卡甘合作结构的理论依据
卡甘以全新的视角研究合作学习，提出了独特的卡甘合作结构理论，他的合作结构建立在科学的脑研究基础上。
（一）积极的活动有助于学习
人脑可以有选择地对外界刺激做出反应。在外界各种知识信息的激活下，细胞处于活跃状态。在这种状态下，大脑细胞之间会不断进行沟通，从而建立起新的联系；相反，如果不调动大脑细胞的积极性，缺乏刺激，细胞之间就不会建立新联系。因此，任何积极的活动都将使大脑细胞处于活跃状态，有助于提高大脑的灵活性，增强其健康机能，从而提高学习效率。
基于这样的观点，卡甘指出，合作结构是一组经过精心设计的教学策略，用以组织学生进行有规律的互动。当教师将不同的内容添加到结构中，就生成了一系列课堂活动，包含众多的交往互动，学生不是翻开书本寻求答案，而是积极地与他人讨论、分享、交流观点。这一系列的交往互动提供了大脑所需的各种刺激，从而使大脑细胞处于“被使用”的活跃状态，这种功能上的活跃状态进一步提高了学生思维的活跃性。
（二）安全的心理环境有助于学习
当人们感觉安全时，大脑皮层可以自由地连续运作。任何使人产生焦虑与对人具有威胁的事物都会降低人脑运作的机能。大脑在安全舒适的环境下任意驰骋，易于发挥功能；反之，在威胁、不安全的环境中，人脑会产生退缩。因此，安全的心理环境将有助于学习，课堂教学必须为学生创设一个安全、舒适的学习环境。
基于这样的认识，卡甘指出，合作结构能为学生创造一个安全的学习情境：学生明确知道与他人分享观点时不会被取笑，他们可以勇敢地做出尝试，就算出错也不用感到尴尬，他们可以将精力集中于思考而不是无意义的防范。卡甘曾说过：“合作结构使学生能自由地表达观点并关注他人观点，结构事实上释放了大脑，使大脑能进行高层次的机能运作。”
（三）良好的情绪反应有助于学习
人脑神经元上的反应器能够精确地对一系列情绪做出反应，每一神经元表面可能有上百万个反应器，即“情绪分子”，它们感受着来自体内情绪的变化，并对不同的情绪做出反应。人脑是情绪化的，有选择性地对一些与情绪相关的刺激做出反应与记忆。因此，人脑和情绪是不能分开的，是统一的整体。积极良好的情绪将促进学生的学习，使学习变得更加难忘和有意义。
据此，卡甘指出，合作结构将有助于教师把情绪与学习内容联系起来，并且帮助学生理解和有效处理他人和自己的各种情绪。在合作结构中，学生可以学会如何阐述观点和倾听他人的不同观点，学会更好地理解和处理他人和自己的情绪。合作结构促进了学生情绪智力的发展，而情绪智力的发展反过来又促进了学生的学习，使得学习变得更加难忘和有意义。
（四）人脑以平行多元的方式处理信息
人脑是一个并行的信息处理器，其以平行、多元的方式将大量信息同时加以处理。在课堂上，很多因素决定着学生的反应，如教师的语音语调、性情、对学生的态度、座位的排列、墙壁的装饰和颜色、背景音乐、班级氛围等。卡甘认为，如果教师只是通过单一的途径向学生呈现学习内容，如直接的言语讲授，那么学生的注意力往往会分散到非学术的内容上，思想容易开小差；反之，如果教师在课堂上越是多形式地呈现内容，那么这样的教学越是能抓住学生的注意力，并且这种注意维持的时间也更久。
基于这样的观点，卡甘指出，合作结构包括多种形式的交往互动，教学内容以多种途径加以呈现，如轮流说、轮流写、配对交流等。其中，每一类合作结构甚至其包括的每一个步骤都需要人脑不同部位的参与，从而促进了人脑不同区域间的转换，增加了思维的活跃性和稳定性。
（五）人脑在寻求反馈的基础上建构意义
人脑需要即时反馈，即时反馈能帮助大脑将一种刺激与其他刺激相联系并且进行分类，从而建构有关知识的意义。人脑正是在寻求反馈的基础上进行意义建构。
鉴于此观点，卡甘指出，合作结构提供了即时反馈，此反馈不仅来自教师，更多的是来自同伴。当学生与他人分享观点时，他们获得了持续的反馈。与此同时，在提供频繁的即时反馈基础上，合作结构鼓励学生有规律地加工学习内容，帮助学生寻找知识之间的联系，最终完成所学知识的意义建构。
（六）人脑在关注新颖的同时寻求范型
人天生以无穷尽的好奇心接触、观察、理解外部世界，人脑在记录熟悉事物的同时也寻求着新鲜刺激。当新鲜的刺激出现时，人脑中的注意系统被激活，变得更加警觉。其中，新颖事物的最大来源就是另一社会个体。因此，当个体与他人互相作用、互相影响时，新的刺激就会源源不断地涌现，而在面对不断出现的新颖事物时，人们会变得更加警觉和积极参与。与此同时，虽然大脑选择性地对新的刺激做出反应，但是潜意识在寻求范型。因为类化是以生理学为基础，无数脑细胞形成的神经网络都是以同样的方法来启动。人们对可预见的常规感到舒适，寻求范型与人们天生的需求相关。正因为如此，人脑是在关注新颖的同时寻求范型。
基于这样的观点，卡甘指出，合作结构不仅能够满足学生关注新颖的需求，而且向他们提供了一定的范型，使他们去发现刺激事物的模式。一方面，合作结构包含不同层次的互动，而这些正是新颖刺激的主要来源，合作结构正是反映了大脑对不断出现新奇刺激的需求。另一方面，合作结构是一系列经过精心设计的、规定好的操作程序，就像炼铁用到的模子，不管具体学科内容是什么，结构是相同的，合作结构正是反映了人脑寻求范型的需求。
（七）人脑具有独特性
每一个人脑都是独特的，存在很大的差异性。首先，从认知类型方面来看，人脑具有不同的信息处理加工方式，个体在认知活动中偏爱的加工处理信息的方式是不同的。例如，当新知识呈现时，有些学生是分析型，他们倾向于将新知识分成若干成分，然后逐一分析；而有些学生是统整型，他们倾向于将新知识与先前的知识相联系，整合成一个整体去理解。其次，从记忆类型来看，每一个体加工信息也是不同的：有些学生有可能需要借助视觉图像来帮助记忆，而有些学生可能要借助于固定的系统来帮助记忆；有些学生喜欢通过概念框架来记忆，而有些学生可能要通过运动知觉来记忆。因此，学生具有不同的认知风格，很难确定哪种风格是最好的，任何一种类型都有优势和不足。
有鉴于此，卡甘指出，合作结构允许个体的差异性存在，允许学生以不同的发展水平来互动，从而充分发挥潜能，让每位学生在原有水平上得到提高。例如，卡甘已经确定了15种思维的类型并为每一类型提供了相应的合作结构（见表2-2），使用合作结构可以使每一位学生得到尽可能的发展。
表2-2 培养15种思维技能的合作结构
（八）人脑具有可持续发展性
人脑是一个有生命的系统，具有复杂的结构和无限的潜能，具有可持续发展性和高度的可塑性。教师很难预见学生未来的工作和生活，但是如果让学生拥有丰富的学习经验和个人体验，那么他们定能更好地为未来的工作和生活做出准备。因此，为了促进人脑的可持续发展，获得最优的大脑发育，课堂教学必须给学生提供不同的学习经验和人生体验。
基于这样的观点，卡甘指出，合作结构很大程度上扩大、丰富了学生的学习经验和人生体验。合作结构不仅包含个体思维，还包含生生之间、师生之间的互动。不同的结构生成了一系列不同的活动，如配对交流、小组讨论、全班分享、独立思考等，这一系列活动大大丰富了学生的学习体验。