数学学习的过程，实质上就是数学认知结构的发展变化过程。掌握数学学习过程的意义在于顺应学生数学学习的过程，促进学生数学认知结构的完善和发展。具体说来，必须做到以下两点：
第一，把学生认知结构中原有的观念作为数学教学的出发点。数学学习的四个阶段（输入阶段、相互作用阶段、操作阶段和输出阶段）是紧密联系的，前一阶段的学习是后一阶段学习的基础，后一阶段的学习是前一阶段学习的深入和发展，而在任何情况下，已有的认知结构总是学习新认识的基础。数学学习的重要策略之一就在于建立新认知与原有认知结构中相应知识之间的联系，这里首先应该注意：学生知道了什么？知道的程度如何？是否运用自如？等等。
例如 学习一元二次方程的求根公式，是建立在直接开方法和配方法的基础上的。大多数学生具备了这两方面的知识和技能。但若要学生独立推导一元二次方程的求根公式，恐怕多数学生是有困难的。这是由于配方法虽已学过，但还未达到运用自如的程度，而由数字系数转到字母系数，难度也较大。这就是说，原有知识与新学习的内容之间虽有联系，但它们之间的“潜在距离”较远。教学上，我们可以设计以下三组方程依次让学生练习，从而缩短这个“距离”，使大多数学生都能自己推出求根公式。
第二，把发展认知结构作为数学学习的中心和归缩。数学认知结构是数学知识的基本结构与学生的心理结构相互作用的产物。组织良好的知识结构有利于学生认知结构的发展，促进新的学习，而孤立、零碎的知识对新学习的影响则很小。安排数学学习，既要注意知识之间的纵向联系，把孤立的知识组成知识链，又要注意知识之间的横向联系，把知识链组成知识网，这样的知识有利于学生塑造良好的认知结构。
例如 初中代数“一元二次方程”一章的内容较多，其知识结构可作如下的小结：
另外，“一元二次方程”学完后，初中代数中有关代数方程的内容大体上都已学完，其知识结构如下：
上述箭头表明了解代数方程的基本思想：无理方程要去掉根号化为有理方程；有理方程中的分式方程要去掉分母化为整式方程；整式方程中的高次方程要降次为一次方程或二次方程；多元方程要消元化为一元方程。
由此可见，解各种代数方程，都要通过“转化”、“消元”、“降次”，最后归结为一元一次方程或一元二次方程。对于“转化”，要注意变形可能会产生增根；对于“消元”、“降次”，除通常用的代入法、加减法和因式分解法外，要特别注意“换元法”的掌握和运用。（“化归”的思想）
为了发展和完善学生的认知结构，除了组织完好的知识结构外，还要注意发展学生的认知能力，如观察能力、思维能力和记忆能力。
