实验室以神经教育学为主要研究方向，立足于儿童学习的神经基础及检测技术、儿童关键智能的发展与评测，以及神经教育学与探究式科学教育作为三个主要研究内容。

学习的神经基础及检测技术

该研究是围绕学生的学校学习开展与学习相关的神经基础研究，寻求有关个体认知活动的神经功能特征。开展基于脑电（EEG）、功能磁共振（fMRI）、近红外等脑信息获取和处理技术研究，发展EEG/fMRI脑信号成像、建模、处理的方法。

儿童关键智能的发展与评测

研究将通过多学科研究方法对中国儿童社会情绪能力进行长期的追踪研究，探讨中国儿童社会情绪能力的发展规律、测评方法以及教育干预。

神经教育学与探究式科学教育

神经教育学和课题教学的研究成果应用于幼儿园到小学的科学教育，研究中国儿童科学教育的规律和有效教学方法，发展和完善了探究式科学教育的理论和方法。