学习科学大体上从学习机制、学习环境、学习分析技术三个维度出发探讨“人们如何学习？”、“如何有效的进行学习？”这两个命题。
1 从学生的学习方式而言
在过去，受教师中心论、课堂中心论、教材中心论的影响，大多数的基础教育阶段的学生的习得方式主要是围绕自己的教师、手中的教材、上课老师用到教具，学习过程中受教师因素影响过大，学生的学习期待更多来自于教师，而非知识。由此也会导致一旦学生不能从教师的本身获得正向反馈、或者一旦对教师产生厌恶心理则很难达成学习习得。相较之下，部分实验科学的学生会使用到实验室中的器材，自身在学习习得中起到的作用更大，学生的期望满足从教师转移到实验器材，或者实验过程中，更容易完成学习习得。然而受限于教学思想与教学评价，学生大多依照着有什么学什么的学习模式进行学习，相对视野较窄，学科融合度也不深。随着新课改的进行和学生中心论、体验中心论、情境中心论的提出。认为学生的学习方式更应当基于学生自身的学习能力、学习期望进行“定制化”教学，弱化教材在教学过程中的地位和作用，将学生的学习期望转移到对自身的探索，对自身能力的提升上，在学习过程中更多采用实证科学的研究方法，强调在实验中理解理论知识框架的构成，发现更多理论知识在生活中的应用、提出解决生活问题的想法，从而实现创新精神的培养。随着学习科学的提出，学生的学习评价也不再以结果、效率作为评价核心，更强调学生学习的科学性和学习方式的合理性。在这样的背景下，会要求学生除了习得基础的知识外，开始关注横向的知识，发现学科与学科之间的联系，增加学科的交叉度。也更强调自身的理解能力，阅读跨学科、跨领域文献的能力，创新能力。
另一方面，学生更善于改造自己的独立的学习环境。在过去由于学生的学习习得大多在课堂中完成，所以学生更多的专注在教师在课堂上提供的学习工具，而现如今随着科学技术的发展，学生可以更大自由的决定和改造自己的学习环境。特别在疫情背景下，人们大多采用网络授课的教学方式。使得原本单一的课堂可以在自己的设计下变得更丰富。受益于新一代的计算机应用程序，学生也可以更直观的感受数学建模、3D建模在学习中的应用。从而实现更强大的空间感的构建。同时也增加了学习的有效性，和对知识的理解度。
2 从教师的教育模式而言
对于教师而言，学习科学的出现，使得教师开始从教授课本的知识向教授探索知识的能力转型。
在过去，教师往往更着重与对教学大纲的挖掘、对教材中所传递出的教学信号，进行演绎和解释。以语文学科为例，老师们讲授古诗词时，往往只是介绍作者的背景，诗文的含义。但是这样的感知，鲜少让学生真正意义上的感受到学习的魅力和所学知识更深层次的内涵，甚至很难实质的增加学生的文学素养。学习科学的出现，使得教师可以开始使用更丰富的教学工具对教学内容做场景构建和教学设计。面对“枯藤老树昏鸦、小桥流水人家”这样的诗文，配合动画、音频，更容易营造出萧瑟的场景。从而优化了学生的学习机制，增强学生记忆效果，也大大提升了学生的环境、语言感知能力，同时也在无形中强化学生的探索思维，进而增强学生的创新思维。
同时，教师更注重学习环境的构建。在教育技术学的引导下，教师们开始设计怎么样的学习环境能更好的促进学生的学习。通过划分小组，改变教师的教学模式，从单一的传授式向讨论式和讲解式并重转变，提升学生的学习参与感。确立更准确的讨论命题，从对教材中的课后思考题向生活实际场景中的问题转变，以培养学生的探索能力和知识运用能力。加入电子设备，增强学生使用工具的能力和动手能力，进而以适应未来的学习环境。更合适的学习环境为学生带来的除了知识上的提升外，也能更好增加学生对学习的兴趣，以助于教师教育活动的开展。
教师也更注重更合理的教学评价，在以“分数论”为核心的教学评价中，教师的教学设计更注重于如何让学生在考试中获得更高的分数，研究出题老师的命题规律，强化学生的解题技巧。而学习科学则强调，学生学习习惯的养成和学习习得的效果。这要求教师一方面要对学习科学有一定程度的了解，其次也要求教师在学习科学的基础上设计更合理和多元的学习评价。
也对教师提出新的挑战，如何恰当的使用学习分析技术，从而干预学生的学习。对于每个教师而言，不可避免的会遇到在教学过程中，有的学生会跟不上学习进度，或者由于在小组合作中没有很好的参与导致的学习效果的下降，这要求我们必须对学生的学习状态进行及时的捕捉和采取合适的方式进行学习干预，以防止学习的恶化。
学习科学的出现，不仅仅只是让老师的教学方式更多元、更科学，同时也让学生的学习方法完成一次全新的革新。在教学过程中，不仅教师的“教”的过程需要更科学的指导，学生“学”的过程亦是如此，同时也应当增加两者间的有机结合，再加上合适的干预，才能达到可观的学习效果。