布鲁纳认为，学习过程包括三个几乎同时发生的过程：
（1）习得 (acquisition）新信息--这种新信息常常是与一个人已有信息相背的，或是已有信息的一种替代，或者是已有信息的提炼，（2）转换（transformation)--这是一种处理知识以便使其适应新任务的过程。人们可以通过外推（extrapolation）、内插（interpolation）或变换（conversion）等方法，把知识整理成另一种形式，以便超越所给予的信息。
（3）评价（evaluation)--检查我们处理信息的方式是否适合于这项任务，如概括是否合适？外推是否恰当?运演是否正确，如此等等。布鲁纳由此认为，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。他的这种观点，是与他从事的一系列认知方面的研究密切相关。
布鲁纳在第二次世界大战前主要从事知觉的研究，战争期间从事了-系列社会心理方面的研究，战后则把主要精力放在对认知过程的研究。1956年，布鲁纳与古德诺（J．J．Goodnow）和奥斯汀（G.A．Austin）一起完成了一项重大的研究计划，并以《思维之研究》为书名发表了研究的结果。该书力图通过实验研究来揭示认识过程中的一个最简单而又最普遍的现象：归类或慨念化（categorizing or Conceptualizing）。皮亚杰称这本书是思维心理学的一场革命。……它完全重新恢复、重新解开了这一领域中最重大的问题。 (Bruner，et a1·，1956）。该书涉及到知觉理论、分类理论、概念获得及其策略理论、编码系统理论、智慧生长与表征系统理论，这些理论对解释学生的认知过程很有启迪。这些理论的具体解释如下： 布鲁纳从事知觉与认知研究时，正值行为主义在美国心理学界占支配地位的时期。但布鲁纳强调人类思维的策略性和目的驱动性。他认为，人类是有系统地对环境信息加以选择和抽象概括的。这种观点在形成知觉研究的新看法（newlook)的过程中起了重要作用。长期以来，人们一直认为，客体的物理特征（如客体的大小和形状）和观察情境的条件（如光线和现实者离开客体的距离），是人类知觉物体的最为重要的决定因素。但新看法认为，观察者在知觉客体的物理特征时，会受个人因素的影响，不同的人对同一事物的知觉会有相当大的差异。例如，布鲁纳等人的实验表明，儿童对硬币大小的估计，与他们对钱的感受直接有关，并且间接地受他们家庭社会经济条件和个性特性的影响。一般说来，来自贫穷家庭的儿童把硬币估计过大，这是由于钱对贫穷儿童具有更大价值的缘故。
在布鲁纳看来，知觉过程是把感觉到的东西转换成意识、知识、情感或其他东西的行动。他认为，知觉具有两个特征。
第一，知觉具有归类和推理的性质。所谓知觉，就是人们根据刺激输入的某些确定的或关键的属性，有选择地把它们归入某一类别；然后根据这一类别的已有知识加以推论（关于这一点，下文进一步再讲述）。知觉过程的这一主要特征，也是一般认知的特征。因此，布鲁纳断言：像认知理论所需要的一样，知觉理论需要一种能够归类和推理的机制(Bruner，et al·，1956）。因此，布鲁纳赞同赫尔（D.O.Hebb）的论断，认为知觉的某些基本单位或认同性（identification）是天生的，内源的，而不是习得的。事实上，皮亚杰也认为，用某种特定方式归类的某些基本的能力，取决于某些更为基本的能力是否存在，这也就是说，要识别某种事物，首先要存在把该事物归入其中的类别，那么，在儿童认识的最初期，必然已存在某些最基本的、非习得的类别。而随着形成比较复杂的类别，归类就涉及到学习的过程，即要学会如何识别、权衡和使用关键属性。
第二，知觉具有各种不同的真实性。前面提及的儿童对硬币大小有不同的估计，就是一个例子。布鲁纳认为人们所知觉到的东西，实际上多少是以不同程度的精确性来预见该物体事实上应是什么样的。换言之，当人们把某一物体归入某一类别时，就会对该物体必需具备的、但现在还没有知觉到的属性做出预测。这里，布鲁纳引用了美国实用主义哲学家皮尔斯（C．S．Peirce）的观点。皮尔斯认为，一个命题的意义，是人们对与该命题有关的属性或结果做出的假设性的陈述。布鲁纳由此推断：一件事物的意义，在于把它置于假设性推理的网络中，然后对它的特征和效应做出的推理。
在布鲁纳看来：我们在学习知觉时，实际上是在学习我们所遇到的物体和事件的各种特征之间的关系，学习适当的类别与类别系统，学习预测和检索什么东西与什么东西是合拍的(Bruner，et a1·，1956）。因此，他认为知觉过程涉及四个相继的步骤：
（1）初步归类（primitive Categorization）；这是在作比较复杂的推理活动之前进行的。在这一阶段上，环境事件在知觉上是孤立的，只是注意到它的某些特征，事件本身还没有什么意义。
（2）搜寻线索（cue search）；这一阶段是寻找可以用来辨别该事件的那些属性，以便把它较为精确地归入某一类别。在这一阶段上，人们对刺激采取开放的态度。
（3）证实检索（confirmation check）；搜寻线索是为了进一步作出尝试性的分类，在这之后，情况发生了变化，人们对刺激的开放性骤然缩小，往往只是搜寻那些可以用来证实该事件的线索，以检索原来的归类是否确切。
（4）结束证实（confirmation completion）；这是知觉认同过程的最后一个阶段，它是以终止搜寻线索为标志的。这一阶段的特征是，对其他线索基本不开放了。因为当人们认为已把某一事件归入很合适的类别后，就不大可能再对其他线索作出反应了。 在布鲁纳看来，知觉过程也就是对客体加以归类的过程。所以，从某种意义上说，知觉与归类是同一回事。这里之所以再进一步陈述归类理论，是因为布鲁纳从对归类的分析中引出了他最重要的认知学习观--超越所给的信息。布鲁纳认知结构学习理论的基本观点是：为了促进学生最佳地学习，提供信息是必要的；但是，掌握这些信息本身并不是学习的目的，学习应该超越所给的信息。这一观点来源于他的归类理论。因为在他看来，所有认知活动都涉及类别的问题。
布鲁纳认为，人类世界是由大量可辨别的不同物体、事件和人物组成的。据估计，光是可分辨的颜色，就不下700多万种。没有两个人看上去是完全不同的，甚至我们看到的同一物体，也是随时间、地点的变化而有所不同。在他看来，人类是出于具有归类力，才不被周围环境的复杂性所压垮的。 布鲁纳认为，人们是通过把刺激输入置于某一类别来加工它们的。一个类别，实际上也就是一个概念。因此，概念是思维过程的核心。在布鲁纳看来，帮助学生有效地习得概念，是学校教育的基本目的之一。但以往许多教育家都没有意识到需要对概念学习与其他学习类型做出区别。事实上，尽管许多教学模式在有些方面很有效，但在概念学习方面并不有效。布鲁纳对学生概念学习过程的实验研究，是对认知学习理论的一个重大贡献。他最早系统地提出了概念假设-检验理论 (hypothesis-testing theory）。
布鲁纳对概念形成与概念获得作了区分。概念形成（concept formation）是指学生知道某些东西属于这一类别，其他东西不属于这一类别；概念获得（concept attainment）则是指学生能够发现可用来区别某一类别的成员与非同一类别的事物的各种属性。例如，当学生知道有些蘑菇可以吃，有些蘑菇不能吃时，就已经形成了可吃与不可吃蘑菇的概念。但是，形成了这种概念并不意味着他们现在可以到野外去采蘑菇吃了。只有当学生精确地了解可吃蘑菇与不可吃蘑菇之间的区别时，才能说是获得了这一概念。当然，学校学习不止是形成概念，而且要使学生获得概念。 布鲁纳在解释思维过程时，除了探讨概念和概念获得过程外，还对编码系统作了深入的研究。所谓编码系统，就是一组相互联系的、非具体性的类别(Bruner，1973）。编码系统是人们对环境信息加以分组和组合的方式，它是不断地变化和重组的。
根据布鲁纳的观点，人们若要超越直接的感觉材料，那么，所涉及的不仅仅是把感觉输入归入某一类别，并根据这一类别进行推理，而且还要根据其他相关的类别做出推理。正是这些相关的类别构成了编码系统。编码系统的一个重要特征，是对相关的类别做出有层次结构的安排。较高级的类别比较一般些；较低级的类别比较具体些。 布鲁纳十分重视生长（growth）的问题。在他看来，如果教育工作者忽视已有的有关生长的知识，那是会误人子弟的。他甚至相信，总有一天会建立起一门综合性的生长科学（the growths sciences)。在他看来，事实上，每一个科学家都从他自己所擅长的角度来探讨生长的问题。布鲁纳对考察人类智慧生长的方式提出了自己的看法。
布鲁纳认为，尽管对智慧生长的考察方式可以是多种多样的，但必须遵循四条基本准则：（1）必须以某种精确的形式来描述心理运演的特点；（2）必须考虑到各种自然的思维方式；（3）必须考虑到人们所处的社会文化的性质；（4）必须考虑到人类的演进对人类生长形式的影响。因此，对人类智慧生长的看法，要考虑到思维产物的种种特性、考虑到思维的工具性质、说明智慧对社会文化的模仿性，并把人类置于演进的背景中加以考察。更重要的是，这种人类智慧生长观还要有助于我们理解怎样教育人们，才能使他们充分利用自己的智慧的遗产?这一问题。如果智慧生长的理论没有考虑到上述四项准则，也无助于我们对教育的理解，那是注定要失败的（Bruner，1973）。 表征或表征系统，是人们知觉和认识世界的一套规则。布鲁纳认为，在人类智慧生长期间，有三种表征系统在起作用，这就是动作表征、肖像表征和符号表征-- 即通过动作或行动、肖像或映象，以及各种符号来认识事物。这三种表征系统的相互作用，是认知生长或智慧生长的核心（Bruner，1973）。在他看来，这三种表征系统，实质上是三种信息加工系统，人类是凭借这三个系统来认识世界的。
布鲁纳把儿童认知生长与人类演进过程作了比较。在初始阶段，人类远不是食肉动物中最凶猛、最强壮的动物，人类最终能成功地征服其他所有动物，是因为具有理智和智慧。这些智慧来源于人类演进过程中经历的三类重大发明，这三类发明起着三种不同的功能。
第一类发明是制造出能够扩展人类动作能力（motor capacities）的器具，包括简单的工具（如杠杆、轮子、斜面等），以及由各种简单工具组合而成的器具（如刀、弓箭等）。通过扩展动作能力，人类变得强有力了。
第二类发明涉及扩展感觉能力（sensory capacities）的工具，包括简单的烟熏信号到望远镜、显微镜、收音机和电视机等，从而使人们能看到、听到或感受到本来无法感觉到的东西。
第三类发明包括那些扩展人类推理能力（ratiocinative capacities）的东西，如语言、学说和对事物的种种解释，直到现代的计算机系统。
布鲁纳认为，儿童使用的表征系统，与人类发明创造的历史演进过程极为相似。在儿童发展初期，他们是根据对客体的直接感受来表征客体的，用布鲁纳的活来说，是用肌肉来表征客体的。这种动作表征是与人类演进中注重扩展动作能力的阶段相吻合的。在儿童发展的早期，他们从完全采用动作表征过渡到肖像表征，即开始能够使用心理映象作为某些客体或事件的代用品。这同人类创造发明指向扩展感觉能力的时期也是一致的。最高级的表征形式是符号表征。符号表征与肖像表征的根本区别在于：肖像表征同它的指称物在形式上完全是相似的，而符号表征则完全是任意性的。尽管符号表征是以任意性为特征，但我们一般都能理解它们所包含的意义。同样，符号表征是与人类旨在扩展推理能力的时期相平行的（Bruner，1973）。
布鲁纳始终对刺激反应理论（无论是邻近理论还是强化理论）持怀疑的态度。但他承认，刺激-反应理论可以恰当地用来说明学习者是如何利用动作表征来学习的。同样地，格式塔理论可以极好地说明肖像表征系统。但布鲁纳在考虑智慧发展的性质时，把语言（即符号）放到了中心的地位（Bruner，1956）。
在布鲁纳看来，人类智慧发展始终是沿着这三种表征系统的顺序前进的。然而，虽说动作、肖像和符号表征是按顺序发展的，但它们并不能相互取代。事实上，我们每个人一直在连续不断地使用这三种表征系统。也就是说，我们至少有三种显然不同的方式来表征我们的学习经验和思维，如果我们以此来设计教学，就能达到促进学生智慧或认知生长的目的。
