21世纪是一个激烈竞争的世纪,21世纪的竞争是创造性的竞争。《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》指出:“当今世界科学技术突飞猛进,知识经济已见端倪,国力竞争日趋激烈。教育在综合国力的形成中处于基础地位,国力的强弱越来越取决于劳动者的素质,取决于各类人才的质量和数量,这对于培养和造就我国21世纪的一代新人提出了更加迫切的要求”。以“创新”为指导,以创新精神和实践能力培养为重点的素质教育实施,是新时代、新形势对教育提出的一个全球性要求。创新性学习是一种能通过学习提高一个人发现、吸收新信息和提出新问题的能力的学习方式;创新性学习是一种能够系统地提出问题,对问题加以判断,并能集中地解决问题的学习方式;创新性学习是通过重建整体而不是分裂规则来促进思维的,是一种以整体性思维为主导的学习方式;创新性学习是一种全新的大学习观,它符合当今社会对人才培养的要求,符合素质教育的要求。本研究从哲学理论基础、心理科学理论基础、教育科学理论基础和脑科学理论基础上阐明了创新性学习在高中生物教学中的必要性,通过对创新性学习特征进行系统的剖析,总结出了创新性学习的三种模式即创新性解决问题型学习、探究性解决问题型学习和研究性解决问题型学习,并在高中生物教学中进行了实验研究。