（一）认知探索与思维研究
布鲁纳的认知探索工作始于其学生时代。在进行了许多有关动物的学习与知觉研究的基础上，布鲁纳转向对人的知觉特性进行直接研究，并且很快取得了突破性的进展，在心理学界崭露头角。他接着对人类思维的工具——概念的获得及其策略、直觉思维、创造性思维进行了大量深入的研究成果，为结构主义教育理论体系的形成奠定了基础。
布鲁纳在其早期的代表作《思维研究》（A Study of Thinking，1956）中集中阐述了概念和思维。他认为，思维是通过概念这个媒介进行的。要了解人们的思维过程，需要从认识人如何获得概念是人类思维工具的基本单元，人们通过一个个概念来思考问题。他指出，世界是由万事万物而组成，可以说没有完全相同的东西，人们不可能对所见到的每一个事物都做出特定的反应。人们对复杂多样的事物一般只是通过类属来加以辨别的。只要知道了某类事物的共同特性，就可以大致了解掌握其实质和内容，从而通过一些范畴和概念来理解和认识事物。他认为，类属过程是一种发明行为，范畴的学习和使用代表一种最基本的认知形式，人们可能推断出他有一种同类或同一范畴。同一范畴是指把多种多样的刺激归为同一种东西的某些形式。同一反应是通过学习而产生的一种反应。一旦人们很好地抓住了类属的本质，任何涉及将材料组成或重新组成同类的认知操作都以更容易理解的方式排列。判断、记忆、解决问题、创新思考以及创造发明等都涉及这种操作。
布鲁纳还对语言、文化和类属进行了研究，指出人们赖以选择并对其周围世界进行反映的范畴受到他们所成长其中的文化的深刻影响。语言、文化、生活方式、个人的宗教信仰以及科学，所有这一切都影响到一个人成长的方式。可以说，个人的历史反映出他的文化传统和思维方式，因为组成文化的事件受到他所习得的范畴系统的过滤。类属的作用：一是可以使明显不同的事件归为同类，从而减少了环境的复杂性；二是成为人们周围世界的物质赖以确定的途径；三是在一系列确定的品质的基础上建立某种范畴，从而减少连续学习的必要性；四是为工具行动提供方向；五是为组织和重新联系的事件种类提供机会。布鲁纳认为，人们在学会以某种方式使一系列事件归类时，不仅仅只是通过学习来认识所遇到的例子，人们还学到某种可以应用于新例子的规则。概念和范畴就是这种“分组的规则”，并且人们在概念获得和形成中构建的正是这种规则。
在人们认识世界，解决问题的过程中，人们一般通过感知、思考、推理等内在认知过程，主动地与外界相联系，以搜集、分析、处理各种认知材料，进而找出问题的答案。这种探索过程包含着一系列的思维活动。心理学将这些思维方式分为直觉思维和分析思维。布鲁纳指出，以往人们只重视分析思维的研究而忽略了直觉思维。实际上，人们在问题解决和发现学习中，使用更多的是直觉思维。分析思维以逐步地向结论推进为特征，在分析思维过程中人们比较充分地意识到所包含的知识和运算，包括仔细地演绎推理以及逐步地归纳和试验过程。而直觉思维则不同，是以熟悉涉及到的知识领域及其结构为根据，以对整个问题的内隐的感知为基础，从而使思维者有可能实现跃进、越级，以及采取捷径。布鲁纳认为直觉思维和分析思维具有互补性，有些问题用分析思维去解决十分困难，而用直觉思维就可以轻而易举地得到解决。他通过对教育现状的调查分析发现，以往的教学只注重发展学生的分析思维能力，强调通过一步步的分析推理进而得出结论。这种教学在某种程度上会妨碍学生直觉思维能力和身心的健全发展。基于此，布鲁纳提倡按照直觉主义表达研究认知过程，并认为教育教学应重视发展培养学生的直觉思维，因为直接思维和创造过程具有一定的相似性，都包含着前期的认知，后期的顿悟以及进一步的证实过程。他认为可以通过对学生直觉思维的培养，从而促使学生创新意识和创造力的提高。这是布鲁纳通过思维研究给予我们教育工作者的一条忠告。
布鲁纳认为知觉过程是以对刺激输入、开放、选择、关闭为特征的，涉及初步归类、搜寻线索、证实线索、结束证实这四个相继的步骤。他指出，人们是通过把刺激输入置于某一类别来加工它们的。一个类别，实际上也就是一个概念。因此，概念是思维的核心。由此，帮助学生有效地习得概念是学校教育的基本目的之一。他认为学习包括三个几乎同时发生的过程：一是习得新信息。二是转换，把知识整理成另一种形式，以便超越所给予的信息。三是评价。他强调指出，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。为了促进学生最佳地学习，提供信息是必要的，但是学习掌握这些信息本身并不是学习的目的，学习应该超越所给的信息。直觉思维是解决问题的一种技能、技巧，所以要重视学习中直觉思维的重要性。教师要激励学生在教学活动中所表现出来的顿悟和直觉领会，以此培养学生的直觉思维和创造力，这和分析思维的培养、发展同等重要。
（二）教学理论与教改运动
在对人的认识过程和思维进行了卓有成效的探索与研究并取得了丰硕的成果之后，布鲁纳的注意力转移到了美国公共教育上。此时的美国正在为苏联的第一颗人造卫星上而感到极大的震惊和不安，全国上下反思检讨教育，呼吁重视教育，实施改革。正是在这种背景之下，布鲁纳所阐述的一系列对教育理论的独到见解和对学校课程改革的大胆设想引起人们广泛的关注，特别是其主持的伍兹霍尔会议中所发表的《教育过程》演讲，使他名声大振，成为国内外知名学者。
为推动当时波及全国上下的教改运动并对未来教育的发展提供理论支持，美国科学院1959年9月在伍兹霍尔召开了有关教改的讨论会。美国科技学术界35位知名学者专家参加了会议，布鲁纳任大会主席。会议着重讨论了如何改进中小学学科，特别是数学和科学教学，以提高教育教学质量。会期长达10天之久，布鲁纳在大会结束时做了总结性发言，名为《教育过程》。会议结束后，布鲁纳以结构主义教育理论思想为主导，综合专家学者们的意见，最终写出了《教育过程》这本轰动一时，至今仍有影响力的名著，于1960年出版，成为指导美国20世纪60年代课程改革的理论武器。
由引论、结构的重要性、学习的准备、直觉思维和分析思维、学习动机、教学辅助工具这六部分所组成的《教学过程》，是布鲁纳结构主义教育观的代表作。书中所涉及的有关教育内容教学方法的理论都是经过实验假设所验证的结论。他围绕着课程改革这一主题提出了结构主义教育观这一新颖、大胆、实用的理论。《教育过程》主要有四个中心思想和一个设想：
第一，强调学生学习各学科的基本结构，即各种基本概念、基本原理以及它们之间的规律和联系。布鲁纳认为，知识是人们对于客观事物构造的一种主观模式，总是有结构的。合理的知识在于主观模式能与客观事物相符，能很好地说明事物。既然知识是由人来构造的，那么就应为学校的课程设计最好的知识体系。所以，学习任何学科务必使学生掌握这一学科的基本结构，布鲁纳强调使学生参与知识的建构、结构的学习，掌握知识的整体与事物之间的普遍联系，而不是让学生去学习和掌握零碎的知识经验。
第二，强调直觉思维的重要性。针对教学中忽视直觉思维能力培养的现状，布鲁纳指出，学校教育应给予直觉思维以适当的地位，应鼓励培养直觉思维的教学方法，应鼓励儿童在自由的课堂学习气氛中多做推测积极探究问题，培养学生的自信心和勇气，让学生积极主动地去探索，去学习。教师在教学中尽量多保留一些使人感兴趣的观念、知识，引导学生去探究发现。教师不必过分追究学生推理的理由，也不必拘泥于学生的成功与失败，外部的赏罚作用大都会阻碍学生直觉思维的形成。
第三，强调内部动机的重要性。布鲁纳认为，运用奖赏和竞争等外在动机的收效是有限的，也不能保持长久。激发学生的内在动机才是促进学习的真正动力。他主张围绕兴趣组织儿童学习，认为最好的学习刺激，是对所学材料的兴趣，而不是诸如等级或以后的竞争便利等外来目标。好奇心，上进心，羡慕憧憬理想人物以及朋友间的相互激励、相互帮助这四种内在动机的作用远远胜于外在的奖优作用。所以，布鲁纳强调在教学中注重激发学生学习的内在动机，使学生对所学知识，材料产生积极主动的兴趣。在教学过程中教师要努力把所要传授给学生的东西变成学生自己的思维对象，创造必要的条件，发展学生的才能和批判分数主义、竞赛主义，反对过分使用奖赏或竞争等手段，对我们今天的教改仍有重要的现实意义。
第四，强调教师教学过程中的作用。布鲁纳认为，“教师不仅是知识的传播者，而且是模范”。教师的模范作用直接影响到他所教的学生能否感受到这门学科的内在诱惑力、刺激力，也影响到他的学生是否愿意主动、积极地参与、大胆设想、大胆运用直觉思维。教学活动是在教师的指导下，让学生像数学家那样独立思考数学问题，像历史学家那样去思考历史问题，使学生成为一个发现者、探索者，亲自去发现结论和规律。
由此教师在教学过程中拥有神圣的地位和作用。为了使教师成为知识的传播者、榜样和典型人物，必须要提高教师的质量。同时，要让教师学会灵活地运用各种教学装置。因为这些装置可以“扩大经验、阐明经验，并使经验含有个人意义”。布鲁纳指出，装置本身并不能决定自己的目的，如果好的装置不能同教学的其他技巧联系起来，就可能陷入教学的被动局面。同时，如果仅仅把教学限制在一成不变的课堂讲述中，只辅以传统的教科书，就会把生动的学科教学弄得呆板沉闷。所以要重视教师与教学设置的有机结合，提高教学效果。
在认真探讨强调学科的基本结构、直觉思维、内部动机、教师和教学装置这四个方面重要性的同时，布鲁纳提出的一个大胆的假设和命题就是“任何学科都能够用在智育上是正确的方式，有效地教给任何发展阶段的任何儿童”。首先，他从智力发展的过程加以阐述。他认为，智力发展的阶段是连续的、相继的。就性质而言，发展既有量的增长，也有质的变化。一般由动作意向再向符号的不断演变，第一阶段为动作式再现表象，第二阶段为肖像式再现表象，第三阶段为符号式再现表象阶段。所以，给任何年龄的儿童教某门学科，要按照这个年龄阶段的儿童观察事物的方法去阐述这门学科的结构。“由于这种早期学习，在日后学起来会比较容易，也比较有效和精确”。同时也促进了儿童的智力发展。其次，布鲁纳认为，按照学习行为的规律来安排学习情节，有利于基础学科的早期学习。他指出，学习任何一门学科都包含有一连串的情节，每情节都涉及获得、转换和评价这三个过程。学习情节运用恰到好处，可以反映以前学过的东西，且可举一反三，超越前面的学习。所以，可以通过控制学习情节来安排教学，以适应学生的学习能力和需要。通过实验表明一个人越是具有学科结构的观念，就越能轻松愉快地完成内容充实和时间较长的学习情节。第三，采取螺旋式排列法，以一种不太精确但较为直观的体系尽早向儿童介绍各门学科的基本概念，然后加以扩展再扩展，直至复杂前沿的现代知识领域。即课程设计和教材编排不仅要依据儿童认知发展的程序和特点，而且要遵循每门学科基本概念或原理的连续性，使教材成为一种螺旋式的课程系统。
布鲁纳认为，教育是社会变迁的最主要的方法。由于科技的迅猛发展，学校教育不仅要促进个体的社会化，而且要培养个体的各种基本技能。在个体掌握了这些基本技能的情况下，人类生活中所需要的复杂技能，便可以分解为各种较为简单的技能。因此，实施早期教育，在儿童早期教给他基本技能、技巧，便于他今后更容易学会复杂的技能，从而成为创新型人才，推动社会的进步。布鲁纳关于任何学科都可以用正确的方式教给任何年龄阶段的儿童的著名论断的用意就在于此。
布鲁纳的结构主义教育理论以其时代性、科学性和独具一格的教育主张，对20世纪60年代美国的教育改革和世界上许多国家的教育改革产生了重大的影响。他的《教育过程》一书1960年出版发行，到1978年已再版16次，并被译成多种文字传遍世界，引起了教育界的轰动。在其影响下，美国中小学轰轰烈烈的展开了一场以课程改革为中心的现代化教育改革运动，随之波及日本、英国、法国、苏联等世界各国，影响之大、范围之广，在教育史上堪称史无前例。