Пізнання здійснюються за допомогою системи психічних процесів: сприймання, мислення, пам’яті, уваги та інших. Пізнання навколишньої дійсності починається з відчуття і сприймання. Останнє є результатом аналітико-синтетичної діяльності аналізаторів. Сприйманням називають відображення в свідомості людини цілісних предметів і явищ дійсності при їх безпосередньому впливі на органи чуття. Воно пов’язане із безпосереднім чуттєвим пізнанням предметів і явищ — форми, звука, кольору, величини, ваги тощо. Активне, вибіркове, цілеспрямоване сприймання прийнято називати спостереженням. До шести років сприймання набуває вже рис цілеспрямованої діяльності: дитина спроможна виділяти предмет із ряду інших предметів, уміє тривалий час його розглядати, виділяти його якості. У першу чергу і найбільш виразно дитина сприймає те, що викликає в неї емоційну реакцію, тобто все живе, наочне, яскраве. Особливості дитячого сприймання полягають також у недостатній диференційованості та розчленованості якостей, що сприймаються, у слабкості поглибленого цілеспрямованого аналізу. У зв’язку з цим шестирічні діти, жваво реагуючи на все нове, лише поверхово оглядають те, що не справило на них враження, не завжди диференціюють суттєві і несуттєві деталі того, що пізнається. Мала диференціація і слабкість цілеспрямованого аналізу особливо чітко починають виявлятися в тих видах діяльності і поведінки дітей, які регламентуються в умовах навчання. У першокласників трапляються труднощі в сприйманні форми та її відображення. Деякі з них допускають помилки в зображенні фігур, написанні букв чи цифр. Більшість дітей відчуває труднощі також у сприйманні розміщення предметів у просторі; порівняно краще виділяють частини в сприйманих об’єктах, ніж розміщення цих об’єктів у просторі. Вони мало звертають увагу і на об’єднання частин сприйманих об’єктів. Допускають помилки при виконанні завдань, у яких потрібно враховувати кількісне і просторове розміщення предметів, при конструюванні, аплікації, порушують пропорції при малюванні та ліпленні. Нерозвиненість сприймання утруднює засвоєння дітьми поняття про число і його склад, стримує перенесення дії обчислення із наочної в розумову, гальмує чіткість розуміння службових частин мови (зокрема, прийменників, якими виражають просторові відношення).
Під впливом навчання вдосконалюється диференціація кольорів як у хлопчиків, так і у дівчаток, хоча останні краще диференціюють предмети за кольором. У дітей поступово збільшується кількість слів, якими вони означають кольори та їх відтінки (блідо-рожевий, світло-зелений, темно-зелений тощо). Розвивається здатність диференціювати відтінки світлоти об’єктів, хоча у першокласників ця диференціація ще слабка. У молодших школярів спостерігаються значні індивідуальні відмінності в здатності диференціювати кольорові тони та їх відтінки, словесно їх означати.
Підвищується у молодших школярів і здатність розрізняти висоту звуків, а також точність сприймання і відтворення коротких звукових сигналів, кількість помилок у відтворенні сигналів з віком зменшується. Є значні індивідуальні відмінності в точності сприймання і відтворення звукових сигналів, зокрема у дівчаток дещо точніше це виходить.
У процесі навчання в школярів розвивається сприймання форми предметів. При цьому в сприйманні шестилітніх першокласників часто форма предметів чітко не виділяється. Так, наприклад, О. Галкіна пропонувала учням 1 класу намалювати форми деяких предметів. У 40 % випадків діти малювали предмети із притаманними їм ознаками, але при цьому форму предметів ігнорували [8].
В активному словниковому запасі дітей усе частіше з’являються слова на позначення просторових відношень, вони правильно визначають місце предметів (справа — зліва, попереду — позаду, вгорі — внизу), осмислено сприймають предмети, які знаходяться справа — зліва, попереду — позаду від іншої людини, правильно називають праву і ліву руку людини, яка стоїть навпроти нього. Школяр цього віку може уявити себе на місці цієї людини, визначити, де від неї буде правий бік, а де — лівий.
Багато помилок шестилітки допускають у сприйнятті часу, який для них унаочнюється лише в подіях, що відбувалися на його певних проміжках: «Уже, мабуть, день, бо ми обідаємо», «Вечір, бо мама за мною прийшла і сонечко сіло». Оскільки сприйняття часу легко піддається тренуванню, то 20 % першокласників згодом правильно розуміють, що таке хвилина; 60 % розуміють, що таке година; 40 % — тиждень і 26 % — день і місяць [7].
За допомогою дорослого дитина здатна навчатись обстежувати предмети, використовуючи різні аналізатори (зоровий, слуховий, руховий, тактильний), порівнювати предмети за певними ознаками один з одним, розподіляти предмети на певні групи на основі виділення суттєвих ознак. Обов’язково треба зважати на те, що у кожної дитини сприймання проходить дещо по-різному, залежно від її індивідуальних особливостей, нахилів, здібностей, набутих раніше вмінь і навичок.
У цьому віці розвиваються основні компоненти вольових дій: дитина спроможна поставити мету, спланувати роботу і виконати її, виявити деякі вольові зусилля з метою подолання труднощів, оцінити результат. Однак, як засвідчують вчені, всі ці компоненти ще недостатньо розвинуті. Вивчаючи розумовий розвиток дошкільників, В. Давидов, О. Запорожець, В. Котирло, О. Проскура та інші психологи підкреслюють можливість формування у них уявлень і найпростіших понять, вказують на наявність здатності до узагальнення і класифікації.
Мислення — суспільно зумовлений психічний процес, який полягає в узагальненому й опосередкованому відображенні дійсності. Це пошук відповіді на питання, пізнання відношень і закономірних зв’язків між предметами і явищами навколишнього світу. Процес мислення включає в себе різні операції: порівняння, абстрагування, конкретизація. Кожна з цих операцій є своєрідним вираженням основних процесів аналізу і синтезу [37].
Мислительна діяльність проявляється в дитини в різноманітних формах: як наочно-дійове, наочно-образне і логічне мислення. Наочно-дійове мислення вплітається в практичну діяльність: виконуючи завдання, дитина реально оперує предметами. При наочно-образному мисленні вона спирається на образи предметів чи уявлень, малює в своїй уяві ситуацію, в якій уявно діє. Логічне мислення ґрунтується на перетворенні понять і побудованих на їх основі суджень.
Шестирічна дитина може розв’язувати завдання, що ставляться перед нею, застосовуючи всі форми мислення, хоча наочно-образне є основним видом її мислення (аналізуючи ситуацію, порівнюючи предмети, явища, дитина спирається на зовнішні одиничні ознаки; на наочні образи, відчуття, на те, що сама особисто спостерігала, помічала — схоже і різне (розміри, форми, кольори, явища)), а засвоєна у більш ранньому віці дійова форма мислення — важливим його резервом. При зіткненні з новими розумовими завданнями шестирічна дитина нерідко відчуває потребу в тому, щоб при виконанні завдання включитись у реальні дії.
У дітей розвиваються внутрішні механізми мислення, а саме: операції аналізу, синтезу, порівняння, узагальнення, що створює основи для оволодіння логічними формами мислення. Але оперувати знаннями без опори на конкретні предмети, їх моделі або схеми дітям ще важко. Діти порівняно легко розв’язують завдання, коли можна використати практичні дії із самими предметами, наприклад, паличками, кубиками або виділити ознаки частин предметів, спостерігаючи їх. Спочатку аналіз є елементарним. Зокрема, першокласники на початку навчального року схильні аналізувати тільки одну частину предмета (у розповіді чи при описі картини вони визначають одну-дві події не виділяючи головної).
Виконуючи завдання на визначення об’єктів, першокласники на початку навчального року здебільшого виділяють їхні функціональні ознаки, тобто ознаки, пов’язані з призначенням предметів («будинок, щоб жити», «ніж, щоб різати», «корова дає молоко» тощо). Також учні краще виділяють частини предмета, ніж встановлюють співвідношення між частинами.
Щодо порівняння, то кількість ознак, за якими першокласники порівнюють предмети, під кінець навчального року зростає в 1,8 разів порівняно з тією, яка була на початку навчального року.
Більшість учнів узагальнює предмети, перцептивно виділяючи і називаючи кілька подібних ознак. «Тут крила і тут крила», — говорить учень, переводячи погляд зі зображення метелика на зображення синиці. Є учні, які вдаються до уявно-мовного способу узагальнення, доповнюючи зображення відомостями про спільні ознаки, взятими з свого попереднього досвіду. «Горобець біля хати і півень біля хати», — говорить учень, об’єднуючи в одну групу зображення горобця і півня, хоча хати на малюнку немає. Під впливом навчання більш підготовлені учні переходять до досконалішого способу узагальнення, який можна назвати понятійно-мовним. Вони відносять названі їм об’єкти до «тварин», «рослин», «меблів» тощо, виділяють групи «хижих і свійських тварин», «птахів, які біля хати ходять» і «птахів, які в лісі живуть».