脑科学学习理论的启示
大脑是思维的器官，随着科技发展带来研究方式的不断进步，尤其是人工智能的发展，人类对大脑的研究进入一个全新的时期，并取得了一系列意义非凡的成果。
如今，脑科学已经成为21世纪最有可能产生突破性进展的研究领域。脑与思维的神秘联系被不断揭示，我们借鉴徐崇文老师、魏耀发老师和虞永平老师的一些研究成果，从脑科学的角度，看看大脑的机制、功能，窥探它是如何工作和促进学习思维的发展的。
任何一种学习能力的培养、学习品质的提升；任何一项知识的获取、合作的建立、行为的变化、情绪的调节；以及注意力、记忆力、思维力、反应力和自控力的养成都与脑科学密不可分，其背后都是对大脑的深层认识与科学塑造。[4]
能否实现愉快又高效的学习？如何遵循大脑发育规律进行学习设计，不超前也不延迟？学习环境和心理情绪会对大脑的发展产生怎样的影响？如何基于科学的大脑分工规律实现创新性思维能力、问题解决能力、社会适应能力等培养上的突破？它又将给学生的学、教师的教带来怎样的影响？
1.脑的基本发现[5]
大脑是一个极其复杂的生命体系，也是一个开放性的系统。大脑不断地从周围环境中接收各种各样的刺激（声、光、电、磁、振动、冷、热、化学物质等）。从生理学角度来说，环境刺激有两类：一类是适宜的刺激，即生理性刺激；另一类是伤害性刺激或非生理性刺激。如果刺激强度、刺激频率、刺激作用的时间超过一定的限度，就会对人体造成伤害。许多实验证明，适宜的生理性刺激对大脑结构与功能的发展是很有利的，能让大脑平均重量、大脑皮层厚度、神经细胞及其树突分支数量、突触数量、学习记忆能力、对新环境的适应速度等指标得到很好的发展。
最新脑部发展的研究证明，生命早期的经验对于脑细胞与脑细胞之间的联结——突触间形成的神经传导网络的建立具有重要意义。早期经验除了能加强这种神经联系外，也能选择和修剪这种联系。婴儿出生时约有一百亿个神经元，每个神经元产生大量的神经突触，几乎足够维持一生的需要。一生中的头三年是突触大量形成的时期，3～4岁时突触以惊人的速度增加，4岁时达到高峰，然后开始缓慢下降。幼儿期的脑是超高密度的，拥有的突触数量是实际需要量的两倍。十年后，大部分未被用到的突触会被大脑淘汰，也即被大脑修剪掉。这也是为什么早期经验如此重要的原因，那些受到早期经验反复刺激而不断得到活动机会的突触才能得以永久保留。对儿童来说，联结的增加和联结的修剪具有同等重要的意义。大量的、没有得到实际应用的联结并不能使智慧得到与之相应的提升，相反，适当的修剪才有利于提升智慧水平，保证部分联结的活性和弹性。
大脑的可塑性，是说脑的结构（特别是脑内的微细结构）和功能都可以被环境因素改变，学习训练、经验积累、习惯性行为等都可能使脑发生变化。换句话说，脑的结构和功能具有很强的适应能力和重组能力。脑的可塑性变化在宏观上表现为脑功能（如学习记忆能力、思维能力、语言能力等）的变化、行为的改变以及精神状态或心理状态的变化；在微观层面上表现为神经环路的构造、神经细胞形态结构（尤其是树突及侧棘）与功能的改变、突触传递的功能及微细结构的变化等；在分子水平上的变化更频繁，神经递质、神经调质、受体、离子通道以及有关的酶分子等都经常发生可塑性变化。脑的可塑性很重要的一个表现就是大脑皮质的可塑性。
最近的研究发现：右脑对新奇的东西敏感，当一个东西已经熟悉后，就转到左脑去处理。其实，我们更应该相信，正常儿童的左右脑是一个相互联系的整体，两者是相通的。当儿童处于积极的活动状态时，一定是他的整个大脑被激活，不可能是一边“热火朝天”，一边“沉睡不醒”。生物学、分子生物学、化学物理学等领域的很多研究成果都揭示出左右脑之间从不间断地进行着各种交流，开展着多种多样的协作。
2.脑科学对发展学习思维的指引
学校课堂教学应基于脑的发展，并促进脑的发展，课堂应是活动的、多感官并用的，应该与学生的生活相联系，给予学生多方面的刺激。
（1）培养学生求悟反思的能力
大脑通过自我调控，来自觉地修正载有错误信息的神经网络，使之准确地反映和处理外界信息，进一步增强脑对于正确反应的感受性，使学习者在大脑多巴胺愉悦水平的波动中获益。同时，自我调控又是促进大脑神经元新陈代谢的过程，在此过程中大脑修剪一部分神经元，强化另一部分神经元，催生出新的神经元，使脑自身的“战斗力”得到提高。
（2）多通道信息输入能提高认知加工效率
因为左右脑是相通协作的，所以教师可以有意识地介绍一些提高大脑工作效能的方法，如联想、归纳、复述、讨论、首因—近因、多通道等，并在课堂上通过活动场景的设计，让学生在参与中体验；通过相互讨论，让学生留下深刻印象；通过动手操作，让学生的才能得到充分发挥。
（3）真正的学习是对未知的探究
探究是一种发自内心的需求，挑战性任务导向学生形成自己的主体意识，点燃自己的求知欲望，获得自己的独特体验。因为大脑是一种喜动厌静的器官，新鲜、刺激的信息是促使大脑成长的营养素，对未知的探究会让脑分泌更多的多巴胺，打通神经环路。于是，思维品质的提升也就在情理之中了。
我们以塔米·卡齐尔与朱莉安娜·帕雷-勃拉戈耶夫《将认知神经科学研究应用于教育中》（2006）中的论述作为总结：“当人们正确地应用认知神经科学时，脑科学可以促进我们对于学习和发展理解的应用。”