2.综合方式的变化
传统综合科学课程的综合以知识的相关性为基础，现代综合科学课程的综合则以科学的统一性为基础。前者以学科知识为本位；后者以科学教育促进学生的发展为本，反映了不同的科学观和教育观。前者在综合中见学科，不突出科学；后者突出科学的统一性，将科学统一于观念和过程，统一于科学探究，课程规定探究的领域和范围，明确对科学素养的基本要求。前者强调知识的结构和平衡，注重科学知识；后者强调探究，注重科学的本质。前者只有多样性，缺乏统一性；后者体现了多样性的统一。两者反映了不同的综合观。
3.主、客体关系的变化
在传统综合科学课程中，主、客体关系不明确，现代综合科学课程明确提出，学生是认识的主体，进入学生认识范围的自然界（包括人造自然）是探究的客体，教材和一切可利用的教育资源是帮助学生在探究过程中实现知识建构的中介和工具。
4.教师角色的变化
在传统综合科学课程中，教材是主要依据，教师常常成为教材的执行者。现代综合科学课程在课程标准的基础上开发出大量可供教师和学生选择的课程材料，教师由传授知识转变为选择适合学生学习的内容，指导学生开展科学探究，成为科学学习的指导者和组织者。
5.精英教育与大众教育关系的变化
传统的综合科学课程把精英教育和大众教育对立起来，现代综合科学课程把两者统一起来，面向全体学生，为每个学生提供良好的科学教育的机会。
6.综合课程和分科课程关系的变化
传统的综合科学课程把综合课程和分科课程对立起来，在分科和综合问题上做文章，而不是在更大的范围内思考问题，未能摆脱从传统学科出发的思维方式，认为综合课程就是把传统学科的内容综合起来，综合的程度越高越好。现代综合科学课程超越了这种形式主义的思维方式，注重科学本质的统一性及不同的科学领域和范围的关系，在综合科学课程的设计和实施中，具有更大的灵活性，使综合概念具有了新的含义。在课程标准层面上，综合体现在科学的统一概念和过程、科学探究、科学与技术、科学的文化维度之中，不同的科学学习领域是学生进行科学探究的范围。在课程实施的过程中，综合是与探究统一在一起的，探究是开放性的，可以涉及多个学科领域，教师和学生有更大的灵活性。
统一性涵盖和超越了相关性，从相关性到统一性，从传统的综合科学课程到现代综合科学课程，无论是课程理念还是课程的具体形态均有了实质性突破。
由以上所描述的世界科学课程改革运动的历史发展可以看出，第一次和第二次课程改革浪潮呈现出如下模式：从社会、科学技术和学生需求的角度（不同时期以上各因素的作用不同）提出科学教育的目标，反思科学教育实践中存在的困难，并依据教育学和心理学的有关理论设计新课程，进而掀起一次课程改革的浪潮，然后在课程实施的过程中开展研究和评价，对照原目标进行反思，总结经验教训，改变目标，并结合新理论发动又一次课程改革浪潮。这种模式是比较典型的理性课程发展模式。值得注意的是，第三次课程改革浪潮与前两次不同，它不是从反思目标出发，而是将重点转移到缩小计划课程与实施课程之间的差异，从其理论基础来看，这种转移与新世纪学习革命的浪潮是一致的。如果说前两次科学课程改革是形式意义上的改革，那么，第三次科学课程改革则标志着实质意义上的课程改革的开始。
由上分析，我们还可以看出，第一次改革浪潮的代表性课程是分科课程。综合科学课程是第二次改革浪潮中的主要形式。第三次课程改革是在课程内在矛盾的促动下，在吸收了科学教育和相关学科的理论研究成果的基础上开展起来的，综合科学课程已经呈现出现代特征，因而可以预计会有更强的生命力。与此相应，综合科学课程的发展也可分为两个阶段，20世纪70～80年代中期为第一阶段，属于建立在知识相关性基础上的传统综合科学课程。这种相关性表现在三个方面：第一是传统的物理、化学、生物等学科知识之间的联系，第二是科学、技术和社会之间的联系，第三是儿童与科学之间的联系。20世纪80年代后期以来为第二阶段，是建立在科学教育领域对科学的本质和教育的本质的最新认识基础上的现代综合科学课程。
第二节 美国、英国的科学课程改革
美国和英国科学课程的发展对世界的科学课程产生了重大的影响，深入了解这两个国家科学课程的改革历程对我国科学课程的改革具有重大的指导意义。
一、美国科学课程的发展历程
早在20世纪初，以物理、化学、生物等学科为主体的科学课程就已成为美国中学的主要教学内容。20世纪上半叶，由于受进步主义教育的“经验课程”和“设计课程”的影响，美国中学科学教育的质量大为下降。到了50年代初，美国中学科学课程具有如下特征：科学教科书是由教师，而不是由科学家编写的，教材内容所反映的是传统的学科体系，不少内容已经陈旧过时。50年代末至今，美国中学科学课程大体经历了三个阶段的改革。
（一）第一次科学课程改革浪潮
第二次世界大战结束后，科学教育受到美国中学的普遍重视。50年代初，一些地区的中学开始着手小规模的科学课程改革。但导致美国中学科学课程进行大规模改革的因素，还是众所周知的1957年苏联人造卫星的发射成功。随后，美国国会于1958年通过了国防教育法，由此引发了一场轰轰烈烈的教育改革运动，联邦政府拨出大量款项资助各级学校的科学、数学和现代外国语的教学和研究。就中学科学教育而言，这一时期，美国国家科学基金会也采取了多种努力，赞助数亿美元，召集几千名科学家、教育家和教材专家，以巨大的人力和物力推动中学科学教材的编写、教学方法和手段以及师资培训计划的研究和实施。一些研究会，如物理学研究会、化学学会和生物学研究会，相继编写了新物理、新化学和新生物等多种教科书。这些教科书的共同点是，剔除了陈旧过时的内容，增加了反映当代科技发展新成就的内容，使教材内容反映各学科内在的体系。由此，美国出现了第一次科学课程改革的浪潮。
布鲁纳着名的《教育过程》一书奠定了此次科学课程改革的哲学基础，其主要思想有以下几点：学习任何学科，主要是掌握该学科的基本结构，同时也要掌握研究这一学科的基本方法；任何科目都能按照某种正确的方式，教给任何年龄段的任何儿童；过去在教学中只注意发展学生的分析思维能力，今后应重视发展直觉思维能力；学习的最好动机是对所学材料本身发生兴趣，不宜过分重视奖励、竞争之类的外在刺激。对课程设计而言，课程应当为儿童提供正式的科学概念和学科的基本结构。在这种思想指导下，大多数课程设计是由科学家指导进行的，其要点在于：注重围绕基本概念原理组建课程，以形成结构化的知识体系；注重探究过程的学习，培养科学研究的能力。这两点在教学中通过“发现法”来实现。尽管这些课程已作为现代课程改革的里程碑被载入史册，实现了科学教学内容的现代化，但其忽略了科学在技术和实际生活中的应用，无论从科学的角度还是教育的角度来看都存在缺憾。课程的实施效果也不尽如人意，只适合少数尖子生学习，对大多数教师和学生并不适用。
在这次课程改革中，课程设计者从原来的专业教育工作者转到学术界的数学家和科学家。课程内容也不再以日常生活中的知识为重点，而是强调严密的、高度结构化的专业知识。这是一次被称为“学科结构运动”的课程改革，它反映出三个重要的课程政策的改变。
首先，在课程的设计上反对以现实功用为标准，侧重于以学科为中心的学术标准。其次，决定课程政策的权力结构发生了变化，那些推动生活适应教育的教育家失宠了。而大学各学科领域的专家学者占据了主导地位，获得了联邦拨款的绝大多数份额。虽然有些教育家后来投身到学科结构运动之中，但他们很少在联邦资助的课程改革项目中占据领导地位。第三个变化是教师从过去局部课程变革的直接参与者，变为课程变革过程中的被动适应者，人们怀疑实施课程的教师是否真的与设计课程的专家学者有相同的理论观点。
美国第一次中学科学课程改革的成果主要有两点，一是使得过去以传统学科知识为中心的科学课程，转变为以学科结构为中心，重视学生分析思考和解决问题的课程，在教材中引进了一些现代科学的内容；二是现代化的教学手段和设备明显增加，如新实验室、教学仪器和各种视听教具的使用，这对提高教学效率起到了一定的作用。
但是，这次改革也存在一些不足，主要表现在：第一，由于过分增加了教材内容的难度，使得多数科学课程只适用于少数学生，导致“学生难学，教师难教”的现象。第二，由于过分增加了课程的抽象理论和知识的比重，而忽视了应用知识和基本技能的训练，带来脱离实际的偏向。第三，过分强调以教师为主导地位的传统式教育和教科书的作用，从而限制了学生的主动性和创造性的发展。正因为这样，许多人认为这次改革是不成功的。由此，自20世纪60年代中期开始到60年代末期，人们对美国的学校和“学科结构运动”的课程改革提出了越来越强烈的批评，抨击这种教育是压抑个性的，非人道主义的；人们的注意力也从绝对的学术至上开始转变到那些成绩差的学生和少数民族学生的处境上。另外，20世纪60年代末和70年代初学生反对越南战争的运动，虽然是政治性的，但也包含了追求个性自由的因素。
（二）第二次科学课程改革浪潮
美国20世纪60年代中学科学课程存在的问题，引起了人们重新思考和探索进一步的改革。到70年代初，美国在世界上地位有所加强。首次登月成功，使不少美国人感到他们重新夺得了世界科学技术的领先地位。在这样一种背景下，人们开始考虑大多数中学生科学教育的水平问题。1970年，美国国家科学基金会（NSF）又提出要对科学教育进行改革。
到了1976年，在它的赞助下，有关人士对美国中小学科学教育现状进行了三项全面的调查研究。结果表明，美国中学科学教育存在以下两个问题：第一，大多数中学科学课程使用的仍旧是传统的教科书，所强调是包含生物、化学、物理、地球科学在内的“基本课程”，重点放在学生将来从事科学生涯所必需的知识上，而几乎未涉及学生日常生活方面的技巧和社会问题。因此，这种课程无法适应大多数学生的兴趣和需要。第二，在教学方法上，教师以讲授为主，配以少量的演示，忽视学生的直接探究和兴趣，造成他们以被动的方式去接受知识。
而此时美国正从工业社会向信息社会过渡，第三次科技革命浪潮风起云涌，生产正从劳动、资本密集型向知识密集型转变，现实需要具有更高技能与综合科学素质、更全面的新型劳动力。教育再次受到严峻挑战，社会需求与教育质量形成了强烈反差。在深刻的社会政治、经济、科技背景下，新一轮的科学课程改革被赋予了更强的时代特征和新的内涵。中学科学课程由英才教育逐步转向以提高全体公民科学素养为目的的大众化教育。许多有识之士大声疾呼：“学校的课程特色应当要求全体学生重视自然科学、数学和技术的学习”，“普及包括科学、数学和技术在内的科学基础知识，已成为教育的中心目标”，“美国现在没有任何事情比进行科学、数学和技术教育的改革更为迫切”，“科学、数学和技术教育的改革必须列入美国的头等议事日程”。
“综合研究”（Project Synthesis）在认真考察分析了多达300页的研究资料后，提出理想的理科课程应该具有“目标群”，它们包括四个方面：
理科教育要合乎学生日常生活中的个人需要。
理科教育要能协助学生解决当前的社会问题。
理科教育要能为学生提供一种意识，使他们了解同科技有关的各种职业的性质和范围。
理科教育要能为从事基础科学和专业学科研究的学生提供适宜于他们的知识，并帮助他们获得知识。
“综合研究”要求重新探讨科学课程的发展方向：其一，确立新的课程目标。科学课程应为日后将在更加技术化的社会中工作的学生的“终身学习”及有效参与与科学有关的重大社会决策做准备。其二，设计新的课程结构，加强课程的衔接以及学科的联合。其三，调整课程内容，进一步充实学校中尚未规定或尚未利用的科学内容。学生的直接经验、工艺、个人和社会所关切的事情，也应该成为教学的重点。
1982年，全美理科教师协会在20世纪70年代末进行的一项全国性科学课程调查的基础上，提出为改进科学课程的质量，使学生成为具有科学素养的人，科学课程应强调以下重点内容：
科学课程中实验的地位。
科学课程在学生日常生活中的应用。
科学课程与社会情境的关系。
科学课程对科学前沿新发现的关注。
科学课程对当代问题的影响。
科学课程与职业的关系。
在此背景下，以1983年美国高质量教育委员会的研究报告《国家处在危急中：教育改革势在必行》为契机，美国开始了20世纪80年代的科学课程改革。
