我们的大脑是如何思考与记忆的？
教育学家们在提到如何有效地提高学生的学习能力和记忆水平时，常常会提到“学习金字塔”(Cone of Learning). 这个概念最先由Edgar Dale(1954) 提出。大意是使用视觉、听觉、阅读、讨论、实践等不同的方法参与学习，2周之后能记住的百分比不一样。
如果科学地去思考，会发现图表中的数据并不严谨。这些严格的百分比是如何得出来的？就算有实践参与我们能记住90%的内容吗？实践就一定比看和阅读有效吗？事实是，当新学生在学习基本知识如化学元素时，自己阅读记忆会更有效率，只有在学习化学反应的原理时参与讨论或实验才能更加印象深刻。
尽管“学习金字塔”的数据值得考究，但依旧是个伟大的概念，因为它指出了：
多种方式的学习能够大大提高学习效率。
这已经从最新的神经科学和认知科学得到验证。
人类社会的高速发展，巨大变革，海量知识积累让每个人都必须不断学习，决策，思考，创新和创造。这就要求我们学习效率大幅提高，但我们的大脑的物理构造制约了学习的进度，只有了解了大脑的工作方式才能改进学习方法，从而高效获取更多信息。
我们的大脑是如何工作的呢？ 随着社会节奏的加快，越来越多的人采取“多线程作业”，比如一边参加会议一边读邮件。最新的科学研究显示，如果同时做几件事会降低效率。
研究发现大脑反应的过程是线性的，从一个任务切换到另一个任务，会有反应延迟。而且任务越困难延迟越大。也许你会问人类有1000亿神经元，我们还无法做到同时做两件事嘛？回答是肯定的！
神经学家已经用磁共振成像技术（magnetic resonance imaging，MRI）证实了短期记忆，长期记忆，认知过载(cognitive overload)等猜想的存在。
研究发现人类的记忆有三种类型：传感记忆(sensor memory), 工作记忆(working memory)和长期记忆(long-term memory).[1]
工作记忆(sensor memory)：工作记忆是进行思考的地方，维持时间是秒为单位。工作记忆是双重编码系统(Dual Coding system). 由负责语言/文字处理的缓存单元和负责视觉/空间处理的缓存单元组成[2]。这就导致了人类思考过程中的一个严重瓶颈，因为视觉/空间缓存中的短期记忆只能同时存储4个对象，而语言/文字短期记忆中也只能存7个对象。如果这些缓存中已经被存满，而思考主体又切换了注意力，将会导致新的元素进入工作记忆，其余的记忆就会消失。在工作记忆中，语言处理单元和视觉处理单元一起工作，互不干扰，共同实现对信息的理解和推导。
感知记忆(working memory)：从人类感知器官获得的信息会无意识地存储到长期记忆中的情景记忆中。但是这种记忆衰减得非常快，存储时间为几毫秒。只有当主体注意到感知记忆中的内容时才会将感知记忆传送到工作记忆。一旦进入工作记忆，主体就会有意识地对其进行思考并将其放入长期记忆当中。
长期记忆(long-term memory)：理论上讲长期记忆在人的一生中大概可以存储10^9~10^20 比特的信息。长期记忆分为两种：情景记忆(episodic)和语义记忆(semantic)。情景记忆直接从感知记忆中无意识地获取。语义记忆是从工作记忆中获得，包括了由工作记忆加工思考后的想法，主意，概念，过程等。
举个例子来说明记忆过程：
实验室有位学生叫小明(小明你好~)，正在进行一项建筑设计。他的视觉，听觉，味觉，嗅觉都无意识地将周围信息收集到了感知记忆中。这些收集的信息按照不同的来源被分成两类。
语言/文字类： 他人谈话，广播，其他噪声等
视觉/空间类： 图纸上的绘图，他人的走动等
这些无意识的记忆会被放到长期记忆的情景记忆中。一旦小明开始注意到某种感知输入时，这些输入就会放到工作记忆中。比如他听到了旁边的人在讨论设计中的交通模式，并且比较感兴趣，他就会将听到的信息放入working memory进行整理（理解）。 如果小明持续对这个问题进行深入思考，他还会从长期记忆中获取过去的知识和经验，进行思考，分析，总结，在加工后再将新的知识放到长期记忆中。
这个时候，实验室的广播发出了一条通告，小明的思维过程会被打断，会出现短暂的注意瞬脱(attention blink)。
在此过程中小明还可能遭受认知过载(cognitive overload), 他关注于广播中的通告，而不会注意到周围人的讨论内容，但是仍然会将这些感知记忆无意识地存到长期记忆中，并很快消失。当小明开始着手思考该如何设计建筑时，他的执行控制(executive control )功能让他的注意力按照顺序开始思索各种想法和观念。思考、决策和调用长期记忆都会需要中央执行控制处理。执行控制会让多任务执行变得效率很低。如果此刻小明需要执行其他任务，如收发Email, 将会导致大脑效率降低。
