在条件落后、环境艰苦的陕甘宁边区，延安自然科学院逐渐成为科学教育蓬勃发展的科学园地。这块科学园地得到了中国共产党的全力支持，在具体的教育实践中成功实现了自由探索与集中领导的有机结合。

    营造自由探索的科研和教学氛围

    在1941年的《陕甘宁边区施政纲领》中，边区政府明确规定：“奖励自由研究，尊重知识分子，提倡科学知识与文艺运动，欢迎科学艺术人才，保护流亡学生与失学青年。”此后，《解放日报》连续刊发文章，指出边区需要各种各样的科学知识，并指出，要能掌握这些知识，就必须一方面积极地号召各种专家及知识分子，帮助和鼓励他们从事深刻精密的研究工作，另一方面必须提倡勇于追求真理而不顾忌一切因袭教条的作风，提倡自由独立的研究作风。自由研究也被认为是新民主主义政治的重要体现，“必须把自由研究的风气大大地开展起来，不但在陕甘宁边区要这样，而且在一切抗日民主根据地也要这样”。

    作为自然科学院的院长，徐特立反复强调自由研究的意义，并为此呼吁：“各派的学者和理论家，只要他们能认真进行自己的研究，本着学术的良心来正视现实的问题，他们就能够对于真理的发现有所贡献。中国共产党不但不轻视，而且非常尊重这些贡献，……在边区，不但要大大的加强马克思主义的研究，而且还要团结各学派的学者和理论家们进行各种各样的科学研究工作，帮助和奖励这一切自由研究的活动。”即使是对于自然科学院是否开展科学教育及如何开展科学教育这类问题，自然科学院也没有压制不同意见，反而始终认为“原则上的争论，应该发展，因为只有争论才会有新的理论产生出来”，只不过为避免“只有争论没有结论”使得“科学界的负责人举棋不定”的情况出现，选择一边鼓励争论，一边推进教学工作。对这一问题，徐特立提出：“我们希望科学界发展争论，在理论上可以不做最后的结论，但实际工作必须做出正确的结论，以便有规律的进行工作。”在中共和自然科学院的培育下，边区的“科学和艺术受到了应有的尊重”，“思想创作的自由得到了充分的保障”。因此，科学的活动“在这里发现了一个可在其中任意驰骋的世界”。

    在此基础上，延安自然科学院教员们的主动性和积极性被调动起来，他们对教学工作非常负责，认真研究教学方法，提高教学质量。教授不同科目的教师协同开展教学，“贯彻执行少而精、启发式、讨论式、实验式等原则的教学方法”，建立了一套颇为前沿的教学体系。在这套教学体系中，“基础课，主要由教员重点讲授；技术基础课，由学生自学为主，教员着重于提要、启发、释疑；专业课在生产实习中边干边学”。为了提高教学质量，有的教员“既当老师，又当学生，师生互教互学，根据同学的接受能力讲课”。除此以外，“教员不仅在课堂上要负责，并且要在学生全部学习过程中负责。对于学生的学习、生活、思想各方面的情况，都有细致的了解，亲切的关心和具体的帮助”。因此，从自然科学院走出来的学生，往往为教师热情的教学态度、科学的教学方法和卓越的教学能力所折服，数十年后依旧印象深刻。例如，肖田和师秋朗曾是自然科学院的学员，多年后，他们回忆起自然科学院，依旧记得科学院的教师“讲课时深入浅出、循序渐进，力求课堂上消化理解”，“对个别学习吃力的同学，教员不辞劳苦给予个别辅导，务使人人不掉队”，尤其感念“化学教员夏淑惠把自己的孩子锁在窑洞里给我们上课，孩子（把）嗓子哭哑”。

    使科学教育较好满足现实需要

    延安自然科学院创立之初，集中领导的制度和风气没有形成，自然科学院与其他科技部门之间联系不多，各自为政。例如，“军事工业