学习是获取知识和掌握技能的过程，是个体在一定情境下由于反复的经验而产生的行为或行为潜能的比较持久的变化。学习是大脑的重要功能，其神经基础为神经元的可塑性。大脑是学习的器官，人们通过它获得外界信息和保持已获得的知识经验，大脑中所进行的感知、记忆、思维、想象等认知活动是实现学习的主要心理机制，大脑的结构和功能与学习有必然联系，直接影响学习进程和效果。学习其实也是一种问题解决的过程，如何帮助学习者更加有效地解决问题，培养学习者发现问题、分析问题和解决问题的能力已成为学习的重要目标，所以对问题解决中学习的神经机制进行研究具有重要的理论和现实意义。　　随着认知神经科学的不断发展，人们对学习效应和问题解决已经分别展开了研究，但是将这两者结合起来的研究至今还不多。本文以功能磁共振成像(fMRI)技术为手段，以四方趣题为实验材料，同时配合被试的口述报告，对问题解决中的学习效应进行探索研究。数据分析包括行为数据分析和fMRI数据分析，而fMRI数据分析又包括验证性分析、探索性分析和功能连接分析。　　行为结果表明，学习后被试解题的正确率显著提高、反应时显著降低。被试通过学习掌握解题的启发式规则，学习效率显著提高。fMRI数据验证性结果表明，学习后双侧的梭状回和双侧的后顶叶激活强度显著降低，而双侧的前扣带回激活强度显著增强，并且任务越复杂，这种差异就越显著。产生这种现象的原因可能是学习后被试所调用的认知注意和视觉表征减少了，而大脑进行目标控制和冲突监测的能力增强了。fMRI数据探索性结果还发现学习后激活增强的脑区包括左侧丘脑、右侧脑岛和右侧顶下小叶，而激活降低的脑区则包括左侧额内侧回、左侧楔前叶和左侧额上回。通过功能连接分析，我们发现左侧脑区的连接强度始终大于右侧；学习后左侧六个ACT-R脑区间的连接强度普遍增强；另外前额叶与其他脑区间、梭状回与后顶叶间的连接强度始终很强。