虽然我们意识到人类的大脑有数量表征，但长久以来它就像是一个未知的“黑匣子”。借助现代脑成像技术，研究者开始对数学认知与脑的结构、功能基础进行深入研究，认为是一个包括前额叶、顶叶，颞叶等区域在内的神经如何培养有效的数学认知能力一直是家长、教育者乃至全社会关心的问题。据报道，美国学校正在积极思考效仿亚洲学校的教学方法，以提高学生的数学成绩。然而，不同的教学法带来的改变是否真的有其生理基础？在大脑上，这些差异有着怎样的表现形式？我们需要更多实证的结果。
最近的一项研究也许能对解答这个问题有一定启示。在小学阶段，大陆学生只背诵小九九表，而香港的学生背诵了全九九表，我们对这种学习方式不同所导致的脑机制差异进行了考察。ERP（脑电）研究显示：在完成背诵过和没有背诵过的乘法算式时，大陆学生有明显不同的脑电波；香港学生因为背诵了所有的口诀，脑电上没有任何差异。研究结果提示：早期的学习和教育方式能够影响大脑的工作模式，并且这种影响能持续到成年以后。
在日常学习中，我们发现有一些孩子数学成绩很差，语文成绩正常。我们常认为这是偏科的结果，但事实上，这很可能是因为孩子存在特异化的数学学习困难。张红川博士等人研究发现：语言加工和数学加工有着不同的大脑活动模式。我们还首次对中国儿童的发展性计算障碍进行了调查，发现中国儿童的障碍发生率为5.5%，并存在听觉、视觉与语义三种基本障碍类型。以上研究提示我们要更科学地认识普遍存在的“偏科”现象，并结合脑机制的研究成果，根据障碍的不同类型制定更有效的教育对策。
可以想象，在未来，随着脑与认知神经科学研究的深入，我们也许能绘制数学的脑图谱，剖析大脑进行数学操作的奥秘；在教育领域，其结果将对教育产生新的启示，进一步促进数学学习与数学能力的发展。
