Die kognitive Aktivierung als eine der drei Basisdimensionen von Unterrichtsqualität bezieht sich auf die Lernprozesse von Schülerinnen und Schülern. Im Vordergrund stehen dabei insbesondere Prozesse und Lernaktivitäten, die dazu führen, dass Schülerinnen und Schüler an ihr Vorwissen anknüpfen oder zum Formulieren und Explorieren von Lerninhalten angeregt werden. Die kognitive Aktivierung umfasst demnach alle Prozesse, die dazu führen, dass Schülerinnen und Schüler sich vertiefter mit dem Lerngegenstand auseinandersetzen und die neuen Lerninhalte eingehender verarbeiten bzw. elaborieren.

Im Fach Biologie könnte dies beispielsweise bedeuten, dass die Schülerinnen und Schüler die Räuber-Beute-Beziehungen von Vögeln und Insekten in Form einer Concept Map zusammentragen und dabei auf ihr Vorwissen zum anatomischen Bau der Lebewesen zurückgreifen (z. B. Schnabelform der Vögel für angepasste Nahrungsaufnahme).

Im Fach Chemie könnte dies beispielsweise bedeuten, dass die Schülerinnen und Schüler in einem Erklärvideo die Strukturformel eines Moleküls erläutern und dabei auf Ihr Vorwissen zum Schalenmodell zurückgreifen.

Die instruktionale Unterstützung als ein weiteres Merkmal von Unterrichtsqualität schließt alle Unterrichtsmethoden ein, die die Moderation von Lernaufgaben, die Rückmeldungen und Reflexion zu Lernprodukten sowie die Überwachung und Diagnose von zugrundeliegenden Lernprozesse bei Schülerinnen und Schülern zum Ziel haben. Dabei spielt das Prinzip der Adaptivität eine besondere Rolle, denn auf der Grundlage von Lernstandsdiagnosen können an den jeweils individuellen Lernprozess angepasste Lernaufgaben, Übungen und Unterstützungsangebote bereitgestellt werden (Stichwort: Scaffolding und Fading). Darüber hinaus kann die Lehrperson dabei unterstützen, metakognitive Prozesse, wie etwa Strategien zum selbstregulierten Lernen, anzuregen. 

Im Fach Biologie könnte die Lehrperson beispielsweise während der Durchführung eines Experiments zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von verschiedenen Bodenarten gezielt Hinweise oder Tipps geben, nachdem sie beobachtet hat, dass die Schülerinnen und Schüler die potentielle Versickerungsmenge irrtümlich in Bezug zur Masse der Bodenprobe setzen (Stichwort: Fehlkonzepte).

Im Fach Physik könnte die Lehrperson beispielsweise beim Erstellen eines Stromkreises gezielt Hinweise oder Tipps geben, nachdem sie beobachtet hat, dass der Widerstand irrtümlich in Reihe statt parallel geschaltet wurde.

Die Klassenführung (Classroom Management) umfasst alle Handlungen der Lehrperson, die dazu führen, dass Lernkontexte geschaffen werden und der Unterricht möglichst reibungslos verläuft. Hierbei spielen vor allem die Klarheit und Struktur von Aufgabenstellungen und Arbeitsanleitungen, die inhaltliche Kohärenz von Lernabschnitten sowie die Organisation von Lernkontexten (z.B. kollaboratives Lernen) eine Rolle.
Digitale Medien stehen bei den organisationalen Aspekten seltener
im Vordergrund.
Allerdings kann zumindest in Hinblick auf die orts- und zeitunabhängige Bearbeitung von Aufgaben, etwa durch die Nutzung von Online-Lernplattformen oder geteilten Arbeitsdokumenten (z. B. Etherpads) das Potenzial bestimmter digitaler Medien ausgeschöpft werden, um zur Qualitätsverbesserung der Klassenführung beizutragen.