Bilgiyi işleme kuramı, öğrenmeyi duyu organları aracılığıyla fark edilen uyarıcıların anlamlandırılarak belleğe depolanması, ihtiyaç duyulduğunda geri getirilmesi ve davranışa dönüştürülmesi süreci olarak ele alır. Bu kuram temel olarak yeni bilginin alınması, işlenmesi, uzun süreli bellekte depolanması ve depolanan bilginin geri getirilmesi (hatırlanması) olmak üzere dört ana duruma odaklanmaktadır. Kuramın yapısı bilgi depoları, bilişsel süreçler ve biliş bilgisi olmak üzere üç temel ögeden oluşur.
Bilgi depolarının ilk basamağı duyusal kayıttır. Çevreden gelen uyarıcılar duyu organları yoluyla sinir sistemine girer ve duyusal kayıtta çok kısa bir süre (1-3 saniye) tutulur. Duyusal kayıt sınırsız bir kapasiteye sahip olmasına rağmen, alıcı kapasitesi sınırlı olduğundan sadece dikkat edilen ve seçici algılama süzgecinden geçen bilgiler bir sonraki aşama olan kısa süreli belleğe aktarılır. Görsel uyarıcılar görsel kopyalar, işitsel uyarıcılar ise ses kalıpları şeklinde kodlanır.
Kısa süreli bellek (işleyen bellek), duyusal kayıttan gelen bilgilerin geçici olarak depolandığı ve üzerinde zihinsel işlemlerin yapıldığı alandır. Kapasitesi oldukça sınırlı olup, yetişkin bir bireyde 7±2 (yani 5-9) birim bilgi ile sınırlıdır. Bilginin burada kalış süresi ise yaklaşık 20-30 saniyedir. Eğer bilgi zihinsel olarak tekrar edilmez veya anlamlandırılmazsa unutulur; korunursa davranışa dönüşür veya uzun süreli belleğe aktarılır.
Uzun süreli bellek, bilgilerin kalıcı ve sınırsız bir kapasiteyle depolandığı alandır. Bilgiler burada anısal bellek (kişisel yaşantılar ve duygular), anlamsal bellek (olgular, kavramlar, tanımlar, akademik bilgiler) ve işlemsel bellek (bir işin yapılış aşamaları, kurallar ve otomatikleşmiş beceriler) olmak üzere üç farklı yapıda saklanır. Uzun süreli bellekteki bilgilerin geri getirilme başarısı, kısa süreli bellekte işlenirken yapılan kodlamanın niteliğine bağlıdır.
Bilişsel süreçler, bilginin bellek depoları arasındaki aktarımını sağlayan içsel zihinsel etkinliklerdir. Bu süreçlerin ilk adımı olan dikkat, duyusal kayda gelen yoğun uyarıcı akışı arasından hangilerinin seçilip kısa süreli belleğe aktarılacağını belirler. Algılama ise duyusal belleğe gelen bilgileri anlamlandırma ve yorumlama sürecidir. Algı süreci; uyarıcının büyüklüğü, şiddeti, parlaklığı gibi dış etkenlerin yanı sıra bireyin beklentileri, ön bilgileri ve motivasyonu gibi içsel etkenlerden de doğrudan etkilenir.
Tekrarlama ve gruplama süreçleri, kısa süreli belleğin sınırlılıklarını aşmak için kullanılır. Tekrarlama, bilginin aktif tutularak kısa süreli bellekte kalma süresini uzatırken; gruplama, dağınık bilgileri anlamlı bütünler haline getirerek birim sayısını azaltır ve bellek kapasitesini artırır. Kodlama ise kısa süreli bellekteki yeni bilginin, uzun süreli bellekteki mevcut bilgilerle ilişkilendirilerek anlamlı hale getirilmesi ve bütünleştirilmesidir.
Biliş bilgisi veya yürütücü kontrol, bireyin kendi bilişsel süreçlerinin farkında olması ve bu süreçleri kontrol edip düzenlemesidir. Yürütücü biliş becerisine sahip olan bir öğrenci, öğrenme sürecinde hangi stratejiyi kullanacağına, ne kadar süreye ihtiyaç duyacağına ve öğrenme amacına nasıl ulaşacağına kendisi karar verir. Bu farkındalık, bireyin öğrenmeyi öğrenmesini ve öğrenme hızını doğrudan etkileyen en kritik unsurlardan biridir.
Öğrenme stratejileri, öğrencinin öğrenme sürecinde kendi öğrenmesini düzenlemesini, etkin katılım sağlamasını ve bilgiyi içselleştirmesini sağlayan davranış ve düşünme süreçleridir. Bu stratejiler davranışçılıktan bilişselciliğe geçiş süreciyle birlikte önem kazanmıştır. Günümüzde en yaygın kabul gören sınıflandırma Weinstein ve Mayer (1986) tarafından yapılmıştır. Bu sınıflandırmaya göre stratejiler; tekrar, anlamlandırma, örgütleme, anlamayı artırma ve duyuşsal stratejiler olmak üzere beş ana gruba ayrılır.
Tekrar stratejileri, öğrenilmesi amaçlanan bilginin olduğu gibi yinelenmesini içerir. Temel amacı, bilginin seçilmesini ve işleyen bellekten uzun süreli belleğe geçişini kolaylaştırmaktır. Bu strateji, öğrencinin konuya odaklanmasını sağlarken dikkat dağıtıcı unsurları engeller. Şiir, şarkı, formül veya tanımların ezberlenmesinde sıkça kullanılır. Tekrar stratejileri seçme ve kazanma işlevlerini yerine getirse de, yeni bilgi ile eski bilgi arasında derin bağlar kurmada tek başına yetersiz kalmaktadır.
Tekrar stratejileri kendi içinde dört ana uygulamaya ayrılır: Sesli olarak yineleme, bilginin zihinsel veya sesli olarak aynen ezberlenmesini sağlar. Yazıya aktarma, metindeki önemli bölümlerin değiştirilmeden yazılmasıdır. Not alma, metin kenarlarına anahtar kelimelerin kaydedilmesidir. Altını çizme ise önemli noktaların fiziksel olarak işaretlenerek seçme sürecinin çalıştırılması ve hızlıca gözden geçirilmesine olanak tanınmasıdır.
Anlamlandırma stratejileri, yeni gelen bilgilerin bireyin uzun süreli belleğindeki mevcut ön bilgileriyle ilişkilendirilerek anlamlı hale getirilmesi sürecidir. Bu stratejinin temel amacı, bilgiyi ezberlemek yerine kalıcı olarak kavramaktır. Anlamlandırma stratejileri arasında bilgiyi kendi cümleleriyle anlatma, özetleme, not alma, benzetim (analoji) kurma ve kendi kendine soru sorup yanıtlama yer alır. Bu stratejilerin etkili olabilmesi için öğrencinin konu hakkında asgari düzeyde ön bilgiye sahip olması şarttır.
Örgütleme stratejileri ise bilgilerin kodlanmasını ve hatırlanmasını kolaylaştırmak amacıyla, maddelerin veya kavramların yeni ve daha geniş bir yapı içinde yeniden düzenlenmesidir. Bu strateji, öğrencinin sürece aktif katılımını gerektirir ve bilgiyi görselleştirerek ilişkileri somutlaştırır. En yaygın örgütleme stratejileri ana hatları çıkarma, eklemleme, bilgi şeması (kavram haritası) oluşturma ve çizelgeleştirmedir (tablolaştırma).
Bilgi şeması veya kavram haritası oluşturma, ana düşünceler ile yardımcı düşünceler arasındaki nedensel, aşamalı veya karşılaştırmalı ilişkilerin görselleştirilmesini sağlar. Çizelgeleştirme ise metindeki karmaşık verilerin dikey ve yatay bölmelere sahip tablolar aracılığıyla gruplandırılarak düzenlenmesidir. Bu yöntemler, soyut kavramlar arasındaki mantıksal kalıpların kurulmasını ve bilginin uzun süreli bellekte doğru yere yerleştirilmesini kolaylaştırır.
Anlamayı artırma stratejileri; öğrenme sürecinin yönlendirilmesi, izlenmesi ve denetlenmesi işlevlerini yerine getiren yürütücü biliş stratejileridir. Bu stratejiler anlamaya hazırlanma (amaç belirleme, sorular oluşturma), anlamayı izleme (kendini sınama, sorunları belirleme) ve anlamayı yönlendirme (okuma hızını ayarlama, yöntemi değiştirme) aşamalarından oluşur. Öğrenci süreç boyunca 'Niçin öğreniyorum?', 'Nerede hata yaptım?' gibi sorularla kendi bilişsel performansını denetler, hatalarını düzeltir ve çözümler üretir.
Duyuşsal stratejiler, öğrenmeyi engelleyen duygusal veya güdüsel bariyerleri ortadan kaldırmak amacıyla kullanılır. Birey bilişsel olarak hazır olsa bile kaygı, motivasyon eksikliği veya dikkat dağınıklığı nedeniyle öğrenemeyebilir. Duyuşsal stratejiler; dikkati toplama (çalışma ortamını düzenleme, telefonu kapatma), olumlu tutum geliştirme (derse ve öğretmene karşı önyargıları yıkma), güdülenme (öğrenmenin önemini sorgulama) ve kaygıyı azaltma (sistematik duyarsızlaştırma, bilişsel değişim) süreçlerini kapsar.
Öğrenme stratejilerinin öğrencilere kazandırılmasında doğrudan yaklaşım ve yönlendirmeli yaklaşım olmak üzere iki temel yöntem izlenir. Doğrudan yaklaşımda stratejiler ders dışı seminerler, özel dersler veya destekleyici öğretim etkinlikleri şeklinde açıkça öğretilir. Bu yaklaşımda hedeflerden haberdar etme, stratejiyi açıklama, alıştırma yapma, geri bildirim verme ve bireysel değerlendirme adımları takip edilir. Öğrencilere stratejinin ne zaman, nasıl ve niçin kullanılacağı somut örneklerle gösterilir.
Yönlendirmeli yaklaşımda ise öğrenme stratejileri ayrı bir konu olarak değil, öğretim programındaki mevcut ders konuları işlenirken yeri geldikçe entegre edilerek öğretilir. Öğretmen, konunun veya materyalin yapısına en uygun stratejiyi seçerek öğrencileri bu stratejiyi kullanmaya yönlendirir. Her iki yaklaşımda da temel amaç, öğrencilerin kendi öğrenmelerini kontrol edebilen, yaşam boyu öğrenme becerisine sahip bağımsız bireyler haline gelmelerini sağlamaktır.