学习方式通常是指学生在完成学习任务过程中所采用的基本行为方式和认知取向。从学生的活动方式来看，学习方式是指学生在教学活动中的参与方式。它表现为学生在自主性、探究性和合作性方面的基本特征。长期以来，传统教学中学生的学习方式建立在人的被动性、客体性、依赖性基础之上，比较普遍地存在“以教师为中心、课堂为中心、课本为中心”的情况，忽略了学生的主动性、能动性和独立性。在义务教育中，普遍地存在着学习方式单一、被动的问题，学生缺少自主探索、合作学习、独立获取知识的机会。教育部一项权威的调查结果显示，我国义务教育目前的教与学的方式以被动接受式为主要特征，具体表现为：教学以教师讲授为主，而很少让学生通过自己的活动与实践来获得知识，得到发展；依靠学生查阅资料、集体讨论为主的学习活动很少；教师经常布置的作业多是书面习题和阅读教科书，而很少布置如观察、制作、实验、读课外书、社会调查等实践性作业；学生很少有根据自己的理解发表看法与意见的机会，忽视学生创新精神和实践能力的培养。这种单一被动的学习方式往往使学生感到枯燥、乏味，而且学习负担很重。
在生物课教学中，上述特征也比较突出。为数不少的教师仅靠一本课本、一本教参，加上几张挂图，年复一年、照本宣科地教学，使本来应该充满生机的、活生生的生物课堂变成了“死物”课、“无物”课。教学变得枯燥、乏味，学生不得不靠死记硬背来学习，生物课程在培养学生素质中的教育价值被大大地削弱了。更为严重的是，使青少年学生失去对生物学的学习兴趣。我们不妨想一想，儿童对一切生命现象的好奇心和兴趣是与生俱来的。可是，到了中学学习一段生物学课程后，却有为数不少的学生对生物学失去了兴趣，有相当一部分学生把生物课当作“文科”来学，靠背诵书本、背诵笔记来应付考试。不少学生觉得生物学知识比较难学、难背，而不愿意学习这门课程。那么，生物学教师就有必要认真思考一下学生的兴趣是怎样失去的，生物学课程应该怎样教和学的问题。因此，新课程要求转变学生的学习方式，构建以学生主动活泼地学习、合作学习、探究学习为主的多样化的学习方式。
目前，转变学生的学习方式已成为教学领域的重要研究课题。国内外学者的大量研究结果表明，在相同的教学环境下，学生在学习过程中不同的学习方式会造成不同的学习结果。我国学者的研究表明，学生参与课堂教学的方式影响了学习结果，单纯的行为参与方式并不能促进学生高层次思维能力的发展，只有以积极的情感体验和深层次的认知参与为核心的学习方式，才能促进学生包括高层次思维在内的全面素质的提高。这说明，学生的学习方式对学习结果具有决定性的影响作用。事实上，在一些学生中间，死记硬背的学习方式盛行，解决实际问题能力低下，不会动脑筋想问题，很少对现实情境提出问题，创新意识缺乏，已经造成了一种课程的表面达成现象：学生虽然通过了考试，甚至成绩优良，但并没有形成课程目标所期望的素质；表面上教学任务完成了，实际上并没有达到课程要求。
从课程目标到教学，再到评价的循环，实质上是在浅层次中完成，并没有涉及素质教育的深层次目标。因此，改变这种学生被动、单一的学习方式成为本次课程改革中的一个迫切的任务。
生物新课程中提出了“倡导探究性学习”的理念，要求在新课程的学习中应以探究学习作为主要的学习方式，让学生在主动参与过程中展开学习，让学生在探究问题的活动中获取知识，了解科学家的工作方法和思维方法，学会科学研究所需要的各种技能，领悟科学观念，培养科学精神。学生将从教师讲什么就听什么，教师让做什么就做什么的被动学习者变为主动参与的学习者。教学活动将更多地创造机会让学生观察、实验、讨论、调查、交流，在活动的过程中去体验，去领悟，去构建自己的知识和经验，实现自我发展。这种学习方式的转变不仅会影响学生，而且将影响到教材的编选和呈现方式、教学组织形式、教学内容的组织和处理、教学评价、教学资源、教学时间安排、教师与学生的角色等诸多方面发生改变。
在构建新的学习方式方面，世界各国都在研究和探讨，并创造出许多新鲜的经验，有的已经或正在成为科学教育行之有效的教学或学习方式。比如，《美国国家科学教育标准》就强调课程应引导学生通过积极参加对他们既饶有趣味又十分重要的科学探究活动来学习科学，明确提出，“学科学是学生主动积极地参与的能动的过程”。主张学科学是学生们要自己亲自动手做。在做的过程中，既要有“动手”的实践活动，又要有“动脑”的理性体验活动，更多的是要既动手又动脑的活动。他们把科学探究作为“科学”学习的中心环节，强调让学生对他们亲身经历的事物中产生的一些实际问题进行探究，并作为科学教学所要采取的主要做法。比如，一种称为“hands-on”（动手活动）的科学教育方法广为流行。这种教学方法目的在于让学生以更科学的方法学习知识，尤其强调对学生学习方法、思维方法、学习态度的培养。这是一种活动方案，它围绕一定的主题进行，强调从学生周围的生活中取材，不仅强调科学知识的学习，更重要的是强调对学生科学学习方法、思维方法、学习态度的培养，提倡合作与交流。其基本过程是：提出问题→动手做实验→观察记录→解释讨论→得出结论→表达陈述。这一方法并不要求学生死记硬背事实性的知识，学生在活动中具有一定的自主性，不仅增进对知识的理解，而且学会活动的基本方法，学会做个人记录，学习构思工作计划（即收集资料），并且有机会练习写作，制作图表，用一定形式呈现和报告研究结果，同时，增进理解力。
这种学习方式的原则，最重要的首先是十分珍惜孩子的好奇心，引导他们注意观察周围事物，鼓励孩子提出问题。其次，引导学生自己去探索问题的答案。问题提出后，教师不是直接给出答案，而是设计实验，让学生自己去操作和相互讨论。它的灵魂在于把科学家发现自然规律的过程教给孩子，让他们在探索的过程中学会发现，学会提问，学会实验，学会记录，学会讨论，学会表达。这不仅是一种学习的能力，更是一种生活的能力。