大腦是思維的承擔者(地球上也有其它動物會簡單的思維,，例如前面提到的所謂“心理定勢”或“經(jīng)驗定勢”這類思維活動，飛禽走獸也會擁有,，這里暫不討論,。另外，有研究表明,，人體中的心臟也且有類似天腦思維的某些功能,，但這需要進一步確證,，要通過探索實驗來贏得科學生識)。

1.能耗高

大腦由細胞構成,，與人體其他器官的構成細胞不同,，腦細胞能量消耗水平十分高，大腦平均約有1.4公斤重,，約占人體重量的2%,，但能量消耗卻占了人體總量20%。例如,，耗用循環(huán)血液的五分之一,可利用氧氣的五分之一,。顯然，人腦的能量消耗按重量比,，遠高于人體的其他器官,。這提醒數(shù)學教師，當學生餓著肚子聽課的時候,，受影響的首先是大腦,，也解釋了上午的最后一節(jié)果，學生的學習狀態(tài)及愿望為什么不佳,，學生直接感受的是肚子咕咕叫,，他們不知道自己的思維水平因營養(yǎng)供應不及時而下降了。

人體有23000個基因,，并不比青蛙或蛔中的基因多,，但人體70%的基因表達于大腦，顯然,，大腦不僅高消費人體的能量,，也是大多數(shù)基因資源的擁有者。人之有今天的光輝,，應歸因于大腦的進化，這種進化使得人的主動性戰(zhàn)勝了被動性,，而其他動物則未能在進化中改變這個局面,。人類為取得進化優(yōu)勢而讓大腦占用更多的基因資源，其他動物則沒有,，人的進化實際上就是大腦的進化,，最新的證據(jù)是：由神經(jīng)生理學家維姆·萬杜夫爾和一個美國研究小組研究(2013年2月22日報道)表明：我們的祖先大約在2500萬年前逐步與恒河猴的祖先分離后，進化賦于了人類獨特的大腦結構,，即人類的大腦皮層的后部和前部的高處具有從解剖學上看,，猴子所不具備的大腦結構，這個區(qū)域很可能同人類特有的認識能力相關,，比如人特有的智力,。

2.高精細

大腦為何如此特殊,？僅從數(shù)據(jù)來看，大腦的復雜性就非同尋常,。成年人大腦約有1000億個神經(jīng)元和10000億個神經(jīng)膠質細胞,。神經(jīng)元是種類繁多的單個神經(jīng)細胞，它的基本組成是體細胞,、枝狀樹突(dendrite)和軸突(axon),。軸突發(fā)送神經(jīng)元的信號，樹突將信號傳入神經(jīng)元,。當一個軸突和一個樹突相連,，形成的聯(lián)系叫突觸(svnanse)，也譯作“神經(jīng)鍵”,，它是大自然最神奇的杰作,；它可以快速產(chǎn)生和傳導電信號，而這是大腦的主要工作,。

處于工作狀態(tài)的電腦中的元器件之間也是通過傳遞電信號來建立彼此間的協(xié)作關系的,。神經(jīng)元就類同于電腦的元器件,神經(jīng)膠質細胞構成類似布滿了插接元器件插孔的電路板，為神經(jīng)元提供優(yōu)良工作環(huán)境,，支持神經(jīng)元工作,，也直接參與對某些信號的處理。這個事實提醒我們,，大腦這個高級物體的活動說到底還是以物理和化學功能來支撐的,，是物質的活動形式，不會超越物質活動的一般規(guī)律,是高精細的物理或化學過程,。

3.超級網(wǎng)

據(jù)說5億年前寒武紀(地質年代劃分)的蠕蟲的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質細胞與今天的人沒有很大區(qū)別,，只是數(shù)量多少的差別。有人據(jù)此認為,，這個古老的設計,，使得人的大腦并不完全可信，而且運轉很慢,，信息容量也受到了限制,。那么，神經(jīng)元之間是如何發(fā)生或協(xié)同關系的,？是通過“突觸”這個“主角”來實現(xiàn)的,！每個神經(jīng)元約有5000個突觸，從人的記憶描述到感情,、到睡眠,，都有它的參與，大腦的突觸數(shù)量為“神經(jīng)元數(shù)乘以突觸數(shù)”共500萬億個,，5的后面跟14個0,。大腦中有化學脈動和電脈動兩種類型的快速信號傳導方式,，突觸是將電信號轉換為化學信號、再轉換回由信號的關鍵部件,相當于人類尚無法仿制的細胞活動“離合器”或“轉換開關”,。想想吧,，僅僅一個神經(jīng)元細胞就擁有5000個這樣的“離合器”，每個神經(jīng)元都要與其他神經(jīng)元產(chǎn)生聯(lián)系,、交往,、交換信息、協(xié)作行動,，突觸聯(lián)系強度的變化足以改變原有的神經(jīng)元網(wǎng)絡結構及其信息加工能力,；而不同形式的學習可以以完全相反的方式改變兩個神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)接。1000億個神經(jīng)元呀,！這種交往或聯(lián)接形成了真正的“大數(shù)超級網(wǎng)”,，就聯(lián)結和復雜性來說，“全球互聯(lián)網(wǎng)”與之相比連“零頭”都算不上,，起碼對學生來說,，體會“大數(shù)”算是有了“原材料”。

總之,，大腦就是利用這些部件來實現(xiàn)人類思維的,，每一個突觸功能極其有限，但500萬億個突觸相互關聯(lián)起來則效率驚人,，人腦如同擁有500萬億個微處理器結點的電腦,，神經(jīng)元之間的聯(lián)結越多，人腦的功能越強,。但不可能做到全聯(lián)結,，想想電腦處于工作狀態(tài)時會發(fā)熱的道理，信號傳輸會散發(fā)熱量,、消耗能量,，這決定了大腦中的神經(jīng)元不可能做到全聯(lián)結。備而不用或閑置未用的神經(jīng)元居絕大多數(shù),。

4.會學習

值得說明的是,，人腦的大小在最近4萬年內(nèi)沒有改變，尼安德特人,、晚期智人與現(xiàn)代人的腦容積相同，但能力差異卻如此巨大,，應該歸因于什么呢,？值得研究。人腦容積大約是1400立方厘米,，5歲時達到最大容和的90%左右,，5歲以后,，腦繼續(xù)以緩慢的速度生長，20歲左右達到穩(wěn)定從出生到20歲,，腦的大小增大了300%,。這個事實甚至引起了政府的注意，1997年一份來自美國白宮的關于早期腦發(fā)育會議的報告指出：“兒童在3歲時的腦活動比成年人活躍2-5倍,，并且10歲前一直是這樣……”這從生物或生理學上支持了兒童期,，即嬰兒和幼兒期正處于最重要學習階段的判斷。

生物學或解剖學意義上的大腦概況,，對我們來說是高深而又陌生的,，是科學研究的尖端領域，也是“人工智能”努力的方向,，其對于教育學或數(shù)學教育學的直接意義并不顯著,。我們只須知道思維是一種生物現(xiàn)象,是最高級的生命活動，思維的本錢就是人的大腦,，即可,。當然，也不能排除當前正在發(fā)展著的控制人腦的某些技術已經(jīng)出現(xiàn)突破性進展,，就如同美國電影《源代碼》中,，科學家操縱一位僅腦部短時記憶區(qū)還能活動的植物人成功制止了恐怖爆炸事件那樣，一些知識或信息有可能如同刻錄磁盤那樣直接刻錄到人腦中,，用人工控制的方式實現(xiàn)人腦與人腦之間直接的信息溝通和交流,，其至遙控人腦或用人腦產(chǎn)生的意念遙控某些其他設備，2013年2月13日《參考消息》報道,，美國匹茲堡大學科學家在30歲的癱患者蒂姆·赫姆斯的大腦上部植入了一系列電極,成功地使他憑借意念就能夠在電腦屏幕上移動三維圖,，還首次利用意念控制機械手臂與朋友握手。兩年前曾有報道,，我國科學家在這個領域也有重要進展,。

這些技術及其發(fā)展前景有可能使得已有的人類的各種學習方法或方式過時甚至毫無意義。但現(xiàn)實就是現(xiàn)實,，我們還是要在現(xiàn)有的水平和環(huán)境下謀求教育或數(shù)學教育的高效發(fā)展,。