Úsilie školy však smeruje alebo má smerovať k tomu, aby žiak vedel usporiadať,systematizovať všetky získané poznatky, teda aj tie, ktoré sa neviažu poučkami a zákonmi, ale sú do istej miery voľnejšie, menia svoj význam v závislosti od postojov používateľa apod. Na vyučovaní sa s týmto zámerom používajú rôzne tabuľky, grafy, schémy. Ich znalosť tvorí druhý typ výstupu z učebného procesu.
Najmenej skúseností má škola s rozvíjaním poznávacích operácií. Zatiaľ, čo všetky ostatné prvky obsahu učiteľ vníma ako niečo, čo sa má prostredníctvom učenia stať súčasťou žiakových vedomostí, metodika žiakovho myslenia sa väčšinou rozvíja bez vedomého úsilia obidvoch zainteresovaných, nevychádza z pevného plánu a pokiaľ sa žiak aj niečo naučí, je to skôr akýsi spontánny, neuvedomený pokrok. Pomalé šírenie aktivizujúcich vyučovacích metód azda zo všetkého najviac spôsobuje práve to, že samotní učitelia si dostatočne neuvedomujú, že riadiť žiakov učebný proces do veľkej miery značí vlastne určovať logicko – poznávacie postupy, ktoré má žiak použiť, koordinovať túto myšlienkovú činnosť a kontrolovať jej výsledky. Výskum rozvoja myslenia v ostatných desaťročiach smeruje k potvrdeniu dávnejšieho predpokladu, že vývinová krivka od praktických činností k teoretickému mysleniu a opačne môže byť plynulá len vtedy, keď sa rozvíja cieľavedome a systematicky.
Veľkou prekážkou na vhodné a správne využitie poznávacích operácií v didaktických testoch je i to, že súčasná psychológia nemá k dispozícii ani ich presný výpočet, ani dosť dôkladne nepozná ich vývin s vekom žiaka. Preto autori osnov a učebníc zväčša len empiricky odhadujú, čo môžu a čo nemôžu žiadať od žiakov istého veku. V učebnom procese na základných a stredných školách sa predpokladá využiť najmä tieto poznávacie operácie:
a) reprodukcia
b) porovnávanie
c) triedenie
d) analýza a syntéza
e) indukcia, abstrakcia a zovšeobecňovanie
f) dedukcia
g) kauzálna analýza
h) systémová analýza

K týmto najvšeobecnejším logickým metódam sa priraďuje veľký počet špecifických kognitívnych nástrojov, ktoré sa viažu na jednotlivé vyučovacie predmety. Sú to rôzne kľúče, algoritmy, ustálené postupy, ba aj mechanické, napr. mnemotechnické pomôcky.

Reprodukcia. Je to základná kognitívna operácia založená na funkcii pamäti. Niektorí psychológovia ju pre jej triviálnosť v zozname myšlienkových operácií ani neuvádzajú, ale pre učenie má rozhodujúci význam. Deti ju pomerne dobre zvládnu už v ranom veku, pred vstupom do školy.

Porovnávanie. Ako uvedomenú metódu poznávania ho majú podľa súčasnej koncepcie zvládnuť už deti v predškolskej príprave pri osvojovaní základov matematického myslenia. Je východiskom na klasifikáciu a indukciu.