美国从事认知科学研究的专家们提出在非正规学习中，学生在认知上会遇到更大的挑战并经历更多的社会互动，尤其是在校外活动中^[7]。他们从以下三个方面得出了重要的研究结论。第一，大多数的校外活动要求学生在社会场所中彼此之间通过充分交流和默契配合才能完成，因而他们的社会互动能力在参与这些活动中得到了良好发展。与之相反，大多数课堂活动，例如做作业和课堂提问都是由个人完成，不需要大家的彼此协作与配合。第二，学生在校外活动中可以利用各种能促进其学习的工具或手段来设计和辅助认知活动的进行，学生在选择工具或确定通过什么手段来完成活动时会遇到更大的挑战。而校内活动，尤其是考试则鼓励学生使用“纯思考”去记忆学习过的内容。第三，很多校外活动使学生有机会运用他们已有的知识在实际生活中进行操练，如立体几何的概念可以很好地用在做木匠活上。校内活动一般只需要学生进行抽象的符号运算或学习有关规则，脱离学生的实际生活。研究者还发现，那些经常参加非正规学习活动的学生处理实际问题的能力比那些没有太多非正规学习经历的学生要强很多。学生能够通过参与大量的非正规学习活动接触到各种实际情况或遇到不同的困难，并最终想方设法加以解决，从而全面提高各项技能。尽管从表面上看有些发生在非正规学习环境中的活动似乎与科学学习没有太大的关系，例如体育活动、做家务、购物等，但实际上类似的活动也能够为学生提供各种经历、认知冲突以及与社会互动的机会。

2. 建立完善的知识结构。

儿童的生活体验对于他们获取科学知识和提高社会技能是非常重要的。儿童的大脑神经在成长过程中经历着扩展性变化，而且影响这种神经发展的一个主要因素是儿童对他们所生活的世界的体验^[8]。儿童在发育期间所经历的各种生活体验的深度和广度会对他们日后的学习和记忆产生深刻的影响^[9]。

美国长期研究学习、记忆与认知神经学的格柏（Bertram Gerber）教授及其同事研究发现，那些具有较少非正规学习经历或其非正规学习环境相对比较贫乏的学生比起那些具有多种非正规学习环境或具有较丰富的非正规学习经验的学生，前者的与正规学习经历相关的知识结构相对不够完善^[10]。

英国伦敦大学皇家学院专门从事教育与认知发展研究的艾迪（Philip Adey）等教授的研究结果也显示^[11]，拥有不完善知识结构的学生（其非正规学习环境比较贫乏）比起那些拥有完善知识结构的学生（具有很丰富的非正规学习环境），他们的正规学习也表现较差。换句话说，那些拥有丰富非正规活动经历的学生比起那些有较少非正规活动经历的学生更能形成较为完善的知识结构，这使他们比后者更加容易理解和吸收正规课堂知识信息。而学生在非正规学习环境中所积累的经验和获得的能力会深刻地影响他们的正规学习效果，而且对学生的认知发展有显著的促进作用。

3. 提高科学论证能力。

研究表明，产生认知冲突和社会交流的各种经历都能够有效地促进儿童科学论证能力的发展^[12]。所谓科学论证能力包括从经验归纳思维到假设推论思维的一系列思维模式。经验归纳思维方式是指准确地安排和描述可观察到的客观事物的能力，而假设推论思维则允许学生去创造和检验对不可观察（假定的）现象的解释。非正规学习正是通过提供丰富的社会经历而培养学生的科学论证能力。

格柏及其同事在美国中西部州的八所初中和两所高中调查了七、八、九和十年级的1178名在册学生，就非正规学习环境如何影响学生的科学论证能力做了深入的研究^[13]。与以前的重点分析学生的那些被确认为科学活动的非正规学习研究不同（例如，观看科学教育内容的电视节目、参观博物馆等），格柏等的研究把在传统意义上并不被认为是与科学学习有关的活动也包括进来（例如户外劳动、体育活动、家务劳动、购物等）。这个研究扩大了非正规科学学习的范围，将所有的能够带来认知冲突和/或社会互动的活动都包括进来。他认为以科学以及非科学为导向的非正规学习都为学生提供了与结构主义哲学观点相一致的学习经历，因而能够提高学生的科学论证能力。因此，可以说，从这个研究中所获得的发现是对学生非正规学习环境的一种更加全面的评估，而不仅仅是考虑到与科学内容相关的那些活动。格柏等教授在他们的研究中发现，学生丰富的课外非正规活动对应着学生较高的科学论证能力。由于论证能力是科学学习中的一种重要的技能，所以这些非正规活动在相当大的程度上影响学生在正规课堂中的科学学习。从而证明了学生丰富的非正规学习活动对发展其科学论证能力的不可替代的作用。