二阶段认知反应模型是卡西奥波和佩蒂提出的。与伯莱恩的观点一样，他们主张广告效果与广告重复之间成倒U形曲线关系。但在解释形成这一关系的原因时，二阶段认知反应模型则与广告效果累积的二因素说不同。该模型可以用下图来形象地加以表示。
佩蒂和卡西奥波认为，在第一阶段，即广告暴露次数少时，重复暴露为受众提供了更多的机会去考虑广告的内容及其含义。重复呈现克服了人们进行信息加工的时间限制，使得精细加工的可能性随重复次数的增加而提高。精细加工使受众充分地接受广告信息的说服，因此增进了说服效果。在第二阶段，适当地重复促进了人们对广告论点的客观评价。但是，随着冗长乏味的唤起，信息加工开始转向有异议的论点，同时也指向广告诉求的情境因素。当重复次数过多时，受众会尽量回避接受广告诉求，把认知活动转移到其它信息上，如看杂志时翻到下一页，看电视时调到别的频道。
在这种情况下，态度不会改变。但是，假如受众不可能或不愿意回避接触广告，如不得不观看出色电视节目中穿插的广告。此时，受众一方面可能进一步对广告进行精细加工，找出广告论点、论据的毛病，因而导致产生一些反对性的看法。另一方面，受众可能唤起一种消极的心境，在这种消极的心境下，受众轻易对广告或广告陈述的观点产生消极的态度。
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