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（1）信息加工模型
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麦克劳夫林等人（McLaughlin et al，1983）运用认知心理学的“信息加工理论”（information-processing theories）来解释二语习得过程，提出了“信息加工模型”（information-processing model）。信息加工理论将人脑看作类似于计算机的信息加工系统，由接收器（receptor）、效应器（effector）、处理器（processor）组成，而该模型则把人的心理看作是一个容量有限的处理器，不可能同时接收和加工所有的语言输入信息，因而需要对信息进行选择，并提高自身的加工能力。这种对信息的选择性，就是“关注”（attention）。因此，该模型也叫“关注——加工”（attention-processing）模型。
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该模型认为，二语学习者能够加工多少信息，既受限于任务的本质，也受限于他们拥有的信息加工能力。他们没有能力注意输入中可供的所有信息，其中的一部分会成为集中关注或者选择性关注的对象，而其他部分只是被边缘地关注到。学习者为了使自己的信息加工能力最大化，于是就将语言技能程式化（routinize）。起初，某种技能可能只是通过“控制性加工”（controlled processing）才获得。当他们有机会练习控制性处理时，就会采用“自动性加工”（aotomatic processing），使之程式化。这样，程式化就帮助他们减轻了信息加工容量方面的负担，可以促进中介语的量变。
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另外，信息加工容量也以另一种方法得到扩展，即“重构”（restructuring）。这一点会引起中介语的质变。这些变化既与二语知识在学习者心灵中的表征方法有关，又与他们采用的策略有关。表征上的变化包括从基于例句的表征转换到基于规则的表征。例如，二语语素习得中的“U型发展过程”、学习者语言从格式化言语到规则分析的变化等现象，就反映了这样的转换。另一方面，学习策略的灵活使用也促进了重构。麦克劳夫林等人（McLaughlin et al）发现，善于灵活使用学习策略的“专家型”语言学习者在重构规则方面展示出更大的灵活性，因而能够避免某些类型的偏误。
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因而，该模型特别强调关注、策略和练习等在二语习得中的重要性。麦克劳夫林（McLaughlin，1990）指出，练习有两个作用：一是使技能自动化，从而改进学习；一是重组内在表征框架，促进信息重构，减少语言学习负担。
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（2）竞争模型
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麦克温尼和贝茨（MacWhinney&Bates，1978）运用连接主义（Connectivism，又译“连通主义”）的“并行分布加工”（Parallel Distributed Processing，PDP）模型来解释语言习得过程，提出了“竞争模型”（the Competition Model）。
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这个模型认为，语言学习是一种输入、学习者和互动语境之间的三向互动，这种三向互动为理解自然语境和课堂语境的一语和二语习得提供了一个框架。它把一语和二语学习都看作建构性的数据驱动过程，这个过程不是依赖语言结构的普遍性，而是依赖认知结构的普遍性。它把语言能力的发展归因于学习和迁移，而不是归因于普遍语法的原则和参数。由于神经元的介入性作用，二语学习会受到一语结构（如音系结构、句法结构）的促进或阻碍。
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这个模型的核心概念是“竞争”。它认为，语言学习机制所使用的认知结构包括了多层面的连接网络，这个网络可以用来理解语言输入和生成言语。在这个网络中，所有已知的句法形式、词和语音形式在表达某一意义和交际功能时能够同时竞争。在语言发展过程中，那些和各种范畴最成功地匹配的模式最有可能反复出现而得到巩固，而那些错误的、原始的模式则会最终消失。
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例如，在英语不规则名词复数形式的习得中，“mouse”的复数形式“mice”和泛化类推的复数形式“mouses”都是可能激活的形式，使用哪一个取决于每一个形式当前的激活水平。当学习者的反应和目的语的范畴相匹配时，就会出现最关键的匹配功能。那么，当“mice”反复出现而得到巩固时，错误的“mouses”形式就消失了。因而，学习者是根据母语者提供的样本来学习语言的，而不是依赖于其大脑中“语言习得机制”的制约。
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（3）多维模型
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梅瑟尔等人（Meisel et al，1981）以认知加工理论为基础，提出了“多维模型”（Multidimensional Model，又译“多元发展模式”）。这个模型是在德国的“意大利语和西班牙语工人的第二语言习得”（Zweitspracherwerb Italienischer und Spanischer Arbeiter，ZISA）研究项目的基础上形成的。他们调查了具有拉丁语言（意大利语、西班牙语）背景的移民工人对若干德语词序规则的习得顺序，试图既解释为什么学生以一种明确的顺序来习得一种语言的语法，又解释为什么某些学习者只发展了非常简单的中介语语法。
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该研究发现：①学习者在若干语法结构的习得中显示出发展的顺序，包括词序和某些语法语素。于学习者也展现出个体差异，这些差异既与他们应用发展性规则的程度有关，也与他们习得和使用那些在发展上不受约束的语言结构的程度有关。③发展顺序折射出学习者克服加工约束机制（processing constraints）的系统性方法。这些约束机制具有一般的认知本质，并且掌控言语的产出。④个体学习者差异折射出对学习任务的总体取向（orientation），这种取向又是社会心理因素的产物。⑤针对发展性的语法手段的形式教学只有当学习者已经掌握了与先前的习得阶段相联系的作为先决条件的加工操作时才是成功的。然而，针对那些从属于个体差异的语法手段的形式教学不会面临这样的限制。
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简言之，有些知识点（即发展性的手段）是按照明确的发展顺序“按部就班”地习得的，前一个阶段的知识点就是后一个阶段的知识点的先决条件，这是受到约束的。也就是说，如果学习者尚未在前一个阶段掌握必备的那些知识点，那么在课堂上教授后一个阶段的知识点是不会成功的。而其他的知识点（即变异性的手段），则不受约束。因此，该模型区分了一条“发展轴线”和一条“变异轴线”，分别沿着这两条轴线的进步是互相独立的。
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同时，学习者的个体差异无论在“发展轴线”还是在“变异轴线”上都有反映，具体表现为习得和使用知识点的程度不同。这种不同是学习者不同的取向造成的，即构成一个连续统的分离性取向（segregative orientation）和融入性取向（integrative orientation），而不同的取向又是受社会心理因素影响的。
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该研究将德语习得分为“典型的语序”（Canonical order）、“副词前置”（Adverb preposing）、“动词分离”（Verb seperation）、“倒装”（Inversion）、“动词结尾”（Verbend）等5个发展阶段。这5个阶段是渐进式而非跳跃式发展的，而且存在蕴含关系，即前一阶段蕴含在后一阶段中。
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为了从前一个阶段发展到后一阶段，学习者会采用一套系统性的克服加工约束机制的方法，即3种策略，包括“典型的语序策略”（canonical order strategy）、“开头化/末尾化策略”（initialization/ finalization strategy）、“从句策略”（subordinate clause strategy）等。这些策略抓住了学习者在其不同发展阶段所能做的事情，而且抓住了他们为进一步发展所必须克服的“绊脚石”。他们把这些“绊脚石”一个又一个地搬走，就构成了进步。
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艾利斯（Ellis，1997）评论道，多维模型是关于二语习得的一个强有力的理论，因为它提出了机理问题，以解释为什么学习者遵从一条明确的习得路线。然而，该模型也一直容易受到大量的批评。有人已经指出，它是在颇为有限的一组语法手段的研究工作基础上建立的。变异性的手段如何才能辨认出来还不清楚，而且事实上它只提供了几个例子，最常提到的就是系词“be”。更为严重的是，该模型没有解释那些发展上的“绊脚石”如何以及为什么被搬走。这个“绊脚石”的隐喻蛮有意思，不过还是有点不够充分。
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（4）注意假说
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施密特（Schmidt，1990）研究了“意识”（consciousness）在二语学习中的作用，并提出了“注意假说”（Noticing Hypothesis）。所谓“注意”（noticing），是指在二语习得中有意识地参与到输入中的语言手段的过程。
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施密特（Schmidt）首先指出，“意识”这个术语在二语习得研究中常常用得很随意，所以有必要加以规范化。因而，他把“意识”分为两种，一种是“故意”（intentionality），一种是“关注”（attention）。
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“故意”是指学生是否作出了有意识的、深思熟虑的决定来学习某种二语知识，与“偶然的学习”（incidental learning）相对。施密特（Schmidt）认为，无论学习是“故意的”还是“偶然的”，它都包含针对输入中的语言手段的“有意识的关注”（conscious attention）。
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施密特（Schmidt）还提出了语言学习中的“意识”的第三种感觉，即“明白”（awareness），指学生是否“意识”到正在习得新的二语元素，亦即“意识”到吸收物转换成二语知识时。
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他认为，只有在“注意”（noticing）的情况下，学习才能够产生。他提供了对自己在巴西时习得葡萄牙语的一项研究中的证据来证明“注意”的重要性。他坚持写日记，记录下了他在自己所听到过的输入中所注意到的各种二语手段。随后对他的输出的分析表明：几乎在每种情况下，他所产出的形式都是他以前所“注意”到的人们对他说话时所使用的。
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艾利斯（Ellis，1997）评论道，“故意”和“关注”区分很重要，也很有帮助。它帮助我们明白，当克拉申（Krashen）谈到“习得”是“偶然的”和“潜意识的”（subconscious），他没能认识到“偶然的”习得事实上仍然可能包含对输入的某种程度的“有意识的关注”，换句话说，“偶然”的学习和没有“有意识的关注”的学习并不一样。不过，这种按照“注意”的方法隐性地产生学习的可能性引起了更激烈的争论。按照某些心理学家的观点，学生通过隐性的（implicit）学习，能够获得对复杂材料的长期积累。那就是说，他们能在“无意识”的情况下、在没有“有意识”地检验假设的情况下学习。但是，其他心理学家则认为，已经产生的学习只是看起来是隐性的，但事实上，学习者明白他们在学什么。
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