美国心理学家加涅认为，学习过程就是一个信息加工流程。学习者从环境中接受刺激，这个刺激推动受纳器（听觉的、视觉的等），并产生神经信息。当这个信息进入感觉登记器后，维持很短的时间（大约为百分之几秒），感觉登记器所记载的信息并不都能持续到学习加工的以后阶段，只有那些能引起注意的对象才能被知觉到，这通常被称为选择性知觉。被选择的注意会进入短时记忆，保持有限的时间，一般是20秒，并有待复述。当信息被有意义地加以编码，变成一个概念的或有意义的模式时，信息会进入并存储在长时记忆中，信息发生了关键性的转变。有研究表明，这种储存是持久的，到此完成了“学”的过程。
为了证实所学习的东西，必须从长时记忆中进行检索，于是产生搜寻的过程，继之为检索的过程。寻找出的信息又回到了短时记忆，被视为一种“工作的”或“有意义”的记忆。反应发生器从这个结构或直接从长时记忆中发生作用，产生了适当的反应组织，发出信号，推动反应器，表现为人类的动作，实施“习”的活动。
学习过程的最后一个环节就是反馈。反馈是学习者对其动作效果的对证，向学习者证明其学习是否达到目的。反馈常常要求学习者外部的核对，但反馈的主要结果显然是内部的，它是用来巩固学习的，使学会的东西能持久应用，这种现象又称为强化。
概括而言，加涅的信息加工理论认为学习过程分为八个阶段：（1）动机阶段（期待）；（2）领会阶段（注意选择性知觉）；（3）获得阶段（编码）；（4）保持阶段（储存）；（5）回忆阶段（检索）；（6）概括阶段（迁移）；（7）动作阶段（反应）；（8）反馈阶段（强化）。
案例：动机的激发——“可能事件”
学习动机是指引学生的学习行为，并使学习行为趋向一定目标的内在动力。它的实质是学习需要，这种需要是学生学习积极性的源泉，如果教师在教学过程中能适时创设情境，激发学习兴趣，引起认知冲突，使学生产生强烈的解决问题的心理需要，那么学习过程就会变得十分有效。
教师可以采用多种方式激发学生的学习动机，如游戏教学、案例教学、故事引入等。例如，在七年级数学课上，教师讲解“可能事件”时，可借助用Flash制作的视频小故事引入。故事是：有个奴隶冒犯了国王，被处以死刑，按当时该国的法律，行刑前犯人有一次“选择”的机会。法官拿着装有写着“生”“死”两张纸条的盒子让犯人摸，摸到“生”就可免去死罪获得自由，摸到“死”便立即执行。这时，教师暂停视频，让学生讨论奴隶的命运会是怎么样的。通过观看故事视频，学生的好奇心被充分调动起来，讨论得非常激烈：可能生，也可能死，因为摸到哪一张纸条的可能性都有。
看到大家都如此积极地讨论，也对故事非常感兴趣，教师继续播放视频：可是国王只想让奴隶死，找人偷偷换掉了写有“生”的纸条，盒子里的两张纸条上都是“死”字，奴隶的命运又会如何呢？此时学生们都非常紧张，仿佛自己就是故事中的主人公，觉得奴隶不可能生，一定会死，无论他摸到哪张字条都必死无疑，不由得为他捏了一把汗。故事继续进行，有人把这件事告诉了奴隶，他思考了整整一夜。第二天一切准备就绪，当法官拿着盒子让奴隶摸时，他毫不犹豫地走向前去，伸手摸了一张纸条，然后快速放进嘴里吞到了肚里。所有人都惊呆了，不知道他摸到的是哪个字，法官只好通过盒子里剩余纸条上的字判断奴隶摸到的字。这时奴隶的命运又会如何呢？故事到这里就结束了，学生们顿时松了一口气，都说奴隶一定是获得了自由。
