我们在学习、思考和识别事物时，基本原理很简单：完全是线路连接问题。大脑能做的每件事，能记住的每件事，都是很多细胞连接起来以后发挥的功能。
人在刚出生时，脑内神经细胞之间的连接相对较少——只有哭泣、惊讶、呼吸、吸吮、吞咽活动，以及完成仅有的无条件反射功能所需要的神经连接。孩子过第一个生日的时候，大脑内形成无数条新的连接，使孩子能够向妈妈微笑、伸手够闪亮的玩具、迈出第一步、或许说出第一个单词。
这些连接是怎样形成的呢？答案非常简单：是在与环境交互作用的过程中，在个体大脑内部形成的。在这个脑内“重新连线”的过程中，即在所谓的神经学习过程中，大脑通过感觉器官接收信息，在脑内进行信息加工，然后输出信息，产生反应，上述整个过程受注意系统的控制和调节。大脑通过一遍又一遍地重复这个过程，逐渐积累，形成个体当前所具备的能力和创造性。
神经学习过程包括四个基本步骤或系统：（1）信息输入，（2）模式加工，（3）动作输出，（4）注意。
信息输入
按照从开始思考、学习，到控制自己行动的顺序，大脑首先要从体内外接收信息。这类信息是通过身体的信息输入系统传入的。这个信息输入系统由我们从小就知道的五种基本感觉——视、听、嗅、触、味觉组成。还包括其他几种你可能不太熟悉的日常基本功能，如前庭系统，是通过复杂的内耳结构控制身体的姿势；本体感觉系统，是通过关节和肌肉内微小的神经感受器，告诉你肌肉和四肢的位置和运动情况；内感受系统，可以将机体内部器官的活动情况反馈给你。
每种信息输入系统在个体的学习和发育中都具有非常重要的作用。实际上，人的思考、推理、记忆和理解能力都始于、并且最开始就完全依赖于这些系统获得信息的能力。
这些信息输入系统在学习过程中发挥的作用非常关键，一旦出现故障，孩子就可能表现出严重的问题。当某种信息输入系统出现故障，依赖于自下而上通路的神经学习过程的每个环节都会受到影响。即使是大脑外部器官，如眼睛或耳朵出现问题，都可能影响到进入大脑的信息流的精确性，从而对大脑发育、学习和思维过程产生巨大的影响。例如，视觉问题可能不仅导致个体对环境刺激的视知觉下降，也会导致对环境刺激的正确记忆和理解问题。你会看到信息输入系统的问题在儿童学习障碍中具有重要的作用。
模式加工
信息输入系统的功能对于个体的学习必不可少。但是，只有这一系统是不够的，我们还需要对输入的信息进行加工，形成精确的经验。
信息通过输入系统进入到脑内不同的加工中心。随后，这些加工中心对进入的信息进行分析和模式识别。当它们觉察出某种模式时，就把它编码为“大脑语言”，然后将其存储到脑内相应的记忆区。以后，每当我们接触到这个模式，如猫的形象或溜冰板的声音，对它的记忆将变得越来越牢固，回忆起来也越来越容易。因此，我们的学习方式是，形成和巩固对信息模式的准确记忆。
一旦学到了某种特定的信息模式，无论什么时候再遇到它，哪怕它以其他形式出现，我们都应该能够再识别出来。每次接收新的信息时，我们就会重复该模式加工过程。随着时间的推移，我们的记忆库里就会储存越来越多的模式。你会发现，当我们思考时，随时都可以从记忆库中回忆出这些模式。对储存的模式思考得越多，就会发现它们有越多的关联，而且一旦发现这些关系时，我们就开始理解分类的性质、规则、异同点，等等。这个过程持续下去，你就会发现，关于这个世界，我们已经建立起了一个越来越清晰、准确和复杂的模型。
注意：在加工能力、操作不同类型模式或映像的能力方面，孩子之间通常会表现出巨大的差异。有些孩子擅长视觉映像，有些擅长听觉映像，有些擅长身体运动映像。在第3章中，我们会谈及，为了更好地帮助孩子，找到最佳的学习风格和策略，了解孩子擅长哪类映像是非常重要的。
动作输出
当然，学习不仅与观察和理解有关，也与行动有关。但是，在你能够以创造性的、成功的方式行动之前，你必须对自己在做什么有想法。那就需要一份详细而精确的计划。怎样制定这样的计划呢？要遵循一种模式。值得庆幸的是，我们有一个充满各种模式的完整的记忆系统可以帮助我们制定计划。
制定动作输出的计划，需要预测该怎样做才可能奏效，这就需要运用我们过去形成的、关于这个世界的模型。换句话说，记忆不仅针对过去，对过去、现在和未来都很重要。它可以帮助我们理解过去和现在，启迪未来（建立在根据过去经验进行的预测的基础上），使用记忆中关于这个世界的模型在现实生活中行动。记忆系统对学习和思维的各个方面都非常重要，以至于很多学习专家都认为它是智力的根本基础。
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