，包括生动的疼痛的意象，缝针处一带撕裂和紧绷感的记忆。因此，双编码是有效和高效思维的重要方面。
佩维沃曾经列举了60种可以用双编码理论解释的现象。如具体材料比抽象材料易记，因为前者易于双编码，后者不易于意象表征。又如，图片与词语相比，图片比词易学，词读起来快，而图片的命名较慢。这表明，对于词语而言，可以直接进行言语编码，在对图片的反应中，只能通过意象表征才能接近言语编码。许多证据表明，视觉表象的激活干扰视知觉，反之亦然。从神经生理学来看，左半球损伤更易于干扰言语加工，相反，右半球损伤则更易于干扰非言语加工。这些都是有利于双编码理论的证据。
班杜拉的社会学习理论也对双编码理论提供了支持。班杜拉认为，观察事物主要依赖两种表征系统——言语表征系统和意象表征系统。有些行为以意象形式保持。感官刺激激活并引起外部事件的知觉，由于重复接触外部世界的结果，起榜样作用的刺激（观察）最终产生持久的、可提取的、被示范的行为。以后，意象（内部唤起的知觉）能激活客观物质中不存在的事件。事实上，当事情高度关联（如当一个人的名字总是与该人相联）时，最终只听到名字，而未想象那个人是不可能的。同样，只要提及重复观察的活动（如开车），通常能唤起其表象。在发展早期，由于言语技能缺乏，以及由于有些学习行为模式不易于言语编码，在这些条件下，视觉意象在观察学习中起特别重要的作用。
第二个表征系统涉及被示范的行为的言语编码，它能说明人类观察学习和保持的显著快速性。这种编码系统由于携带容易储存的大量信息，它能促进观察学习和保持。
陈述性知识（言语信息）的学习过程和条件
陈述性知识学习的结果
据奥苏伯尔机械学习和有意义学习的分类，陈述性知识学习的结果可分为性质不同的两种类型。
机械学习的结果
机械学习有两种情况：一是机械材料的机械学习，如记忆电话号码、人名、地名等；二是有意义材料的机械学习，如幼儿背诵唐诗、宋词、乘法口诀等。机械学习的结果是形成联结。所谓联结，按桑代克的解释是刺激（S）与反应（R）之间的联结（即S—R），按现代神经网络理论的解释是神经元之间的联结。第三章介绍的艾宾浩斯研究的无意义音节学习、以后某些心理学研究的配对联想学习以及桑代克的动物学习，都是典型的机械学习，其学习结果是机械的。
有意义学习的结果
按奥苏伯尔的有意义言语学习理论，有意义学习的结果是言语符号或其他符号在学习者头脑中引起的心理意义。符号引起的心理意义包括，单个符号引起的具体事物的表象，一类事物的共同本质属性（即概念）以及一组符号引起的命题。
从上一节知识的表征观来看，有意义学习的结果是学习者头脑中获得表象、命题、命题网络和多种形式的图式。
上述两类学习结果的性质不同，其学习的过程和条件也相应不同，因此解释不同类型的学习理论也相应不同。早期学习论的严重错误是未考虑学习类别差异，常常用机械学习规律来解释有意义学习，用低级学习规律来解释高级学习。联想主义学习理论和行为主义学习理论适合解释机械的、低级的学习，强调认知和组织的学习理论适合解释有意义的、高级的学习。例如，小学生的识字既包括机械学习，又包括有意义学习。字音和字形的记忆一般是机械的，其学习过程是刺激—反应联结形成的过程，即呈现音、形（刺激），学生听或读与写（反应）和重复练习的过程。其学习的最重要条件是儿童的反应，教师针对学生的反应提供反馈与强化。字或词义的学习是有意义的，其学习过程不适合用S—R、重复练习、反馈与强化来解释，宜用强调认知和组织的学习理论来解释。机械学习理论已在第三章作了较详细的介绍，这里不再展开。下面侧重介绍适合解释有意义知识学习过程和条件的理论，即奥苏伯尔的有意义言语学习理论（又称同化论）。
有意义的言语学习理论
学生学习书本知识的目的不是机械地记住孤立的知识项目，而是有效地形成组织良好的认知图式。宽泛地说，认知图式也可以称为认知结构。奥苏伯尔提出的有意义言语学习理论（theory of meaningful verbal learning）较好地解释了学生通过命题知识的学习而形成组织良好的认知结构的过程。
在奥苏伯尔的学习理论中，知识和意义是等价的。他区分了言语材料的逻辑意义、潜在意义和学习者个体的心理意义。逻辑意义相当于人类的知识，潜在意义是指在个体具有适当原有知识的条件下能被个体同化的人类知识，心理意义是指个体习得的知识。奥苏伯尔的有意义言语学习理论就是用同化的思想来解释外在的逻辑意义怎样向个体的心理意义转化的过程和条件的学说。下面先解释三类陈述性知识学习的一般过程，然后着重介绍奥苏伯尔的同化论（即有意义言语学习理论），用同化论思想解释各种命题知识的同化过程和条件。
符号表征学习
符号表征学习（representational learning），又译表征学习，指学习单个符号或一组符号的意义，也就是说学习它们代表什么。符号表征学习的主要内容是词汇学习（vocabulary learning），即学习单词代表什么。在任何言语中，单词可以代表物理世界、社会世界和观念世界的对象、情感、概念或其他符号，这种代表关系是约定俗成的。对于新生的一代来说，某个词代表什么，他们最初是完全无知的，他们必须学会这些单词代表什么。
符号表征学习的心理机制，是符号与其代表的事物或观念在学习者认知结构中建立相应的等值关系。例如，“狗”这个符号，对初生儿童是完全无意义的，在儿童多次同狗打交道的过程中，儿童的长辈或其他年长儿童多次指着狗（实物）说“狗”，儿童逐渐学会用“狗”（语音）代表他们实际见到的狗。我们说“狗”这个声音符号对某个儿童来说获得了意义，也就是说，“狗”这个声音符号引起的认知内容与实际的狗引起的认知内容是大致相同的，同为狗的表象（见图44）。
概念学习
有意义学习的另一类较高级的形式叫概念学习（concept learning）。概念学习，实质上是掌握同类事物共同的关键特征。例如，学习“三角形”这一概念，就是掌握三角形有三个角和三条相连接的边这样两个共同的关键特征，而且知道与它的大小、形状、颜色等特征无关。如果“三角形”这个符号对某个学习者来说，已经具有这种一般意义，那么它就成了一个概念，成了代表概念的名词。同类事物的关键特征可以由学习者从大量同类事物的不同例证中独立发现，这种获得概念的方式叫概念形成（concept formation）。也可以用定义的方式直接向学习者呈现，学习者利用认知结构中原有的概念理解新概念，这种获得概念的方式叫概念同化（concept assimilation）。关于概念形成与概念同化的不同条件和心理过程，将在下章第二节再给予论述。
需要指出的是，概念学习与概念名称（或概念词）的学习是两种性质不同的有意义学习。如上所述，获得概念，不论是经过概念形成的方式还是概念同化的方式，其最终结果都是理解一类事物共同的关键特征或本质特征。而概念名称的学习属于符号表征学习，即用符号代表概念。同一个概念可以用不同符号代表，例如狗的概念可用“狗”或“dog”代表。同一符号表示的概念也可以发生变化，例如“圆”这个符号，对于未学有关平面几何知识的儿童来说，他们没有将平面上的图形和立体的球形分化，只有圆的模糊概念。在小学学过有关圆的几何知识以后，他们掌握了圆的本质特征：“圆在同一平面上而且圆周到圆心的距离处处相等。”进入中学经过系统学习平面几何知识后，他们才有圆概念的精确定义：“圆是一动点绕一定点等距离运动一周的轨迹。”
命题学习
有意义学习的第三种类型是命题学习（propositional learning）。命题可以分为两类：一类是非概括性命题，只表示两个或两个以上的特殊事物之间的关系，如“北京是中国的首都”，这个句子里的“北京”代表特殊城市，“中国的首都”也是一个特殊对象的名称，这个命题只陈述了一个具体事实。另一类命题是概括性命题，表示若干事物或性质之间的关系，如“圆的直径是它的半径的两倍”，这里的倍数关系是普遍的关系。不论表示特殊关系的命题还是表示普遍关系的命题，它们都是由单词联合组成的句子表征的，因此在命题学习中也包含了符号表征学习。由于构成命题的单词一般代表概念，所以命题学习实质上是学习若干概念之间的关系，或者说，学习由几个概念联合构成的复合意义。命题学习在复杂