教学的科学性依赖于对学习过程的深入理解,研究人类概念学习过程对提高教学的效率和效果起着重要作用。定义性概念是具体学科教材知识的基本单位,定义性概念的学习是具体学科知识学习的基础和前提。尽管定义性概念的学习在学校课堂教学中占据重要地位,但是各领域对定义性概念的学习机制研究还很不足,大都是针对人工概念,通过肯定例证和否定例证的方式构建概念,以及以具体概念为例来研究语义记忆模型。　　 针对定义性概念,本研究将依据离散数学学科定义性概念的特点,把认知心理学提出的记忆和学习的心智模型以及认知神经科学为其提供的脑工作机制的理论依据应用到课堂中定义性概念的课堂学习中,设计一种解释人类定义性概念学习的认知模型。并依据该模型对ART神经网络进行改进,在此基础上,实现该模型。对应于学习结果、学习过程及对学习结果的运用,该定义性概念学习认知模型包括三部分:定义性概念记忆模型、定义性概念形成过程及定义性概念重建过程。本文以赫布定律为理论依据,对现有的ART神经网络进行了改进,使之增加了不同模式间的神经元节点产生联结,相同模式的神经元节点互相排斥的功能。　　 本研究在Visual Studio环境下,实现了定义性概念学习系统,并以《离散数学》这门学科为例,进行了定义性概念的形成和重建过程。该系统在对概念运用方面仅实现了概念的重建,本文在训练的不同周期采集到了神经节点的激活值以及节点之间的连接权值进行分析,并与斯坦福大学PDP实验室开发的PDPtool中的基于神经网络的语义记忆模型的实验在结构和功能进行比较,实现了三元组之间的联结以及谓词语句的提炼过程。