1965年南京工學院研究生畢業，1981年獲西德亞琛工業大學工學博士，成為新中國成立後的第一位女博士。她在電子學領域發表了300多篇科學論文，獲多項科技成果獎。基於她對我國生物電子學開創性的貢獻，1994年她當選為第一批中國工程院院士，並且獲得境外美、英、日、加等九所大學名譽博士。

1984-1993 她擔任東南大學校長，1993-2002 她出任中國家教育部副部長，為中國的高等教育改革和遠程教育發展做出了重要的貢獻。2001年以後，她投身於建立新的神經教育學和神經信息工程學科，並在中國倡導和推進了“做中學”科學教育和兒童早期教育的改革。

基於她對科學和教育的貢獻，她獲得過多項國內外的獎勵，包括2004年聯合國秘書長安南授予的特殊貢獻獎、被譽為聯合國教科文組織成立60年做出特殊貢獻的60位女性之一、2006年PuRkwa 國際兒童科學教育貢獻獎和2010年國家基礎教育改革成果一等獎等。