人類大腦有發(fā)育發(fā)展的過程,，腦的高級皮層發(fā)育有一個較長的時程，在個體神經系統(tǒng)發(fā)育過程中,，最先成熟的腦區(qū)是那些具有最基本功能的區(qū)域,，即處理感覺和運動的腦區(qū)等。聯(lián)合皮層,，比如與空間定位和很多高級功能有關的頂葉皮層,，則成熟得較晚。最后成熟的聯(lián)合皮層腦區(qū)是前額葉皮層,，一般認為它具有更高級的功能,，如整合來自感官和推理的信息。個體的前額葉甚至直到30歲左右才基本發(fā)育完整,。

這就是為什么兒童必須到一定年齡以后,，才能學習一些復雜的知識技能。例如,，在兒童的教學中,，分數(shù)和有理數(shù)是小學生學習中眾所周知的難點。人類大腦的頂葉和前額葉對數(shù)字的處理至關重要,，如前所述,，這些皮層區(qū)域的發(fā)育成熟較晚。從腦功能的角度看,，這些皮層的晚熟,，可能就是絕大多數(shù)兒童只能在年齡比較大一些時才能習得分數(shù)和有理數(shù)概念的重要原因之一。

腦發(fā)育不是呈線性增長,，會有一些特別的節(jié)點出現(xiàn)。新生兒大腦約有300g,，三歲時長到約1100g,，這時期兒童的語言發(fā)展非常快,。兒童六歲以后腦的大小已經很接近成人,，此后雖然腦體積不再顯著增長，但各個腦區(qū)之間的聯(lián)系持續(xù)性地變得更加緊密,。同時，兒童在這個階段的智力發(fā)展也有很大的飛躍,。

2011年，Nature雜志發(fā)表的一項研究顯示,，兒童青少年從12-14歲到15-17歲，智商發(fā)生了重新分化,，有的孩子 “逆襲”，從第一次測量時的普通孩子到第二次測量時成為高智商孩子,，而另一些孩子則“掉隊”變成了智力邊緣落后孩子，他們腦結構發(fā)育上也有相應特征,。因此，青春期可能是認知能力發(fā)展“重新洗牌”的時期,。

相關研究表明，兒童智能發(fā)育至少存在著九大關鍵期：

語言關鍵期（0-6歲）

秩序關鍵期（2-4歲）

感官關鍵期（0-6歲）

對細微事物感興趣的關鍵期（1.5-4歲）

動作關鍵期（0-6歲）

社會規(guī)范關鍵期（2.5-6歲）

書寫關鍵期（3.5-5.5歲）

閱讀關鍵期（4.5-5.5歲）

文化關鍵期（6-9歲）

在兒童發(fā)展與教育過程中，抓住關鍵期非常重要,，這與意大利幼兒教育家蒙臺梭利提出的“敏感期”的概念相似：“孩子在他們的敏感期，會表現(xiàn)出驚人的能力”,。例如：2～3歲是語言發(fā)展的敏感期，如果錯過這一時期在后期無論花費多大的努力都很難彌補,。