Przetwarzanie informacji poznawczych to zbiór teorii dotyczących tego, jak umysł uczy się, przyjmując, przetwarzając i przechowując informacje. Większość wersji teorii kładzie nacisk na trzy elementy pamięci: pamięć sensoryczną, pamięć krótkotrwałą lub „roboczą” i pamięć długotrwałą. W drugiej połowie XX wieku teorie poznawczego przetwarzania informacji w dużej mierze zastąpiły teorię behawiorystyczną, ale istnieją pewne obszary uczenia się, które nie są odpowiednio wyjaśnione przez obie ramy.
Model informacji poznawczych Atkinsona-Shiffrina zajmuje się sposobem, w jaki sensoryczne dane wejściowe ostatecznie stają się wiedzą. W każdej chwili umysł człowieka jest bombardowany różnymi bodźcami: widokami, dźwiękami, zapachami itp. Ogromna większość tych bodźców jest krótko przechowywana w pamięci sensorycznej, ale zapominana w ciągu kilku sekund.
Jeśli jednak osoba celowo zwraca uwagę na określone bodźce sensoryczne, staje się to częścią pamięci krótkotrwałej. Informacje w pamięci krótkotrwałej można analizować w odniesieniu do ich bezpośredniego kontekstu i odpowiedniej wcześniejszej wiedzy. Jeśli wiedza właściwie zintegrowana z inną istotną wiedzą, zostaje zintegrowana z tą informacją i przechowywana wraz z nią w pamięci długotrwałej.
Ta i inne odmiany teorii poznawczego przetwarzania informacji postrzegają wiedzę jako zdobywaną i przechowywaną w sieci podobnej do komputera. W przeciwieństwie do tego, wcześniejsze teorie uczenia się, takie jak poglądy behawiorystyczne BF Skinnera, podkreślały znaczenie uczenia się przez powtarzanie. W modelu Skinnera uczeń otrzymuje pozytywną informację zwrotną za prawidłowe zapamiętanie informacji i negatywną informację zwrotną za nieprawidłowe zapamiętanie, więc uczenie się jest wzmocnione pozytywnymi konsekwencjami. Jeśli chodzi o teorię poznawczego przetwarzania informacji, rolą informacji zwrotnych jest pomoc w zrozumieniu informacji. Kiedy ludzie otrzymują negatywną informację zwrotną, dowiadują się, że coś w ich rozumieniu informacji jest nieprawidłowe i odpowiednio modyfikują swoje rozumienie.
Obie teorie uczenia się mają bezpośredni wpływ na edukację. Teoretycy przetwarzania informacji kognitywnych podkreślają konieczność aktywnego angażowania uczniów w informacje, aby stały się one częścią pamięci długotrwałej. Behawioryści kładą nacisk na ciągłe wzmacnianie wiedzy ucznia. Razem te dwa modele tworzą dużą część metod stosowanych w nowoczesnych salach lekcyjnych.
Istnieją jednak pewne poważne niedociągnięcia w przetwarzaniu informacji poznawczych. Niektóre dowody sugerują, że nie wszystkie informacje muszą być odbierane i przetwarzane świadomie, aby mogły być przechowywane. Na przykład dana osoba może nauczyć się słów popularnej piosenki, słuchając jej raz po raz w radiu, bez celowego skupiania na niej uwagi. Inne wyuczone zachowania, takie jak jazda na rowerze lub prowadzenie samochodu ze standardową skrzynią biegów, obejmują kombinację półautomatycznych procesów umysłowych i fizycznych, które nie pasują idealnie do żadnego z modeli.