不同性质的动作，能给大脑神经细胞提供各种刺激信息，有助于改善大脑皮层的结构与功能。
　　1、体育锻炼能发展中小学生的观察和感知能力。
　　许多种体育活动，要求参加者通过观测空间大小、方位，距离和目标；有些活动还要求参加者能迅速准确地观察和判断对方的动作和意图，快速作出正确的反应。于是，经常参加体育活动，能有效地培养中小学生的观察力和感知能力。
　　2、体育锻炼能培养中小学生的注意力。休 闲 宝 贝 网
　　参加体育活动对参加者的注意力要求较高，无论是赛跑的起跑，还是球类运动的起动前，都要求全部注意力集中在即将发生的动作上。在整个练习过程中，时刻要求注意自己的动作(协调、准确、优美)、注意他人动作和环境的变化。此外，注意力的集中与分配，注意力的广度与转移等能力，都能在体育锻炼中得到培养和锻炼。
　　3、体育锻炼能增强记忆力。
　　参加体育锻炼，需正确记忆各种动作名称、技术结构、动作要领等，这种明显的体育文化传递性质，直接培养了记忆力。此外，体育运动中各种动作技能的形成和提高，都必须在记忆表象和想象表象支持下实现。所以通过体育锻炼，能促进人们直观形象记忆能力的发展。
　　4、体育锻炼能丰富想象力。
　　在体育锻炼过程中，学生们不单纯进行机械模仿，而且有许多创造性的活动，游戏、比赛中更为明显。
　　5、体育锻炼能促进思维能力的发展。
　　任何体育动作的完成，都是运动条件反射的完成与实现。这除了靠自己过去的运动经验和模仿他人的动作以外，更重要的是在积极思维的指导下进行反复的练习。只有动脑，开动思维机器，才能提高动作学习效率，更高质量地完成动作。有人做过实验：让从事球类运动和不参加体育活动的人完成同样一件事，前者用的时间是8.19秒，后者却用13.24秒。科学工作者对出生六个星期的婴儿脑生物电流测量中发现，长期对婴儿进行右手的屈伸训练，能加速大脑左半球语言区的成熟，训练左手则相反。又发现一个以右手劳动为主的成年人，其大脑左半球的语言机能占优势，体积也是左侧大于右侧。郭有莘同志用练习排球做实验，取得了开发学生右脑功能的实验效果。(见1991年1月江苏《体育与科技》第41页)
　　6、体育锻炼能促进非智力因素的发展。
　　非智力因素泛指智力以外的一切心理因素，是相对智力因素而言。从狭义来说，非智力因素主要指感情、意志和个性。体育锻炼能培养学生的感情，锻炼意志，培养性格，这已众所周知。这些非智力因素是学生们发展智力必不可少的素质。情感能直接转化为学习动机，成为激励学习的内在动力。如果有高度的学习热情，就会乐不知倦地进行学习，从而提高学习的效率。意志和性格在掌握知识过程中同样发挥着不可估量的积极作用。爱迪生认为：创造的成功是1份的灵感和99份的血汗。
　　7、中小学生体育锻炼的适宜时间与数量。
　　美国赫瑟灵顿研究认为，一天适宜的户外活动时间是：小学生4～5小时，初中生2～3小时。高中生1～2小时，苏联经过多年的研究认为，每天至少参加1小时的体育锻炼，才能满足中小学生的需要。因此，苏联、日本和我国等先后提出中小学生每天应参加不少于1小时的体育活动。苏联学者研究认为，中小学生的上午第二节文化课以后，参加20分钟左右的课间活动，能明显提高第三、四节文化课的学习效率；下午参加课外体育锻炼，能感到精神轻松愉快，头脑清醒，有利于晚上的学习等。