早在20世纪50年代，就有学者发现，运动员在解决竞赛战术任务时的思维活动，与一般人解决理论问题不同，也与艺术家解决形象创作问题不同。它的突出特点是：“思维过程的行动性，即所采取的决定，不仅迅速地在相应行动中加以实现，而且也正是在行动当中完成”，“有的人在动作操作过程中，他们的思维不是与抽象概念而是与躯体活动密切联系的”(加加耶娃，1951)。到20世纪70年代初，学者们把具有这种特点的思维称之为操作思维。


为探明操作思维与动作学习的关系，我们测量各种不同水平被试的操作思维的精练性和敏捷性(许尚侠，1983)。精练性的指标是移动筹码完成预定布局所用的步数，敏捷性的指标是移动筹码完成预定布局所用的时数。结果发现，操作思维与动作学习水平有密切关系。体育学院学生的动作学习水平高于少年体校学生，无论步数还是时数，体院学生均少于少年体校学生，而平均时数的差值(3．9)比平均步数的差值(2．95)稍大，说明在敏捷性方面，体院学生更优于少年体校。但就体院学生本身的进步来说，经过多次学习后，步数逐渐缩减，但时数却没有多少缩减。少年体校学生也是如此。


虽然在对体院学生与专业运动员来作比较时，也证明动作学习水平愈高，操作思维的精练性与敏捷性也愈高，但在进一步的实验中发现，两者的发展并不是同步的，动作学习水平必须提高到一定程度，才能导致操作思维的发展。也就是说，发展程度相等的操作思维，可以表现出不同的动作学习水平。


该项研究还发现，操作思维与动作学习类型的关系。各个运动项目，属于各个不同的动作学习类型，各项运动员的操作思维是有差异的。平均步数和平均时数最小的是篮球运动员，可见篮球运动员操作思维的精绦性和敏捷性都高于其他项目运动员。最差的是游泳运动员。如果从各自的步数相比，其比值最小的是武术运动员，即是说武术运动员的操作思维敏捷度最高。