การเรียนรู้ทักษะใหม่ ๆ ต้องอาศัยการฝึกหัดแต่ว่าการทำซ้ำ ๆ กันอย่างเดียวไม่ได้เรียกกว่ามีการเรียนรู้ทักษะเพราะว่า การเรียนรู้ทักษะจะเรียกว่าสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อมีพฤติกรรมที่เปลี่ยนไปเพราะเหตุแห่งประสบการณ์หรือการฝึกหัดนั้น ๆ อย่างนี้จึงเรียกว่าเกิดการเรียนรู้ แต่ว่า เป็นสภาวะที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้โดยตรงยกเว้นโดยพฤติกรรม[4]

มีแบบจำลองการประมวลข้อมูลเช่นนี้ ซึ่งรวมเอาไอเดียเกี่ยวกับประสบการณ์ ที่เสนอว่า ทักษะเกิดขึ้นจากความปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบ 4 อย่างที่เป็นหลักของการประมวลข้อมูล[4] ซึ่งก็คือ

1. ความเร็วในการประมวล ซึ่งก็คืออัตราความเร็วที่ข้อมูลรับการประมวลผลในระบบประสาทของเรา
2. ความกว้างขวางของความรู้เชิงประกาศ ซึ่งก็คือขนาดตัวเก็บข้อมูลเกี่ยวกับความจริงของแต่ละคน
3. ความกว้างขวางของทักษะเชิงกระบวนวิธี ซึ่งก็คือความสามารถในการทำกิจอาศัยทักษะนั้นได้จริง
4. และสมรรถภาพในการประมวลข้อมูล (processing capacity) ซึ่งใช้เป็นคำไวพจน์ของความจำใช้งาน (working memory)

สมรรถภาพในการประมวลข้อมูล (คือขนาดของความจำใช้งาน) เป็นสิ่งที่สำคัญของความจำเชิงกระบวนวิธีเพราะว่าเป็นส่วนของกระบวนการบันทึกความจำที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทักษะโดยสัมพันธ์องค์ประกอบต่าง ๆ ในสิ่งแวดล้อมกับการตอบสนองที่เหมาะสม

แบบจำลองของฟิตต์ส

ในปี ค.ศ. 1954 พอล ฟิตต์สและคณะได้เสนอแบบจำลองเพื่อที่จะสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับกับการสร้างทักษะเป็นแบบจำลองที่เสนอว่า การเรียนรู้จะเกิดขึ้นได้ต้องผ่านระยะต่าง ๆ คือ

• ระยะประชาน (Cognitive phase)[5][6]
• ระยะสัมพันธ์ (Associative phase)[5][6]
• ระยะอัตโนมัติ (หรือที่เรียกว่า ระยะกระบวนวิธี [procedural phase])[5][6]

ระยะประชาน

ในแบบจำลองของฟิตต์ส (ปี คศ. 1954) ในระยะนี้ เราจะทำความเข้าใจว่า ทักษะที่ต้องการนั้นประกอบด้วยอะไรบ้างความใส่ใจเป็นสิ่งที่สำคัญในการเรียนรู้ทักษะในระยะนี้คือ เราต้องแยกส่วนทักษะที่ต้องการจะเรียน แล้วทำความเข้าใจว่าส่วนต่าง ๆ เหล่านี้มาประกอบกันเพื่อที่จะทำงานนี้ด้วยทักษะที่ถูกต้องได้อย่างไรวิธีที่แต่ละคนจัดระเบียบส่วนต่าง ๆ เหล่านี้เรียกว่า schemaซึ่งมีความสำคัญต่อการให้ทิศทางแก่การเรียนรู้และกระบวนการที่แต่ละคนจะเลือก schema เป็นสิ่งที่อธิบายได้โดย metacognition (ความรู้เรื่องเกี่ยวกับการรู้ หรือประชานเกี่ยวกับประชาน)[5][6]

ระยะสัมพันธ์

ในระยะนี้ เราจะฝึกทักษะซ้ำ ๆ กันจนกระทั่งรูปแบบแห่งการตอบสนองจะปรากฏการกระทำที่เป็นทักษะจะเริ่มทำได้โดยอัตโนมัติ ในขณะที่จะมีการละเว้นการกระทำที่ไม่ได้ผลระบบรับความรู้สึกของเราจะมีข้อมูลเกี่ยวกับพื้นที่ (spatial) และสัญลักษณ์ (symbolic) ที่ต้องมีเพื่อที่จะทำกิจให้สำเร็จความสามารถในการแยกแยะระหว่างสิ่งเร้าที่สำคัญและไม่สำคัญมีความจำเป็นในระยะนี้เชื่อกันว่า ยิ่งมีสิ่งเร้าที่สำคัญกับงานนี้มากเท่าไรก็จะใช้เวลานานยิ่งขึ้นเท่านั้นในการที่จะผ่านระยะการเรียนรู้นี้[5][6]

ระยะอัตโนมัติ

นี้เป็นระยะสุดท้ายของแบบจำลองของฟิตต์ส เป็นช่วงที่ทำการเรียนรู้ให้สมบูรณ์ในระยะนี้ การแยกแยะสิ่งเร้าที่สำคัญและไม่สำคัญจะทำได้เร็วขึ้นและจะใช้ความคิดน้อยลง เพราะว่าทักษะเริ่มจะกลายเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติการเก็บความรู้โดยประสบการณ์และความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบต่าง ๆ ของทักษะเป็นส่วนสำคัญของระยะนี้[5][6]

แบบจำลองแบบวงจรพยากรณ์

ในปี ค.ศ. 2005 ดร. แท็ดล็อกผู้ได้รับปริญญาเอกในด้านการอ่านหนังสือ ได้เสนอแบบจำลองอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่า "วงจรการพยากรณ์" (Predictive Cycle) เพื่อสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับการเรียนรู้ทักษะผ่านความจำเชิงกระบวนวิธี[7]

แบบจำลองนี้แตกต่างจากแบบจำลองของฟิตต์สโดยนัยสำคัญเพราะว่า ไม่จำเป็นต้องทำความเข้าใจในองค์ประกอบต่าง ๆ ของทักษะ (เหมือนกับระยะแรกในแบบจำลองของฟิตต์ส)คือ เราเพียงแต่ต้องรู้อยู่ในใจว่าต้องการที่จะได้ผลอย่างไรแท็ดล็อกได้ใช้ความคิดนี้อย่างมีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาเรื่องการอ่านหนังสือของเด็กชั้นมัธยมต้นและมัธยมปลาย[8] ระยะต่าง ๆ ของกระบวนการแก้ปัญหารวมทั้ง

• พยายาม
• เกิดความล้มเหลว
• วิเคราะห์ผล (โดยที่ไม่ต้องใช้รูปแบบอะไร)
• ตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนวิธีการทำอย่างไรในครั้งต้องไปเพื่อจะให้เกิดผลสำเร็จ

คนที่ต้องการจะเรียนรู้จะผ่านระยะต่าง ๆ เหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกจนกระทั่งได้สร้างหรือเปลี่ยนเครือข่ายทางประสาทที่จะก่อให้เกิดการปฏิบัตการอย่างสมควรและแม่นยำโดยไม่ต้องใช้ความคิดพื้นเพของความคิดนี้เหมือนกับวิธีการบำบัดทางกายภาพที่ใช้เพื่อช่วยคนไข้ที่บาดเจ็บในกะโหลกศีรษะเพื่อฟื้นฟูทักษะในการดำรงชีวิตคือคนไข้คิดว่าต้องการจะได้ผลอย่างไร (เช่นเพื่อที่จะควบคุมมือได้) ในขณะที่ทำความพยายามซ้ำ ๆ บ่อย ๆโดยที่ไม่ต้องสนใจว่าระบบประสาททำงานอย่างไรเพื่อจะขยับมือคนไข้จะพยายามทำการฝึกหัดต่อไปเรื่อย ๆ จนสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวได้อย่างถูกต้องในกรณีของคนไข้บาดเจ็บในกะโหลกศีรษะ การฟื้นฟูสภาพขึ้นอยู่กับขอบเขตความเสียหายและกำลังใจที่คนไข้มีในการฝึกหัด

โดยมากผู้ที่มีปัญหาอ่านหนังสือจะไม่มีความเสียหายในสมองแต่มีปัญหาที่กำหนดไม่ได้เกี่ยวกับการเรียนรู้โดยการอ่านหนังสือในวัยต้น ๆ แต่เพราะว่าสมองเป็นปกติดี แท็ดล็อกจึงเลือกใช้วิธีที่มีระเบียบแบบแผนสูงสัมพันธ์กับทฤษฏีวงจรการพยากรณ์ เพื่อจะปรับปรุงการอ่านหนังสือให้แก่บุคคลที่มีปัญหาตั้งแต่ขั้นเบาจนถึงขั้นหนัก รวมทั้งปัญหาภาวะเสียการอ่านเข้าใจ[ต้องการอ้างอิง]