Zhvillimi kognitiv apo ndryshe i proceseve të të menduarit te fëmijët, njihet gjerësisht nga psikologët zhvillimor, si një sferë shumë e rëndësishme në zhvillimin tërësor të fëmijëve. Jean Piaget është një nga psikologët më të shquar të kësaj fushe i cili ka hulumtuar procesin e zhvillimit mendor për më shumë se 60 vjet dhe ka përcaktuar katër stade kryesore nëpër të cilat ai kalon tek fëmijët. Sipas Piaget, zhvillimi kognitiv përfshin ndryshimet në proceset dhe aftësitë mendore. Ai ndodh në kombinim mes pjekurisë ose zhvillimit biologjik dhe ndërveprimit me mjedisin rrethues.
Në teorinë e tij të zhvillimit, Piaget i referohet imazheve mendore që fëmijët ndërtojnë gjatë zhvillimit të tyre, ose skemave. Pas lindjes foshnjat janë shume egocentrike pasi nuk e mendojnë dot botën si diçka të ndarë prej tyre. Për këtë arsye ata mendojnë se gjithçka që nuk është më para syve të tyre, nuk ekziston. Në mënyrë që ata të kuptojnë se një objekt vazhdon të ekzistojë edhe pse nuk është para syve të tyre, i duhet të ndërtojnë pikërisht këto imazhe mendore apo skema, të cilat janë kategori të caktuara të njohurive që fëmija ka e të cilat me kalimin e viteve bëhen më komplekse, pasurohen, përshtaten apo mund të ndryshohen tërësisht. Kjo ndodh pasi ndërkohë që fëmijët ndërveprojnë me botën përreth, ata përfitojnë njohuri të reja, pasurojnë apo kompletojnë njohuritë ekzistuese ose i ripërshtasin ato për të akomoduar informacionin e ri.
Katër stadet e definuara nga Piaget janë:
Stadi sensoromotorik: Ky stad sipas Piaget, nis nga lindja e vazhdon deri në moshën dy vjeçare. Në këtë periudhe foshnjat fillojnë të njohin botën përmes lëvizjeve dhe shqisave si për shembull përmes të kapurit e të thithurit të objekteve, të parit apo të dëgjuarit. Në këtë stad foshnjat mësojnë se objektet vazhdojnë të ekzistojnë edhe kur ato nuk mund të shihen, duke fituar kështu aftësinë e vazhdimësisë së objektit. Kjo periudhë gjithashtu i bën ata të kuptojnë se veprimet e tyre shkaktojnë pasoja në mjedisin përreth.
Mënyra kryesore e marrjes së informacionit në këtë stad të hershëm është manipulimi me objekte, reflekset, reagimet motorike dhe eksperienca e përfituar nga shqisat. Megjithatë Piaget thekson se kjo periudhë edhe pse e shkurtër në kohë, bart në vetvete një sasi shumë të madhe të të mësuarit. Fëmijët e mbyllin këtë stad duke e diferencuar veten prej mjedisit dhe të tjerëve gjë që do t’i lejojë më pas të emërtojnë objektet e jashtme.
Stadi i të menduarit paraoperacional: Ky stad zgjat nga mosha dy vjeçare deri në shtatë vjeç.
Në këtë periudhë fëmijët fillojnë të mendojnë në mënyrë simbolike dhe të përdorin fjalë për të emërtuar objekte. Fëmijët në këtë moshë ende nuk arrijnë ti shikojnë gjërat nga këndvështrimi i të tjerëve, kështu qe vazhdojnë të jenë egocentrik dhe të përqendruar te vetja. Përvetësimi i gjuhës është një arritje madhore e këtij stadi, edhe pse ende të menduarit e fëmijëve në këtë periudhe mbetet shumë konkret.
Një element tjetër i rëndësishëm në këtë stad është loja imagjinare e cila është thelbësore për zhvillimin e fëmijëve. Loja imagjinare është loja ku fëmija përdor një objekt për të përfaqësuar diçka tjetër, duke i dhënë atij lëvizje (për shembull fëmija përdor një gur duke e lëvizur në ajër si aeroplan, ose kur fëmija ka një shok/shoqe imagjinare me të cilin/ën flet dhe bën aktivitete). Loja imagjinare është thelbësore për zhvillimin aftësive në shumë fusha të tjera si aftësitë gjuhësore, aftësitë sociale e emocionale, të menduarit, imagjinata, etj.
Stadi i operacioneve konkrete: Kjo periudhë vijon nga shtatë deri në 11 vjeç.
Fëmijët në këtë moshë fillojnë të mendojnë në mënyrë më logjike për ngjarje të ndryshme, janë më të organizuar por gjithsesi ende mbeten konkret në të menduarin e tyre. Gjithashtu këta fëmijë fillojnë të përdorin arsyetimin dhe fitojnë aftësitë për të menduar simbolikisht.
Një aftësi e fituar në këtë stad është konservimi, ose aftësia për të kuptuar se objektet nuk i humbin vetitë e tyre edhe nëse ndryshojnë pamjen. Për shembull nëse i tregojmë fëmijëve dy topa me plastelinë në madhësi të njëjtë, nëse më pas njërit top të plastelinës ia ndryshojmë formën duke e zgjatur dhe më pas i pyesim se cili është më i madh, ka shumë gjasa që fëmijët në këtë stad të përgjigjen se te dy topat kanë madhësi të njëjtë.
Fëmijët ende nuk arrijnë të kuptojnë konceptet abstrakte apo hipotetike, por bëhen më pak egocentrik pasi fitojnë aftësitë e të menduarit se si mund të ndihen të tjerët apo si të tjerët mund ta shohin një situatë të caktuar.
Stadi i operacioneve formale: Stadi i fundit i përcaktuar nga Piaget, vazhdon mbi moshën 12 vjeçare.
Si periudhë e fillimit të adoleshencës, fëmija fillon të kuptojë konceptet abstrakte dhe hipotetike dhe është në gjendje që të mendojë në mënyrë më abstrakte. Në këtë periudhë fëmijët thellohen më shumë në koncepte dhe ide etike, filozofike, sociale, etj. që kërkojnë arsyetim abstrakt. Ndërkohë që në stadin e operacioneve konkrete fëmija fillon të përdorë induksionin (arsyetimi për të arritur nga informacioni specifik në një përfundim të përgjithshëm), në këtë periudhë fëmija përvetëson edhe deduksionin ose arsyetimin për të arritur nga e përgjithshmja në informacione specifike.