学习既是生理活动，也是心理活动，而且主要是心理活动。因此学习既受生理疲劳的影响，也受心理疲劳的影响，并且以后者为主。中学生由于课业负担过重和严重的考试焦虑造成的学习疲劳，其中既有生理疲劳，也有心理疲劳。凡是越需要紧张地注意、积极地思维和记忆的学习活动，越容易产生疲劳。学习疲劳的产生，直接与大脑皮层的内抑制有关，长时间的紧张学习，会使大脑皮层的细胞产生强烈的兴奋，兴奋过程即能量消耗的过程，皮层细胞消耗能量的结果是兴奋性降低而转入抑制状态，并且扩散到周围区域。这就是疲劳或由疲劳引起睡眠的生理机制。学生学习负担过重，会产生两种表现，一是一看书就瞌睡，二是一看书就难入眠。前者是因为大脑皮层神经细胞代谢功能太低，供血、供氧不足所致，后者则是因为大脑皮层有关部位被迫持续而过度地工作，使这个部位过度兴奋而不能抑制，兴奋和抑制过程遭到破坏所致。总之，过重的学习负担，使大脑皮层长期处于疲劳状态，在生理方面出现视力减退，食欲不振，面色苍白，血压增高，大脑供血障碍及失眠等症状。在心理方面，则会出现心情忧郁，情绪烦躁，信心不足，记忆减退，注意不能集中等症状。疲劳造成的生理心理反应，将严重影响学生的身心健康和个性发展。
（二）科学用脑的心理卫生指导
1.为什么要讲究科学用脑
智力的物质基础是大脑皮层。大脑虽只占人体重量的2~3％。但消耗的氧气量却高得惊人，即使在安静状态下，也达人体耗氧量的20％。学习看起来不需要剧烈运动，安逸舒适，但实际上却是一种极其繁重的脑力劳动，其剧烈程度丝毫不低于体力劳动。学习时大脑处于高度紧张兴奋状态，需要大量新鲜血液提供足够的营养，因而导致心跳加快、血压升高等一系列生理变化。休息时，成年人的脉搏平均每分钟跳70.6次，中等紧张程度的脑力劳动会使脉搏提高到85次，高度紧张的脑力劳动会使脉搏达93．1次。如不注意科学用脑，不仅不能发挥大脑巨大的学习潜力，还会使大脑受到损伤。长时间高度紧张的学习，就会引起大脑疲劳、破坏良好的心理状态，导致学习效率降低。因此，要讲究科学用脑。
2.学习中怎样科学用脑
（1）培养良好的生活习惯
中学生精力旺盛，往往兴奋占优势，如果生活无规律，学习负担过重，活动过量，脑细胞长期处于兴奋状态，势必导致受损，结果是晚上入睡难，早晨起不来，白天昏沉沉，学习精力不够，缺乏兴趣，效率降低。因此要养成良好的生活习惯，使生活具有节奏性。因为生活的节奏性不仅使大脑和神经系统的兴奋和抑制获得交替，而且使生活“习惯化”，到什么时间做什么事，日久天长，在大脑皮层上形成动力定型。动力定型既可以使大脑皮层消耗能量少，工作效率高，不易疲劳，又可提高对某项活动的兴趣。
（2）学会调节大脑活动
学生在上课过程中、大脑处于高度紧张(兴奋)状态，为使兴奋部位的大脑细胞得以休息，恢复机能，不致病劳，应利用某些手段来加以调节。手段之一是转换不同的学习内容。人脑的左半球为优势半球，对加工处理语言信息、进行抽象思维具有优势；大脑的右半球为非优势半球，与形象思维、空间知觉、音乐能力关系密切。大脑皮层不同部位的中枢，分管不同的活动，人在学习状态下一部分的细胞在工作，其余的细胞处于休息状态。因此，大脑工作的忙碌是可以调节的。科学用脑，就要每隔一定时间转换不同的学习内容，从而转换大脑皮层的兴奋中心，使学习紧张而富有弹性，保证学习的高效率。中学生学习内容的转换应根据不同学科的学习疲劳值与学生一天中学习能力变化规律来安排。研究发现，不同学科的学习疲劳值是不同的。数学、体育第一，语文、史地、理科第二，音乐、美术、实验等技能学科第三。学生一天中学习能力的变化规律是：从第一节课开始学习能力逐渐上升，第二节课达到最高峰，第三节课还能保持较高水平，以后就显著下降。经过较长时间的午间休息后，下午第一节课学习能力回升，但第二节课后又迅速下降，有时也可能由于放学前的兴奋，略有回升。据此，学校在编制课表时，应考虑不同学科的学习疲劳值初学生学习能力的变化，做到文理交叉，音、体、美穿插于文理之间，使学习活动能够动静结合，劳逸相间。
学习过程中调节大脑疲劳的另一手段是课间积极休息。所谓积极休息，就是使神经细胞的活动发生依次轮替，兴奋和抑制过程重新分配。学生课间到室外做一些不太剧烈的活动，如散步、做操、打拳、游戏等，是一种动态休息。动态休息能较快地消除疲劳，尤其是对消除脑力的疲劳更为有效。因为这些活动可以使脑的血容量降低，使血液较多地输送到肌肉中去，从而减轻脑部沉重的感觉，为下节课学习创造良好的条件。心理学研究发现，学生如果在课间有10分钟的积极休息，便可使脑力活动的效率提高30％。另外，课间积极休息，对上节课所学的知识还能起到一个巩固记忆的作用，同时也利于下节课时注意力的转移。课间休息时向远处看看绿色景物，还可以帮助消除视力疲劳。有的学生不理解课间休息的重要性，下课仍在学习，表面看起来，他的学习抓得很紧，殊不知这十分钟的收获，远远抵消不了同时间内的损失。课后复习、作业时也要有适当的时间间隔，间隔时间可根据自己的实际情况而定，以保证大脑在清醒状态下进行学习为宜。
（3）坚持经常性的体育锻炼
健康的体魄是大脑从事高效率学习的基础。身体是载智之车，寓德之所。没有健康的身体是难以胜任学习这一艰巨任务的，因此，应坚持经常性的体育锻炼。体育锻炼促身体健壮，身体健壮会使大脑发育良好，大脑发育良好则为学习奠定了物质基础。体育锻炼能增强人的体质，促进血液循环，增加血流量，使大脑细胞得到充分的氧气和营养。从而提高大脑的活力，预防疲劳、以承受繁重的脑力劳动负担。在古希腊的埃拉多斯山岩上演刻着这样三句话：“如果你想强壮，跑步吧！如果你想健美，跑步吧！如果你想聪明，跑步吧！”源两千多年前，人们就懂得了体育锻炼对身体健康的巨大意义，也懂得了身体强壮对智力发展的巨大作用。
这里需要澄清的一个事实是，不少喜欢体育运动的学生学习成绩并不理想。这绝不是体育运动的“罪过”，而是因为这些学生没有处理好体育锻炼和学习的关系。其实“头脑简单”与“四肢发达”并没有必然联系，一些学生及家长的误解，是需要纠正的。把体育锻炼当作可有可无的额外负担，更是没有丝毫科学根据的。上海育才中学每天下午保证学生1小时的体育活动时间，他们总结出下面的不等式，7+1＞8。7+1表示7个小时的学习加1个小时的体育活动，8代表8小时连续学习，实践证明，参加体育活动的7小时学习比不参加体育活动的8小时学习的效果好。
（4）合理作息，保证睡眠
要维持大脑工作的高效率，必须给脑组织以充分的物质营养。长时间地过度消耗脑细胞，其蛋白质营养就会下降，会使神经细胞的功能减弱以至衰竭，甚至会得神经官能症等等。休息能解除脑细胞的疲劳，提高大脑皮层的兴奋度，维持良好的心理状态。睡眠是休息的基本方式。人在睡眠时，大脑皮层由兴奋状态转入全面抑制状态，各部分的功能活动减少到最低限度，神经细胞得到充分的休息，并能重新积累营养物质，为大脑进一步工作做好准备。早晨起来，头脑清醒，工作效率也高，就是因为经过了一夜的休息，神经细胞解除了疲劳，兴奋度提高的缘故。有人做过“睡眠剥夺”实验，发现连续被剥夺睡眠的人，不仅良好的心理状态被破坏，而且思维混乱。言语不清、智力下降、精神麻木、脾气性格也发生较大变化。该科学实验充分说明了睡眠对于恢复大脑功能的重要性，不会休息的人就不会工作。有的学生学习起来没有节制，认为学习时间越长，收获越大，其实学习时间超过了一定的限度，尤其是“开夜车”、“打连班”，侵占睡眠时间，对于学习不仅没有益处，而且还会损伤大脑的健康，是一种得不偿失的做法。研究表明，中学生睡眠时间一般每天不得少于8小时。
学习的疲劳首先是大脑的疲劳，保证充足的睡眠是解除疲劳、保证精力充沛的必不可少的条件，是科学用脑的一个重要保证。
（5）明确学习动机，培养学习兴趣
确立正确的学习动机，培养浓厚的学习兴趣是预防学习疲劳、科学用脑、提高效率的有力措施。学习动机是推动学生学习的内部动因，有了明确的学习动机，就有了学习的动力。人为了达到某种目的，往往可以废寝忘食。疲劳不仅受学习动机强弱的影响，而且与学习兴趣关系密切。学生对某学科产生浓厚的兴趣。就会满腔热情地去钻研、探索，即使费尽辛苦也乐此不疲。中学生对他们喜爱的活动，如下棋、航模制作等常常是连续集中4~5个小时也毫无倦意，但如干他们不喜欢或不感兴趣的活动，很快就会疲劳、厌倦。不想再干。人在精神饱满时、脑下垂体会影响内分泌系统，使血液中的肾上腺素比重增大。血糖增加，血管扩张，新陈代谢也相应增。在这样的生理基础上，学习效率当然相应提高；反之，若人的情绪低落，心情烦躁，神经系统就会处于抑制状态。学习效率必然会下降，也更容易疲劳。学习兴趣是人感到需要时的情绪表现，是具有积极的情绪色彩的意识倾向。可见，明确学习动机，培养学习兴趣。对防止疲劳、提高大脑工作效率是非常必要的。
（6）其他方法
深呼吸法(丹田呼吸法)是一种提高大脑机能、预防大脑疲劳的良好方法。这种呼吸方法可以大量呼出二氧化碳气。吸进新鲜氧气，给大脑提供营养，对肺、心脏等内脏器官的健康发展也有明显的好处。有人说，谁能长期坚持丹田呼吸，谁就能获得一个具有活力和聪明的大脑。
加强营养可以预防大脑的疲劳。脑力劳动要消耗神经细胞的能量，只有加强营养才能及时补充大脑在繁重劳动时所消耗的能量。要健脑益智，在饮食上应注意以下问题：首先要改变不吃早餐的习惯。不吃早餐空腹上学，上午四节课，饥肠辘辘，大脑没有足够的能量补充，很容易出现疲劳，同时也影响身心的健康发展；其次，要多吃五谷杂粮，尤其是小米和玉米，少吃桔米细面。一般地说，粮食加工越精细，自然物中本身所具有的营养平衡就越遭到破坏，营养价值就越低。多吃蔬菜水果，特别是碱性食物(芝麻、核桃、花生等)，有益于大脑发育。要不挑食、不偏食，偏食会造成体内营养结构上的失调，给大脑发育造成危害。另外，吸烟嗜酒也会损害身心健康，影响智力活动效率，中学生不应沾染这些不良习惯。