学习需要动脑。如果不了解大脑，就无法谈论教育与学习。大脑里有1000亿个神经元，通过突触互相连接。一个神经元最多可以延伸出1万多个突触，通过大脑里100兆（1000亿乘以1万）个突触构成的缜密又复杂的网络，大脑不断处理从感觉器官传来的各种信息，将生活中的体验、遇见的人、到访过的场所储存起来，学习语言，以及用任何人都想不到的独特方式组合接收的信息。大脑具有强大的功能，因此我们才能够学习。

刚出生时，婴儿的神经元不成熟，许多轴突的外面还未包裹一层叫“髓鞘”的物质，神经元之间也没有连接，因此大脑皮质里几乎没有活动，呈现静止不动的状态。活动最旺盛的是调节生理机能的脑干与负责运动的小脑。出生后，脑中的联络网会急遽增加，变得十分绵密，使大脑的重量增加三至四倍。

幼儿成长到青春期后，神经元连接的速度渐趋缓慢，但会开始另外两种过程：一种是脑中已形成的神经元强化连接，另一种则是神经元被切断连接。两种变化都是以经验作为选择的基础。被认为有用的连接会留下，没有用的连接则会被去除，这样的过程在人的一生中会不断持续，在4至13岁孩子的大脑中最常发生。因此，幼儿时期的经历会在大脑中形成独特的神经结构，对日后在学校或职场等场所遇到事情时的处理方式具有深远的影响。这些记忆或知识就储存在大脑的神经网络中。

对教育者而言，人类大脑的特性中最重要的是神经可塑性。神经可塑性是指累积的知识或经验会促使神经快速发展，建立网络连接，引起大脑结构的改变。这说明人必须要不断学习，才能使大脑产生变化。大脑积极接收新信息，是促使新神经生长的关键。

举例来说，对于已经熟悉的内容，大脑几乎不会产生反应，所以，重复不会让我们变得更聪明。但像是第一次听到经济学知识，或是想要挑战新的事物时，我们会感到认知困难，大脑于是加快处理速度，强化神经元之间的连接，扩大连接网络或建立新的连接网络。