学习是人类在认识与实践过程中获取经验和知识、掌握规律、使身心获得发展的社会活动。学生的学习主要是从阅读、听讲、研究中获得知识、技能和素养的过程。我国古代把学习两字分开解读：学为仿效，即获得知识；习为练习，即巩固知识。这种分开解读，恰好与学习的生理机制相吻合，学为信息传入，习为信息传出，是一个神经反射的过程。
　　一、学习是高级神经反射活动
　　反射分为非条件反射和条件反射。非条件反射是先天性的较基础的反射，条件反射是经后天学习训练形成的，有大脑皮层参与的高级神经活动，又分第一、第二两套信号系统活动。人类的学习就是第一、第二两套信号系统活动的条件反射。条件反射易消退，需要不断强化才能保持。学习过程可总结为信息接受、信息传入、信息处理、信息传出、信息表达五个过程。
　　1.信息接受
　　感觉器官（感受器）接受外界信号刺激产生兴奋的过程。兴奋性越高，效能越强。不同的人感觉器官的功能也不尽相同，有的人眼睛较敏锐，有的人耳特别灵，有的人触觉特别敏感，有的人嗅觉特灵敏等。通过长期训练，可以增强感觉器官的功能。感觉器官都有一个共同的特点——适应，同一强度的信号持续刺激会引起感觉器官适应，产生的兴奋性降低，效能下降。
　　2.信息传入
　　感觉器官产生的兴奋沿传入神经纤维传至神经中枢的过程。通过长期训练可以提高速度，普通人之间差别不大。
　　3.信息处理
　　兴奋在各个神经中枢之间的传递与处理过程，尤其是在语言中枢内的加工处理过程。语言中枢是人类特有的、第二信号系统活动的功能区，这里有记忆、思维、判断等功能。传至语言中枢的信息，经过鉴别分类，有的被储存（记忆）、有的被加强（原记忆信息参与）、有的被综合处理（思维）、有的被消退（遗忘）等。处理后产生的新信息传至躯体运动中枢。学习效率的高低主要取决于语言中枢，这个中枢的结构和功能主要是先天形成的。有的人记忆力较好，有的人思维能力较强，有的人善于形象思维，有的人强于逻辑特征，这就是通常所说的智商的遗传。后天的学习训练有助于语言中枢功能的提高，能够改善开发记忆、思维等能力。
　　4.信息传出
　　兴奋从神经中枢沿传出神经纤维传至效应器的过程。
　　5.信息表达
　　神经兴奋激发特定的肌肉（腺体）活动，从而产生书写、发声、做动作等效应。不同人的器官功能是有区别的，有的人手特别巧，有的人口齿清晰，有的人动作协调性较好等。通过长期训练，各个器官功能都是可以明显提高的。
　　以上五个环节都可以通过学习训练而提高效能。“学而时习之，不亦说乎”就涉及到主动学习、愉快学习的问题，决定主动学习、愉快学习的是态度、习惯、意志品质和情感等非智力因素，控制非智力因素的也主要是语言中枢。
　　二、教学效率与教学改革
　　教学效率的高低反映在学生学习效率的优劣上。多年来，广大教育工作者为了提高学生的学习效率，进行了多种多样的教学改革和尝试。无论什么样的改革和尝试，都必须遵循学生的认知规律——学习的生理机制。任何违背认知规律的改革都是不会成功的。
　　从学习活动的五个环节来看，教师直接影响的是信息接受，直接观察到的是信息表达，其余环节是通过教学活动间接强化的。在信息接受的过程中，教师用知识信号刺激学生的感觉器官，产生兴奋。产生的兴奋性越大，学习效率就越高。知识信号不外乎文字、图象、声音、画面、色彩等，很难有过新、过奇、过强的信号。怎样把这些平淡的知识转化为能引起较大兴奋性的信号呢？这是教学改革关注的关键环节。信息传入后，在大脑中加工处理，再传出表达。学生如何能够快速准确的加工处理并表达信息，是衡量教学效率的标尺，是每个教师关注的焦点。结合常规教学和有关教改思想，从以下几个方面分析一下教学方法与教学效率的关系。
　　1.知识信号的形式受知识内容的制约
　　为了引起学生的兴奋，广大教师各显神通，变换信号形式，提高信号强度，制作精美课件，举例新奇故事，联系热点内容等。更有甚者用奇装异服、跳舞等形式吸引学生，倍受热议。热议的原因就是教师发出的信号脱离了知识内容。这种信号肯定会引起学生产生较大兴奋，但这种兴奋是否有助于学习反射活动的完成值得探讨。
　　2.单一信号持续刺激是不当的
　　满堂灌、填鸭式、一个声调到底等不当的教学方式要坚决摒弃。单一信号持续刺激造成感觉器官适应，兴奋性降低，讲的再条理、再准确也不会有好的效果。有些课节内容确需较长讲解，教师一定要把握声音的抑扬顿挫，配合肢体活动，结合板书、课件，才能收到较好的效果。
　　3.不同形式的信号交替刺激应把握适度
　　前几年出现的“读、研、讲、练”及近几年出现的“先学后教”、“学而不教”都是教学改革的有效尝试，其原理是转换信号刺激形式，引起学生较大兴奋性，从而产生较好的学习反射活动。理论上是符合认知规律的，但在实际教学中不能为了转换而转换，要根据每堂课的实际知识内容而选择适当的方法。过频、过多的转换信号同样会引起感官的不适应、思维的间断。在具体地教学中不可生搬硬套，不可固步自封，不可作茧自缚。
　　4.知识信息加工及“愤”、“悱”状态
　　知识信号传入到语言中枢后，有一个加工处理过程，包括系统归类、存储、消退、新旧知识融合、提炼升华构建新系统等，就是通常所说的思维活动，它是学习过程的核心部分。如何让思维活动更加活跃、高效、准确，在于老师对学生“愤”、“悱”状态的调动。当学生处于“愤”、“悱”状态时，神经兴奋性最佳，教师的精讲会事半功倍。学生的“愤”、“悱”状态首先是学生主观上积极思考（非智力因素的动力作用），想学而没有完全通，想说而不能准确表达。这种状态的出现，需要教师精心设计问题，巧妙诱导探疑。有经验的老师不会抛给学生不着边际的问题，更不会“放羊式”的让学生自己发现问题。
　　5.习惯性的信息接受和强化无法回避
　　常规教学中许多传统模式是无数教育先贤实践积累沉淀下来的成功经验，并有其生理学、心理学的科学依据，不能轻易的就去颠覆掉。声音和光线是人类最习惯接受的信息，强化训练是从动物界就普遍存在的成长模式，这些生理上固有的特质是无法改变的，也是知识传授过程无法回避的。讲练结合就是教学中无法回避的有效模式。听讲是耳、眼并用，是获取知识信息的高效途径。教师准确地讲、精彩地讲、循序地讲、条理地讲是教学中永远不可或缺的。通过听讲获得的学习反射活动是易消退的，必须通过强化，而且是多次强化才能持久。