Teori pembelajaran kognitif dapat diterapkan dalam merancang pembelajaran yang efektif dengan fokus pada bagaimana siswa memproses, memahami, dan mengorganisasi informasi. Dalam praktiknya, pembelajaran dapat dirancang menggunakan strategi seperti pemetaan konsep, scaffolding, atau pembelajaran berbasis masalah, yang membantu siswa membangun koneksi antara pengetahuan baru dan yang sudah mereka miliki (schema). Guru juga dapat memanfaatkan elaborasi, chunking, dan pengulangan untuk memperkuat daya ingat siswa. Selain itu, lingkungan belajar yang interaktif dan memberikan kesempatan refleksi dapat meningkatkan pemahaman, sementara umpan balik yang spesifik mendukung penguatan pemrosesan informasi dan pengembangan keterampilan berpikir kritis.