我们正处在一个飞速发展和革新的时代，今天的婴儿到他们大学毕业时，已经是2030年，他们所面临的未来世界是我们现在无法预知的。我们面临的挑战是：培养我们的儿童去面对今天的成人无从预知的未来社会。美国前教育部部长Richard Riley认为，必需教育现在的儿童在毕业后，投入目前还不存在的工作，使用根本还没有发明的科学技术，解决我们从未想到过的问题。
近二十年来，儿童早期发展的学科研究有了很大的进展，形成了“发育儿科学”等全新的领域。这些进展在很大程度上受到系统科学、脑科学和生物信息学等重要学科发展的影响和推动，使儿童早期发展获得了新的理论指导和实证基础。
儿童早期发展是一门系统科学，具备复杂系统的所有特性和原理：儿童的生长发育是一个从简单到复杂的整体表征突显的过程，是一个开放的系统，它既受到先天遗传因素的作用，也受到环境因素的影响；儿童的生长发育具有自组织和自适应的特性，这些特性构成了儿童发展固有的潜力和内在规律；儿童的生长发育是一个非线性的动态过程，既有连续性，又有阶段性，各个阶段有各自的内涵、特点和规律，发育的每一步都会影响下一步的选择，从而形成儿童个体的发育轨迹，影响发展的趋向，并形成儿童发育的共性和个体差异；儿童的生长发育是一个多维的综合发展过程，包括硬件和软件的构建，体格、心理和社会能力等多个方面的协调发展；儿童的生长发育是一个快速变化的过程，从而增加了儿童早期对内在因素和环境因素的敏感性。
要认识和理解儿童早期发展的系统性和复杂性，我们要着重讨论一个儿童发育的新理论，即儿童发育的编程理论。儿童发育过程的实质是一个从“无序”走向“有序”，且有序性不时增强的过程，发育的过程包括硬件和软件的构建和生长。发育编程是基于信息的动态过程，既需要遗传信息，也需要环境信息(经验和学习)。发育通过编程实现系统化，系统的共性和差异性构成了每个儿童发育的系统特征，这就是儿童内在的发育潜质和天性。
脑科学的研究进展证明，生物编程的物质基础是神经网络、激素和生物介质构成的反馈系统和信号通路。最初，神经细胞和突触连接都处在一种无序的“混沌”状态，在遗传信息和环境信息的选择性作用下，神经细胞发生定向性迁移(神经元移行)，突触连接发生选择性的增强或消失，从而形成了与遗传表征或环境信息模式相应的神经网络。
婴幼儿出生以后，个体的发育继续经历着编程的过程，特别是在婴幼儿期，大脑、神经内分泌系统和代谢过程发育方面的表示尤为明显。这些编程的过程也继续受到遗传和环境因素的影响，包括生活方式和行为的影响，如喂养和饮食行为对消化功能和代谢方式的影响，运动对体格发育的影响，语言环境对语言发育的影响，养育关系对心理行为发育的影响等。这种影响可以一直持续到成年期，成为“成人疾病必需在儿童期进行预防”的理论依据。