Результаты этой мыслительной работы оформляются в виде словесных формулировок, чертежей, схем, которые отражают в сознании ученика не столько внешнюю форму предмета или явления (они часто бывают совсем не сходны с внешней формой подлежащего заучиванию материала), сколько его смысл. Опираясь на деятельность мышления, логическая память имеет своей физиологической основой нервные связи во второй сигнальной системе (конечно, с опорой на первосигнальные связи). При этом учебный материал, заученный с помощью логической памяти, воспроизводится не путём механического точного повторения слов книги или учителя, а всегда в форме самостоятельного осмысленного изложения.
Логическая память отличается от механической и особенностями воспроизведения. Поскольку при логическом запоминании внимание обращено на смысл учебного материала, а не на его внешнюю форму, то форма, в которой воспроизводится этот материал при воспоминании, не повторяет в деталях и точно той формы, в которой этот материал предъявлялся, и может меняться при повторном воспроизведении заученного материала.
Так, владея материалом по вопросу о сущности исторического процесса и обусловленности сознания человека его общественным бытием, учитель выражает эти свои знания в разных случаях разными словами, хотя всегда говорит об одном и том же: в одних словах и на одних примерах он разъясняет эту мысль учащимся X класса, но, конечно, подберёт другие слова и другие примеры, когда тот же самый вопрос ему придётся разъяснять в IV классе. В том и в другом случае он будет, однако, опираться на сохранившееся у него благодаря логической памяти понимание истинного смысла данного вопроса.
То же самое (но только в несколько менее сложной форме) имеет место при логической памяти и на движения. Когда приходится изучать сложное физическое упражнение, например оборот на перекладине, спортсмен старается понять сущность этого упражнения. Он не запоминает его только в наглядных образах по законам ассоциативных связей, а выделяет в этом упражнении замах и другие его части, понимает их назначение, узнаёт, почему он должен подтянуться на руках и согнуть ноги в коленях при приближении к горизонтальному положению (тело делается короче, и, по законам качающегося маятника, при подтягивании его движение убыстряется), почему он должен прекратить мышечные усилия и продолжать движение по инерции при переходе через верхнее вертикальное положение, и т. д.
Всё это он должен понять и уметь объяснить, потому что без этих знаний не сможет правильно выполнить упражнение и преодолеть ошибки, которые при этом делает. Однако эти полученные знания он может и должен уметь изложить своими словами, а не теми, которые прочитаны им в учебнике по методике гимнастики.
Логическая память не может ограничиться только анализом материала, его пониманием и оформлением этого понимания в тех или других словах; она нуждается и в повторении заучиваемого материала. Эти повторения являются необходимой составной частью процесса логического заучивания, так как без них полученные знания не закрепляются в памяти. Однако при логической памяти повторения носят иной характер, чем при механической.
Там они направлены на закрепление одних и тех же связей без каких-либо изменений, почему в каждом повторении совершенно точно воспроизводится один и тот же материал (одни и те же и в той же последовательности слова стихотворения или одни и те же элементы движений, например при упражнении с булавами); в противном случае механическая память не достигает своей цели. При логическом же запоминании материалом повторения служит смысл изучаемого материала (текст учебника, те или иные движения), который в каждом отдельном случае воспроизведения может быть выражен в иных словах и разъяснён на иных примерах.
При логическом запоминании полезно при каждом повторении варьировать слова и примеры, в которых повторяется заучиваемый материал, пользуясь при этом схемами, планами, чертежами, в которых отображается смысл материала и соотношение частей, его составляющих.
Логическая память продуктивнее механической. Большое значение при этом имеет то, что она опирается на многочисленные и многообразные связи. Материал, заученный с помощью логической памяти, сохраняется иногда на всю жизнь, тогда как механическое заучивание сопровождается быстрым забыванием, если только не применяется подкрепление образовавшихся первичных связей в виде систематических повторений. Некоторые опыты показывают, что логически заученный материал сохраняется в памяти во много раз лучше, чем аналогичный материал, закреплённый только с помощью механической памяти.