长久以来，玩积木都与幼儿的认知发展有关。为了智能上的发展，孩子必须有大小形状、整体与部分等的经验观念：他们必须试验数数、分类、配对和归类：而且他们必须有预测和解决问题的经验。玩积木给了他们这些所有的学习经验。
单位积木特别适合这些经验，因为它们是经过细心设计的，就像数学单位里的分数和倍数。短积木是半单位，要两块才能合成一个完整单位。两个一单位长的积木合起来就变成一块双单位积木。四块一单位长的积木迭起来就是一块四单位积木。孩子将学会这些名称，因为他们听到您和其它老师用这些名称称呼这些不同的积木。他们到最后会了解一单位代表一，双倍代表二，四倍则代表四。
另一个建构积木而提升的数学观念是一对一的对应。幼儿起初是藉背诵来学习数数的。后来则借着使用具体的立体教具，来了解每个数字的意义。要一个孩子拿七块积木给您，他可能会数到七，但并不了解七个确实的物品是什么意思。当您和孩子在积木区的时候，用他们正在使用的积木的特殊名称及特殊数字代表的积木数对孩子说话：请你拿五块积木给我好吗?
当孩子们自己在建筑时，他们会解决所有的幼儿都会经历的永久问题：把正确的积木填进空间。对幼儿就是很难，从各方面而言，架桥应选一块长度恰好的积木放在两块直立的积木之间，这个问题可以用两个方式解决：其一，找一块够长的积木以使放在两块直立积木之间；其二，两块直立的积木栘靠近些，以便孩子所拿的短积木可以放上去。
孩子在积木区透过尝试和错误，解决这类永久的挑战。透过这类活动，他们学会判断长宽，也了解建筑问题可以有多种解决方法，而且他们可以成功地解决这些问题。
老师可以透过在积木区留给孩子自我解决的挑战，对孩子的认知学习施以援助。例如：当孩子学到圆形和正方形时，可以在适当的时候，在积木区的地板上，用胶带贴在地板做圆形或正方形，让孩子去堆建，要确定图形须适合积木的大小。您也可以用描图纸剪出不同积木的形状，贴在地板上，孩子就会选择适当的积木，在剪纸处堆砌高塔。
在积木区的这种活动，应该与其它可以提升圆形和正方形观念的活动同时进行较好。也许孩子们在写字区正在描圆形，或者您在积木区正在读一本有关圆形的书，或者他们在音乐区正在唱圆圈歌。结束时，要把录音带取出，这样才不会千扰建构的创造力。
捡积木游戏能协助孩子学习分类、归类和配对的技巧。当您介绍一个新的捡拾游戏时，就持续相同的游戏约一或多个星期，直到孩子们真正了解为止
。如果您将捡拾积木变成游戏，
而自己也加入其中的时候，这会成为当天最受欢迎的活动之一。如果我们帮他们从中得到乐趣的话，孩子们会津津有味地做每天的例行工作。这里有几个可以提升认知技巧的积木捡拾游戏：
分类
把所有一单位的积木分成一堆，半单位的一堆，两倍的一堆。把四倍的单位积木当作堆土机，把每一堆积木堆到所堆放的架子前，再让孩子把它们摆回架子上。
配对
让孩子把所有拱形积木找出来，放在有倾倒台的卡车里，开到架子那边，把这些积木放进拱形积木的缺空之后，再堆一堆让卡车载走。
数数和辨认形状
套上一个掌中布偶(如一只狗布偶)，要孩子喂狗吃三块圆柱形的积木r骨头。在将这些积木放到其它架子时，叫孩子闭上眼睛，然后再要他们去找．狗狗藏骨头的地方，并把它们放回正确的架子上。
部分和整体
套上另一个掌中布偶(鳄鱼布偶)，让鳄鱼咬起一块两倍积木。告诉孩子鳄鱼要帮他们把所有的两倍积木捡起来，如果他们找出两块不同形状但拼在一起却可以变成一块两倍积木。
如果他们可以找到两块可以变成四倍的积木，他们也会帮忙捡起四倍积木。
自己设计捡拾游戏，用布偶或填充动物较有趣。您有只吃四倍积木的恐龙吗?把牠放在架子上，让孩子喂牠。牠吃多少?您和孩子还想到什么游戏?每隔几周换个不同的游戏吧!