20世纪20年代以前，科学教育只是物理、化学、生物、地理等若干门自然科学知识的传授，分科课程独立发展，各自己形成较为完备的知识体系。第二次世界大战后，科学技术和社会经济发生了突飞猛进的发展，一是“知识爆炸”，带来了知识量的巨增；二是自然科学在深人分化的同时出现了综合的趋势，产生了大量的边缘科学、横断科学及综合学科；三是“问题爆炸”，社会生活中遇到越来越多的综合性的复杂问题，单凭某一学科的知识难以解决。这些问题引发了理论界对分科课程的反思和质疑，也就要求教育课程要做出相应的改进以适应科学与社会发展的需要。
在这种背景下，西方发达国家率先掀起了新一轮综合课程研究的高潮。综合课程的发展很快，1968年只有30—40个综合理科课程，到1978年已知道的综合理科课程已有130个。20世纪 80年代西方发达国家初中理科课程基本上是以综合课程的形式开设的，其中出现了像由英国科学教育协会开发的《社会中的科学与技术》(简称SATIS)、由美国科罗拉多州立大学完成的《现代科学》课程，这些优秀的综合理科教材兼顾了知识、能力、态度、方法等各方面的目标。我国在20世纪20—30年代曾开设过综合课程，后因种种原因未能继续下去。解放后，因深受苏联教育学思想的影响，我国中小学课程一直就由严格的学科中心课程统治着，这种局面一直延续到20世纪80年代末期。80年代末我国教育界开始对课程综合化进行深入的理论研究，有的地方还编制教材进行实验。到了90年代，综合课程的研究和实验就更加繁荣，1993年浙江省开始在全省初中阶段开设综合理科，1996年上海市和广东省还对在高中开设综合课程进行研究，1998年北京市开始研究在基础教育阶段(从小学到高中)开设上下衔接的综合理科课程。北京市育英学校从2000年开始参与综合理科课程的改革实验，我们工作的出发点是：促进每个学生的身心发展，培养终身学习的愿望和能力；倡导学生主动参与、交流、合作、探究等多种学习活动，改进学习方式，使学生真正成为学习的主人；加强课程教学的综合性、弹性和多样性，加强课程内容与现代社会、科技发展及学生生活之间的联系；尽量使评价标准多元化，评价方式多样化，既关注结果更加重视过程；在打好“双基”的同时，着重培养他们的科学态度、科学精神、科学思想和科学方法。
一、课堂教学
科学的发展及新的课程设置，提出了新的教育理念和新的目标，与之相适应的新的教育模式正在形成中。传统的科学教育过分注重知识的传授和掌握，而科学的迅猛发展带来的知识爆炸，使得学生在将来的社会中会不断遇到大量新的问题，需要学生在不熟悉的环境中不断学习新的知识，使学习知识成为终身的过程。这就要求学生要具备各种基本的科学素养。因此培养学生的科学能力及方法比让学生获得知识更为重要，它也就成为了我们科学教育的重要目标之一。
要培养学生的科学素养和能力，需要通过多种途径和使用恰当的方法，其中课堂教学是重要的途径之一。因此我们在课堂教学中要改变以往那种以传授知识为主，课堂上以教师为主体，学生被动接受知识的现象。在教学中既要渗透科学思想的教育，使他们认识到我们生活的自然界是简单、对称、和谐、统一的自然界，它具有令人震撼的美，科学就是要对自然界做出解释和预言，使学生形成一种科学美的信念。同时要在教学中以学生为中心，让学生在自身的活动中培养他们探究问题获取知识的能力。
例如在讲《电磁感应》一节时，以往我们也让学生做实验，只不过实验是验证性的，老师告诉学生实验步骤，学生像木偶一样按照老师教给的步骤一步一步地去做，然后老师把结论告诉大家，大家记住结论。这样的一节课也有学生的参与和动手，它对学生的动手能力有提高，但是对于学生的分析问题、解决问题和探究问题能力的提高帮助却不大，因为学生只知其然而不知其所以然，学生只知道这样做实验，而不知为什么这么做。因此我们在课堂上首先在复习旧知识的基础上提出问题：电可以生磁，磁是否可以生电?通过具体事例给同学们建立对称的观点，说明自然界本身是对称的，根据对称的观点，问题的答案应该是肯定的。那么怎么样才能通过磁生电呢?首先想需要什么器材?为什么?让同学分组讨论然后找代表发言。让同学们明白：因为要研究磁生电，所以要有磁场，磁场由磁铁提供；如果有电流产生，必须有电流的通路，所以要有导线连成闭合回路；因为电流看不见摸不着，所以要知道是否有电流产生，要有仪表来检验——电流表；要能控制电路，就要有开关，并且把它们都串联到电路中去。在大家通过讨论明白道理后，让大家亲自动手操作，看是否有电流产生。在大家连接完成后，发现并没有电流产生。那是不是说明磁不能生电呢?不是，因为科学告诉我们世界是对称的，这是一条坚定的科学信念。那么我们怎样才能得到电呢?科学是有逻辑的，但科学创造往往是非逻辑的，非理性的，科学的创造就是解决实际问题。于是让大家动手，看谁能找到磁生电的方法。让大家分组实验，在老师的引导下，让同学自己找到磁生电的方法。然后告诉大家英国科学家法拉第在“和谐与对称”的科学信念的支撑下，经过十年的艰苦努力终于取得成功。
二、校内课外科技活动
随着科学技术的迅猛发展，人们对学校学科教育价值的认识有了一定的改变，教育目标也从原来的对知识内容的掌握，转变为对学生能力和素质的全面培养，教会学生学习方法，培养学生的学习兴趣，提高学生的综合能力，成为现在教学改革的主要教育目标。
综合理科课程横跨四个学科，在教学中十分注重学科之间的相互联系，互相兼容，减轻了学生的课业负担。在教学中，教师要把激发学生学习兴趣作为出发点，以课堂教学为主要途径，并与实验教学、课外实践活动有机的结合起来，创设新的教学模式。
校内课外教学是实施科学素质教育的重要阵地，它对促进学生科学认识的发展起着不可替代的作用。因此，让学生感受科学课的学习有别于其他学科的学习，为了激发学生对科学知识的学习兴趣，我们采取了灵活多样的教学方式——利用科学实验活动培养学生的科学素质。
例如，在讲授完“地球上的大气”一章的大气污染一节以后，我们进行了适时的实践活动，题目为“收看空气质量报告，寻找大气污染源”，目的是想通过活动，提高学生利用各种媒体收集资料，获取信息的能力，并将所收集的信息进行整理，绘制出曲线图，不仅培养了学生整理资料的能力，而且使学生掌握了绘制曲线图的基本方法，更重要的是增强了学生的环境保护意识。方法和步骤如下：
(一)前期准备
1．将全班分成10个小组，每组4人。
2．准备一张汇集资料的白纸和一张绘图纸，以及相应的绘图工具。
(二)实践方式
1．每天坚持收看北京市区空气质量报告，坚持收看或收听北京市天气预报，连续记录15天“主要污染物”和“首要污染物”。
2．用记录到的数据绘制各主要污染物的曲线图(用不同颜色的笔将污染物的变化曲线绘制于一张图上)。
3．根据每天的天气情况和当时的季节特点，分析各污染物的主要来源，对照天气预报资料分析污染和天气、季节等因素的关系，指出主要问题，提出好的建议，最后分小组撰写出分析报告。 (三)实践评价
1．评价过程：
A．坚持连续收看并记录“空气质量报告”和“天气预报”及数据，绘制污染物曲线图(8分)
B．分析污染物的变化情况和主要来源(5分)
C．分析污染物和当时的天气及季节特点的联系(3分)
D．提出小组的设想和建议，撰写小组分析报告(4分)
2．正确认识和理解本次活动的特色和不足之处，写好自己的心得和体会。
又如，在学习了生态系统与生物圈以后，我们开展了一次校园生态环境的调查活动，目的是培养学生对生物的热爱来关心学校的状况，热爱自己的校园。
(四)活动准备
1．教师在已经制作好的校园平面图上，设计观察路线，使校园内的所有树木都被观察和记录下来。
2．教师要先观察，了解植物种类，以便向学生介绍。
3．准备相应的教学活动工具，如校园平面图、调查表、植物手册。
(五)填写调查活动表
表1中涉及以下几项内容：调查时间、植物名称、种属、类型(乔木、灌木、草)、数量、花色、花型、花期、叶片特征等等。
表2中涉及以下内容：调查时间、动物名称、种属、食物。
活动要求：
找出一条食物链，画出学校的食物网，分析物质和能量的流动过程。
(六)活动成果
1．填好调查表。
2．完成小论文：学校绿地规划建议。
3．画出学校食物网，用图表示出学校自然物质与能量的流动过程。
科学实践活动使学生获得的学科知识和基本技能得到真正的实际应用，其价值不仅使基础知识、基本技能得以熟练掌握，更重要的是训练了学生如何在动态的环境下发现问题，解决问题的能力，课文之中的大量实践活动正好符合学生的认知水平和兴趣爱好，充分调动了他们动手、动脑的积极性，教师适时地抓住机会，让学生在活动之中接受教育。但是整个学生活动必须有严密的安排，例如，在活动之前，要讲清此次活动的目的，活动之中小组成员之间通力协作，活动之后写出相应的活动报告，从而使学生的综合能力得以提高。学生们不仅学会了认真听广播，学会了收集资料，而且还学会了对资料进行加工整理，并掌握了绘制简单的曲线图的本领，同时，学生在思考中明白了一个道理，环境的保护不是某个政府部门的事情，而要*每个社会成员共同努力。
通过课外实践教学活动我们发现，学生能够通过实践活动展示出自己的才华，虽然有的活动一次没有成功，但是同学们并没有气馁，直到做满意为止，也磨练了同学们的意志，增强了他们之间的团队精神，这样的活动，不仅学生喜欢，学校支持，而且还得到了家长的称赞。
总之，实验教学和实践活动对学生科学素质的提高有着很重要的作用，在教学过程中，教师十分重视理论与实际应用的联系，为将来的社会提供了大量的具有高素质高水平的人才。
三、校外科技活动
校外科技活动是实施科技教育的重要组成部分，它以学生为中心，以学生自主学习为主要习得方式，是科学课程的补充与延伸。丰富的科学知识孕育在工农业生产实践及日常生活中，所以除了以课堂教学为主要教学形式外，从现有条件出发组织学生参与到丰富的校外科技活动中也是一种很好的形式，这也正符合加强科学、技术、社会联系的Sn教育理念。通过这种教学方式，学生在实际操作与实践活动中对科学态度、思想、方法的形成与培养是大有裨益的，而这又将为其终身学习打下良好的基础。基于上述原因我们对校外利‘技活动进行了设计，把如何才能使学生具备良好的科学素养作为考虑的第一要素，开展了面向全体学生的丰富多彩的活动。大致可分为以下三类：
(一)普及型，进行大众知识传播。如参观中国科技馆、北京天文馆、北京动物园、北京植物园等。
(二)提高型，培养兴趣与特长。如成立了一些科技社团，利用课外时间进行调查研究和社会实践活动(噪音、水污染、节水、酸雨、生活中的摩擦现象、池塘中的生物等等)。
(三)拔尖型，发现、选拔优秀科技人才。如辅导他们参加一些竞赛(科学实验方案设计大赛、青少年科技创新大赛等)，组织小发明、小制作俱乐部活动，对其中优秀的成果进行鉴定并申请专利。参观、访问和讲座也是深受同学们喜爱的活动形式。
(1)参观。①选址，力图体现课本中所学的科学知识在生产、生活中的应用及最新的科技成果；②参观前的准备，包括教师的准备工作(路线、程序等)，学生写出详细的参观提纲，发放材料，布置针对参观内容的思考题等；③现场参观，边看、边问、边讲；④总结，主要是写好参观报告。
(2)访问。①选对象(学者等)；②拟提纲，有的放矢；③现场访问，详细记录；④总结，集体讨论，巩固访问学习的收获，写出访问总结。
(3)讲座，这种活动限制较少，容易组织，可以吸收广大学生参加，需要注意的是内容要广泛，题目小而有趣，不宜有过多的理沦说明。除此之外，科技竞赛、科技游艺活动(谜语、相声、游戏、棋派等)也是适合广泛开展的活动。
四、德育科技活动
在综合理科课程改革中，一个核心问题就是重视德育在科技教育中的渗透。在教育活动中注重培养学生的科学精神、科学情感和科学态度，使学生在学习中树立正确的人生观和价值观。建构主义认为：学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程。那么学生学习的过程则是学生在个人原有的经验、心理结构和信念的基础上主动地建构内部心理表征的过程。新的知识内容，对于学生来说，属于“外部”的东西，做为老师，主要的任务就是如何使学生能够主动地把这些知识转化为内部的东西，并且能够正确地去加工、理解、运用到自己的学习和生活当中。
对于我们每个人来说，都是生活在一定的社会群体中，因此，培养学生的集体意识是很重要的。为此，我们的课程中设置了一些需要合作才能完成的实践活动。如测绘校园平面图、调查校园植物种群等等。使学生在集体活动中，体会到合作的重要意义，同时，也明确了自己在集体生活中的重要地位。
总之，我们通过这些活动，目的就是要培养学生的科学素养，培养学生的学习兴趣。使之能更加主动地将提出的问题转化成为内在的知识体系。
通过综合理科课程的学习，学生可以在以下几个领域中获得收益和提高：①知识领域，包括一些事实、概念、原理、科学家所用的现存假设和理论；②科学过程领域，包括观察描述、测量分类、信息交流、假设推断、控制变量、应用仪器；③创新领域，包括设想、解疑、想出不寻常的观点；④态度领域，包括对科学的积极态度、对自身的积极态度、尊重他人的情感；⑤应用和联系领域，应用科学过程解决一些实际问题，并把理科与其他学科综合起来。