Родился 18 ноября 1939 года в городе Рыбинске Ярославской области.
Закончил в 1962 году Физико-математический факультет Ярославского государственного педагогического института им. К. Д. Ушинского (ЯГПИ) по специальности «преподаватель математики и физики». В 1962—1965 годах преподаватель, директор средней школы в посёлке городского типа Эвенск Магаданской области. В 1965—1968 годах закончил аспирантуру кафедры психологии ЯГПИ; кандидатская диссертация на тему «Сигнальное программирование и оптимизация подачи информации оператору».
С 1965 года преподаватель кафедры психологии ЯГПИ, доцент (1970). Участвовал в 1970-х годах в создании Факультета психологии открытого Ярославского государственного университета (ЯрГУ). В 1971—1982 годах был его деканом и заведующим кафедрой психологии труда и инженерной психологии. В 1976—1982 годах проректор ЯрГУ по учебной работе. В 1977 году защитил докторскую диссертацию «Системный подход в психологии производственного обучения». В 1982—1985 годах ректор ЯГПИ.
В 1985—1988 годах заместитель министра просвещения СССР. В 1988—1992 годах первый заместитель председателя Государственного комитета СССР по народному образованию. Занимался совершенствованием содержания и организационных основ общеобразовательной школы и педагогического образования. В 1992 году заместитель председателя Комитета по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики России. В 1993—1996 годах заместитель председателя Государственного комитета России по высшему образованию. В 1996—1998 годах первый заместитель министра, в 1998—2001 годах заместитель министра общего и профессионального образования России (с 1999 года — министра образования России). Помимо прочего занимался организацией разработок Государственных образовательных стандартов для высшего профессионального образования. Был членом Советов по русскому языку (1995—1997) и по взаимодействию с религиозными объединениями (1999—2001) при Президенте России.
Заведующий кафедрой психологии младшего школьника Московского педагогического государственного университета.
С 2001 года профессор кафедры общей психологии и научный руководитель Факультета психологии Высшей школы экономики. Преподаёт также на Факультете начальных классов Московского педагогического государственного университета. Член редакционных советов журналов «Психологический журнал», «Экспериментальная психология».
Член-корреспондент АПН СССР (1982). Исполняющий обязанности президента АПН СССР (1989—1990). Действительный член АПН СССР — РАО (с 1990).
Изучает системогенез профессиональной деятельности, а также другие аспекты психологии профессионального обучения; способности индивида.
Женат, имеет сына.
Автор более более 130 научных работ в области психологии, в том числе более 20 монографий и учебных пособий, основные из которых: