本书首先讲解了学习科学的起源、发展与未来，对学习科学进行了概貌性的介绍，其次对脑科学与学习、学习理论、高级认知与学习心理以及学习方式进行了讲解，再次讲解了技术支持下的认知和学习、学习环境和学习技术，探讨了技术在学习科学中的重要作用，然后讲解了基于学习科学的教学设计和教学实践，也就是学习科学在课堂教学中的应用，最后讲解了学习评价与学习分析。