Bizonyítást nyert, hogy az idegrendszeri éréshez ingerekre, élményekre van szükség, melyeket a gyermek a külvilággal kapcsolatba lépve a mozgás által képes legintenzívebben megszerezni és arra reagálni. A tapasztalatok komplex hatásaként fejlődik az idegrendszer és ezzel párhuzamosan az emocionális, kognitív, morális képességek.

Kialakul a konkrét műveleti gondolkodás. 
A gyermekek képessé válnak mentális műveletek elvégzésére, melyek logikai rendszerbe illeszkedő, belsővé tett cselekvések. A művelet leválik a tárgyról: elvégzése nem befolyásolja a tárgy tulajdonságait. A műveletekkel lehetségessé válik a tulajdonságok egymáshoz rendelése, csoportosítása, kombinálása. A műveleti gondolkodás lehetővé teszi, hogy a gyermekek tárgyakat és cselekvéseket fejben összerakjanak, szétválasszanak, sorba rendezzenek, átalakítsanak. Műveleti szinten lehetségessé válik több szempont egyidejű tekintetbe vétele.
Az iskoláskor elején megváltozik a gyermekek gondolkodásmódja: átmenetileg csökken a fantázia szerepe, a valóság eseményei nagyobb jelentőséget kapnak. Képesek lesznek a logikai szabályok adekvátabb alkalmazására.
A gyermek képessé válik mentális műveletek elvégzésére. (A mentális műveletek: egy logikai rendszerbe illeszkedő, belsővé tett cselekvések.)
Észreveszi, hogy egy személy érzése nem feltétlenül esik egybe mások viselkedésével.
Kialakul az elemi analógiaképzés, elemi okozatiság felismerése, a szabályszerűségek keresése.
A gondolkodás és emlékezet élményközelisége a latencia alacsonyabb érzelmi hőfokán is megmarad.
Kialakulnak a fogalmi gondolkodás kezdetei: képessé válik olyan egyszerű, konkrét műveletek megértésére, alkalmazására, amilyen a sorba rendezés, egyszerű relációk, okozati összefüggések kezelése. Mindez még nagyon erősen kötődik a jelenlévő szemléletes anyaghoz, illetve folyamatos visszacsatolást kíván a konkrétumokra. 
Magabiztosan, készségszinten alkalmazza a megtanult eljárásokat, legyen szó akár a biciklizésről, úszásról, akár a matematikáról vagy az illemről.

Kialakul a formális műveleti gondolkodás. 
Képes a konkrétumokat meghaladó (absztrakt) fogalmi térben gondolkodni.
A gondolkodás képzeleti tevékenysége nem csupán pozitívumokban érezteti hatását; legalább annyira hordozza a pusztítás veszélyét is. Az agresszió levezetésének jelentős része oldódik a fogalmak és a képzeleti lehetőségeket kihasználva, de ebben az időben válik igazán veszélyeztetetté a propagandák és a lázító, békétlenséget szító, befolyásolási szándékkal kommunikáló szónokok felé is.
A prepubertás maga a hirtelen jött káosz. A gyerek érzelmei zűrzavarossá válnak, gondolatai kuszává, rendezetlenné, viselkedése visszahúzódóvá vagy dacosan ellenszegülővé.
A konkrét műveleti gondolkodás virágkorán túlhaladva, megteszi első lépéseit a formális logikai gondolkodás felé, vagyis afelé a képesség felé, hogy absztrakciókat más absztrakciókra tudjon alkalmazni, fogalmakat más fogalmakkal tudjon ütköztetni, átalakítani, ellenőrizni, méghozzá a konkrétumra tett minden utalás nélkül.
Ebben az időszakban azonban a régi gondolkodás módját már elavultnak érzi, az új még nem szilárdult meg, és így teljesen zűrzavarossá válik helyzete, hiszen új műveleti, megértési struktúrákat kell kialakítania.
A kiskamasz kezdi megtalálni a műveleti gondolkodás elvont, fogalmi formáit, de még nem mozog otthonosan azokban. Furcsa gondolatszökellései, néha meglepően érett, máskor nehezen követhető, önkényes következtetései azt mutatják, hogy inkább kísérletezik az absztrakciókkal, mintsem uralja azokat.
A gondolkodás nehézségei és érzelmi labilitása miatt pillanatnyi teljesítménye, megértő és feldolgozó képessége erősen hullámzóan működik.
Ebben az időben inkább a kivétel érdekli, mint a szabály, és inkább az egyedi, mint az általános. A kisiskoláskor merev szabálykövetésével és konvencionális viselkedési sémáival szemben, a kiskamaszt erősen vonzza minden, ami váratlan, meglepő, hirtelen feltáruló összefüggés. 

Ez az időszak az elvont műveleti gondolkodás virágkora.
Képessé válik a sportban átélt konkrét élményeket szimbolikus síkon értelmezni és összefüggéseket felfedezni az élet más területén szerzett tapasztalataival.
A serdülőkor folyamatát egy szülő vagy egy pedagógus leginkább azzal tudja támogatni, hogy az ellentmondásos viselkedést normál variánsként fogadja el, és ennek megfelelően ad róla visszajelzést. Segíti továbbá azzal, hogy az ellentétek integráláshoz magasabb rendű fogalmak használatát és megalkotását támogatja. Valamint olyan helyzeteket támogat és teremt, amelyben szükség van kognitív szinten az ellentétek összekapcsolására.
A serdülő – értelmi színvonalának és érdeklődésének megfelelő formában és témákban – mindent boncolgat, elemez, általános összefüggéseket tár fel és cáfol meg csillapíthatatlan szenvedéllyel.
Ebben az életkorban empátiája magasabb, mint korábban vagy később bármikor: kritikai és elemzőképessége, problémaérzékenysége óriási, absztrakciója bámulatos, törekszik a kérdések többoldalú feltárására és kifejtésére, ami természetesen nem csupán a fogalmi térben, de az emberekkel való valós viszonyában is pozitívan hat.
Érzelmi hullámait és indulati életét ekkor leginkább kognitív szinten szabályozza, tehát eszével szeretne úrrá lenni érzelmein.
A gondolkodás túlműködése ebben az életkorban nagyon jellemző, hiszen az ambivalencia uralja érzelmeit a serdülőnek, aminek eredménye, hogy ez idő tájt gondolkodása elveszti rugalmasságát: az elfogadott eszméből, gondolatból idealizált dogma lesz, a kritikából elutasítás, a magyarázatból pedig racionalizáció.
Az értelmi fejlődés és a műveletetekkel szerzett tapasztalatok hatására kialakul a figyelmi, emlékezeti, gondolkodási műveletek belső reprezentációja.
A belső reprezentáció megszilárdulása előfeltétele a mentális folyamatok hatékonyabb irányításának.

Problémának hívunk minden olyan kérdést és feladatot, amire a választ nem tudjuk azonnal megadni.

Ahogy a matematikában számokkal vagy a történelemórán szavakkal, úgy a testnevelés során mozgással oldunk meg problémahelyzeteket, a környezettel való dinamikus interakciók sorozatában, amely ismételt próbálkozásokra épülő tanulási folyamatot köznyelven gyakorlásnak is nevezhetünk.
Az egyensúlyozás ismételt gyakorlásával fejlesztheti a kognitív tervezés képességét.
A műveleti gondolkodás kisiskolás korban jelentősen megváltoztatja a gyermek viszonyát a tárgyi és szociális valósághoz: a realitás pontosabb tükrözése rugalmasabb alkalmazkodást eredményez. Megnövekszik az ítéletek önállósága, javul az együttműködési készség. A tanuló képes választásos alapon egyszerű játékokban döntéseket hozni.
A testnevelésóra játékos helyzeteit felhasználva a pedagógus kérdéseivel ösztönzi a tanulókat, hogy bátran merjenek döntéseket hozni.

A szimbolikus gondolkodás fejlődése miatt a relaxációs technikák alkalmazása és a gondolati képekben történő problémamegoldás próbálgatása tanári segítségadással, fontos állomás a problémakezelés fejlődésében.
A problémák megoldásának folyamatában együttműködik társaival.
Kialakul a vitára és érvelésre épített döntéshozatal képessége.
A testnevelésórákon és a sportjátékokban szerzett tapasztalatokat felhasználva képes a játékszituációkban döntést hozni és döntéseinek eredményét tudatosítani. 

A megfelelő problémamegoldáshoz a gondolkodás kétféle módjának működtetésére van szükség. A kritikai gondolkodás olyan kognitív képességek gyűjtő fogalma, melyek közül kiemelhető az analizálás, a kiértékelés és az összefüggések keresése. A kreatív gondolkodás képességének is három kognitív összetevője említhető: a szintetizálás, a kidolgozás és az összefüggések felismerése.
Alkalmazza a páros és a társas kapcsolatokban a győztes-győztes („win-win”), konstruktív konfliktusmegoldást.
Érti és a mozgásos helyzeteiben alkalmazza a problémamegoldás modelljeit, mint például: a probléma megértése, átfogó, világos célmeghatározás, a lehetőségek számbavétele, a releváns adatok összegyűjtése, rendezése, az elképzelések kialakítása, a cselekvés megtervezése, az ígéretesnek látszó megoldások előrevetítése, a megfelelő megoldás kiválasztása, tervkészítés, a kivitelezés felügyelete és visszacsatolás.
Kialakul az egyén, a csoport és a társadalom szempontjait megismerő és integráló döntéshozatali igény.

A döntés, formális választás alternatívák között, és mindig jövőorientációt jelent a jelenben. Két fő mozzanata van: mérlegelés és az alternatívák összehasonlítása, valamint az ítélethozatal.

Képes észlelni döntéseinek következményét. 
A mentális fejlődésben a kognitív funkciók kapnak nagyobb szerepet. Más időszakhoz viszonyítva, sokkal fogékonyabbak a felnőttek kívánságainak, szabályainak elfogadására.

Képes mérlegelni döntéseinek következményét.
Képes mérlegelni egyéni és helyzetből adódó sajátosságokat, és törekedni az objektív megoldások keresésére.

Képes döntéseiért felelősséget vállalni.
Ismeri és alkalmazza a döntéshozatal folyamatának elméletét a következők szerint: célkitűzés, az összefüggések, akadályok feltárása, a fontos információk összegyűjtése, az alternatívák átgondolása, a lehetséges következmények számbavétele és ezek előrevetítése, a leghatékonyabb tevékenység kiválasztása, a végrehajtási terv elkészítése.

Egy olyan pszichikus aktivitás, amelynek következtében tartós viselkedés vagy kognitív változás következik be.

Felismeri, hogy a rendszeres fizikai aktivitás jótékonyan hat tanulási teljesítményére.
A testnevelésóra széles körű vizuomotoros fejlesztése jótékonyan hat kognitív funkcióinak és tanulási hatékonyságának fejlődésére.
A testnevelésóra változatos mozgásos szituációi segítik őt az írás, az olvasás és az egyszerű matematikai műveletek elsajátításában.

Tudja, hogy a testedzésnek azonnali és hosszabb távon megmutatkozó jótékony hatása van intellektuális teljesítményére, mivel ennek hatására a verbális és matematikai feladatok megoldásában is fejlődés várható.
Ebben az életkorban a tanulást kísérő, az ismeretekre és a végrehajtásra fókuszáló folyamatos értékelés, a kortárs ellenőrzés (pármunka) és a kellő motiváció jelenléte a tanulási folyamat motorja lehet.
A testnevelésórán elsajátított relaxációs és imaginációs technikákkal megpróbál más tanórákon is hatékonyabb tanulást elérni.

Tanulási folyamataiban egyre nagyobb szerepe lesz a többszintű visszajelzések értékelésének.
A tanulásban, így a mozgástanulásban is, a tanulók aktív bevonása módszerével képes saját tanulási folyamatát, az önellenőrzés és értékelés mentén is kontrollálni.
Megtapasztalta, hogy az élményalapú tanulás a leggyorsabb és leghatékonyabb a számára, amit a további pályaválasztás és tanulmányok folytatása során is tudatosan alkalmaz.

Pedagógusa segítségével megtanulja, hogy a figyelme olyan, mint egy zseblámpa fénye. Amerre irányítja, azt tudja az emlékezetében rögzíteni. Tudja élesíteni, de akkor a kapacitása szűkül, és tudja bővíteni, de akkor élessége eltompul.
Képes tanári irányítással és a ritmus segítségével figyelemének fókuszálásra.

Képes koncentrált figyelmet fenntartani a mozgástanulás és a mozgásművelés folyamán.
Tudja, hogy a mozgásművelés folyamata során mely apró dolgokra (például „a derekamig jöhet fel a labda labdavezetés közben”, vagy „ez az az érzés, amikor jól tartom a könyököm…”, erre az érzésre kell csak figyelnem, miközben a labdát eldobom…”) kell leginkább koncentrálnia a jó megoldás érdekében.

Ismeri önmaga koncentrációs kapacitását és tudja, hogy figyelmének fáradásakor milyen pihentető technikákat alkalmazzon.
Képes figyelmének tudatos irányítására (kívülre, belülre: magába az érzéseire vagy a képzeletére; azt tágítva vagy szűkítve).

A képzeletben megjelenített belső, gondolati képek használatával mind a mozgásos, mind a kognitív tanulási folyamatokra pozitív hatás gyakorolható. 

A fantáziaélet ebben az életkorban a valóság felé fordul, ahol a valóságos, a kalandos és az izgalmas történések kötik le. Ezeket felhasználva a testnevelő bármilyen mesét és történetet szőhet órája köré, a gyermek abban a „valóságban” fog mozogni és játszani.
A mozgástanulás állandó rögzítése a gondolati képekhez nagy hatásfokkal növeli a pontos elsajátítást és végrehajtást.
Mozgástanulása közben az irányított fantázia bekapcsolása automatikusan segíti mind a megértést, mind a tanulási folyamatot.

Ebben az életkorban a gyermek képes a fantázia széles körű alkalmazására, ha a pedagógus teret és lehetőséget enged számára. Például az eszközök és gyakorlatok felhasználásával képes már önállóan is változatos mozgásformákat alkotni.
Önállóan próbálgatja a fantáziában megjelenített és a valóságban kivitelezett mozgásformák közötti különbséget.
Pedagógusa segítségével megismerkedik azokkal a technikákkal, amelyek a fantázia segítségével emelik a tanulás és a mozgás hatékonyságát.

A serdülő célja a képzelet – általában saját mentális világának – egyre hatékonyabb használata. Jellemző rá a lehetőségekről való gondolkodás; a hipotézisek használata, az előregondolkodás, a megszokottól eltérő gondolkodás és a gondolkodásról való gondolkodás.
Tudatosan használja a képi technikákat mozgástanulása során.
A testnevelésórán elsajátított képi technikákat széleskörűen alkalmazza más élethelyzetek és tantárgyak tanulásában, kezelésében.