Anlam çıkarma bilişsel süreç, eğitim bilimleri ve bilişsel psikoloji arasındaki en verimli kesişim noktalarından birini oluşturur. Öğrenmenin, mekanik bilgi depolamadan ziyade anlamlandırma (sensemaking) süreci olduğunu savunan yapılandırmacı gelenek, bu meselenin teorik çerçevesini belirler. Piaget'nin şema teorisi, anlam çıkarma bilişsel sürecinin köklü bir açıklamasını sunar. Assimilation (özümseme), yeni bilginin mevcut şemalar içine dahil edilmesidir; accommodation (uyum) ise mevcut şemaların yeni bilgiye uygun şekilde yeniden yapılandırılmasıdır. Bu iki mekanizma, öğrenmenin yalnızca bilgi ekleme değil; bilgi örgüsünü yeniden düzenleme süreci olduğunu ortaya koyar. Dengesizlik (disequilibrium) hâli, mevcut şemanın yeni uyaranı açıklamada yetersiz kalması, anlam çıkarma için zorunlu bir tetikleyicidir. Ausubel'in anlamlı öğrenme teorisi, anlam çıkarma bilişsel sürecin eğitim pratiğine yansımasını doğrudan biçimlendirir. Ausubel'e göre yeni bilgi, kalıcı biçimde yalnızca mevcut bilişsel yapıya (cognitive structure) bağlandığında öğrenilir. Bunun için ön düzenleyiciler (advance organizers), yeni içeriğin yerleşeceği bilişsel iskelet, etkili bir öğretim pratiğinin aracı hâline gelir. Salt ezber ise yeni bilginin gerçek anlamda özümsenmeden kısa süreli belleğe depolanmasını ifade eder ve kalıcı öğrenme sağlamaz. Konstrüktivist ve sosyokültürel yaklaşımlar, anlam çıkarma sürecinin bireysel bilişin ötesine geçerek sosyal ve kültürel bağlamla nasıl şekillendiğini vurgular. Vygotsky'nin yakınsak gelişim alanı (Zone of Proximal Development) kavramı, anlam çıkarmanın en verimli biçimde başkaları ile etkileşimde gerçekleştiğini ileri sürer. İskele (scaffolding) metaforu, yetkin bir rehberin öğrenciye tam bağımsızlığın öncesinde geçici destek sağlaması pratiğini tanımlar. Anlam çıkarma bilişsel sürecini ölçme metodolojisi eğitim araştırmaları için hâlâ açık bir sorundur. Standart çoktan seçmeli testler çoğunlukla yüzeysel tanıma belleğini ölçer; anlam çıkarmanın ürünü olan kavramsal dönüşümü değerlendirmek için kavram haritaları, sesli düşünme protokolleri ve transfer görevleri daha uygun araçlardır. Bu ölçüm boşluğu, anlam çıkarma odaklı pedagoji ile standart değerlendirme pratikleri arasındaki süregelen gerilimi besler. Multimedya öğrenmede anlam çıkarma, Mayer'ın Multimedya Öğrenmenin Bilişsel Teorisi (CTML) aracılığıyla incelenir. Sözel ve görsel kanalların bütünleşmesi, anlam çıkarma verimliliğini artırır; ancak bu bütünleşme yalnızca bilişsel yük kurallarına uyulduğunda gerçekleşir. Gereksiz bilgi (yükleme etkisi), anlam çıkarma sürecini sekteye uğratır çünkü kanal kapasitesi anlamsız işlemlerle tükenir. Uygulama boyutunda eğitimciler için anlam çıkarma bilişsel süreç modelleri şu pratik tasarım ilkelerine dönüşür: ön bilgi aktivasyonu (yeni içerik için bağlantı noktaları açmak), kavramsal çatışma yaratma (dengesizlik üreterek aktif süreç başlatmak), açıklayıcı soru stratejileri (anlamı test eden not sadece hatırlamayı yoklayan), ve öğrencilerin anlam çıkarma süreçlerini geri bildirimle görünür kılmak.