他以唯物主义的观点为指导，从盘山县第三初中的实际出发，又用辩证的方法分析学校、班级、学生、教育、教学，管理诸多方面的矛盾，从主要矛盾和矛盾的主要方面入手，开始了他的改革。由于他是学科教师兼班主任，因此，他的改革便是教学与班级两项改革同时起步。
经过自己的不断探索，他在教学思想和教学实践上有了新的进展：讲究民主和科学这两条线，并不断的细化、深化、具体化。就民主而言，他注意发展学生的个性，跟学生商量学习程序。科学性则侧重于引导学生科学的学习方法，培养学生的科学态度和探索科学的学习方法，做到语文自动化管理，在不批改作文、不留作业、不考试、不补课的前提下提高语文成绩。其实他的“六步教学法”就是民主科学教育思想在教学过程中的具体反映。
他抓住当时不仅对全班、全校，而且对全县、全省、全国，不仅在当时，而且在今后都有普遍意义的“差生”问题，深入调查研究。他先后和100多名差生谈心，开过几十次差生座谈会，和最差的学生一起听过150多节课。在调查研究的基础上，开展实验研究。通过调查分析，他得出的结论是“差生”之所以差，根本原因是他们没有崇高的理想、无畏的胆略、坚强的意志和科学的方法。遵循这一来自实践的认识的指导，他的教学改革与班级管理，转变差生的学习态度，把后进生当做一个世界，相信他们有一部分脑细胞需要学习、想学习。与差生组成互助小组，经常交流。在短时期内，就迈出了成功的第一步。
作为他总结解决差生问题的第一篇文章《思想政治教育与智力资源开发》，首次发表在《辽宁教育》1980年第4期上，便产生了重大反响。而作为他总结解决差生问题后一篇更具有深度的力作《发展差生智力问题初探》，在全国引起轰动，从1978年到1983年12月，在不到6年的时间，他便从盘山县走向了全国。
随着对差生问题的深入研究，他开始广泛涉猎中外有关教育方面的论著，从心理学到教育学、从教育史到当今世界教育改革的动态，以及现代化教育管理科学，他如饥似渴地吸收，并结合本国、本校、本班、本人的实际，借鉴那些对自己当前的改革有益的东西。
他还借助那些经过消化已经掌握的现代教育思想、教育原理和教育方法，在系统总结解决差生问题的经验之后，他又抓住新的矛盾，开始了以培养学生“能力”为核心的教育探索。
能力的培养是当今世界各国教育改革热点。他强调语文学习时的自动化管理，提高学习效率，通过画“语文树”熟悉语文知识。还主张教学目的要明确，重点、方法都要想好，上课不必面面俱到，这样教学才有中心，眉毛胡子一把抓，其结果将会是什么也没学好。还让学生自己写教材分析，如列生字表，列单元数量，每类文体各占几单元，列课后练习总数等。还自创了“六步教学法”和“四遍八步读书法”。“六步教学法”，顾名思义，分六步进行。
第一步，定向。即确定这一课的学习重点，要达到的目标要明确。
第二步，自学。学生自己能解决的问题，老师不必也不需要越俎代庖。
第三步，讨论。前后左右每四人为一组，把自学中不懂的地方提出来，互相讨论；讨论也不能解决的问题，留待答题步骤去解决。
第四步，答题。也是立足于由学生自己去解答疑难问题。由每个学习小组承担回答一部分问题。这样，疑难之处越来越少。然后由教师回答解决剩下的疑难问题。
第五步，自测。根据定向指出的重点、难点，以及学习后的自我理解，由学生拟出一组十分钟的自测题，由全班学生回答，自己拿出红笔来评分，自己检查学习效果。
第六步，自结。下课前，每个学生在自己座位上口头总结一下这节课的学习过程和主要收获，在不同类型的学生中选一两名单独总结，使学生接受的信息得到及时的反馈。
魏书生还总结出了“四遍八步读书法”，即：
