Восприятие младших школьников отличается неустойчивостью, но в то же время остротой и свежестью, «созерцательной любознательностью». Младший школьник может путать цифры 9 и 6, мягкий и твердый знаки с буквой «р», но вместе с тем он с живым любопытством воспринимает окружающую жизнь, которая каждый день раскрывает перед ним что-то новое. Малая дифференцированность восприятия, слабость анализа отчасти компенсируются ярко выраженной эмоциональностью восприятия. Опираясь на нее, опытные учителя постепенно приучают школьников целенаправленно слушать и смотреть, развивают наблюдательность. Первую ступень школы ребенок завершает тем, что восприятие, будучи особой целенаправленной деятельностью, усложняется и углубляется, становится более анализирующим, дифференцирующим, принимает организованный характер.

Внимание младших школьников непроизвольно, недостаточно устойчиво, ограничено по объему. Поэтому весь процесс обучения и воспитания ребенка начальной школы подчинен воспитанию культуры внимания. Школьная жизнь требует от ребенка постоянных упражнений в произвольном внимании, волевых усилий для сосредоточения. Произвольное внимание развивается вместе с другими функциями и прежде всего с мотивацией учения, чувством ответственности за успех учебной деятельности.

Мышление у детей начальной школы развивается от эмоционально-образного к абстрактно-логическому. «Дитя мыслит формами, красками, звуками, ощущениями вообще», — напоминал учителям К. Д. Ушинский, призывая опираться в начале школьной работы на эти особенности детского мышления. Задача школы первой ступени — поднять мышление ребенка на качественно новый этап, развить интеллект до уровня понимания причинно-следственных связей. В школьный возраст, указывал Л. С. Выготский, ребенок вступает с относительно слабой функцией интеллекта (сравнительно с функциями восприятия и памяти, которые развиты гораздо лучше). В школе интеллект развивается обычно так, как ни в какое другое время. Здесь особенно велика роль школы, учителя. Исследования показали, что при различной организации учебно-воспитательного процесса, при изменении содержания и методов обучения, методики организации познавательной деятельности можно получить совершенно разные характеристики мышления детей младшего школьного возраста.