科学教育最早是在大学中开始的。17—18世纪，科学本身有了很大发展，但是直到20世纪工业革命以后才进入了大学课堂，并逐步进入中学，小学开设科学课的时间更晚。可以看出，科学教育的发展是由科学技术的发展所推动的，是根据社会的需求所产生的。
16—17世纪，是近代科学的建立时期，无论在科学知识、科学思想还是科学方法上，都开创了一个新纪元。特别是在物理学和天文学方面，在17世纪达到了一个高峰。此后随着微积分的创立、血液循环的发现、显微镜的发明、化学元素概念的确立，数学、生物学和化学也都取得了重大的进展。18世纪60年代开始的工业革命，是人类历史上的第一次技术革命，它始于纺织工业的机械化，以蒸汽机的广泛使用为标志。这次技术革命使社会生产力空前高涨，使人类从农业和手工业时代进入了工业化时代。但此时的学校教育仍然保持着古典主义的传统。这种状况不适应社会发展的需求，一些学者开始抨击教育中存在的弊端，要求提高自然科学在学校课程体系中的地位，加强科学教育，培养适合时代发展的人才。
从16世纪开始，培根、夸美纽斯、弥尔顿和洛克就倡导进行科学教育，传播自然科学知识。19世纪下半叶，欧洲出现了两种截然相反的教育主张：一种强调科学知识，另一种坚持古典主义教育传统。这一时期为科学教育的发展做出积极努力的人有：英国的教育学家乔治、考姆、郝胥黎、斯宾塞，经济学家亚当·斯密，伦理学家边沁等。
在科学教育发展之初，其目的是培养适应社会发展需要的人。大工业的发展需要具有科学技术知识和技能的劳动力，这时能进入大学的人只是极少的一部分，对于绝大多数学生来说，小学或中学毕业就会进入社会。基于这样的背景，亚当·斯密提出，从英国的社会生产来看，需要向儿童讲解怎样使用机械的工艺原理，使他们掌握实用知识。英国的教育家威廉·佩蒂主张将初等学校改为劳动学校，以便使儿童能学习木工、物理学和数学仪器的制作、雕刻、园艺等。斯宾塞在《什么知识最有价值》中提出，为圆满的生活做准备就是衡量知识的唯一标准。斯宾塞认为，世界上的一切生活都离不开科学知识，科学知识在指导人们生活的各种活动中具有最高的价值，是使文明生活成为可能的一切进程能够正确进行的基础。
（二）对科学教育内容的认识
1.科学与技术是融合的，以满足生活需要为根本
斯宾塞把人类活动归为四类：直接保全自己的活动；为获得生活必需品而间接保全自己的活动；目的在于抚养教育子女的活动；与维持正常的社会政治关系有关的活动。以此为基础构成了以自然科学为基础的课程体系。斯宾塞的课程包括：生理；与生产活动有间接关系的知识，如力学、数学、光学等。学生除了解和熟悉事物物理的、化学的或生命的特征外，还要获得设计、生产、盈利等知识和技能。在斯宾塞的观点中，科学知识和适应社会生产、加工、分配等生产性的、社会性的谋生活动的技术、技能都非常重要，二者内容也是相融合的。
2.更广阔的大科学教育观(www.xing528.com)
郝胥黎比斯宾塞更进一步，他认为，富有新意的科学教育应包括以下几个方面的内容：第一，体育锻炼，使学生具有强壮的体格；第二，家政教育，使学生具有家政方面的知识和技能，养成勤俭和合理安排生活的习惯；第三，智力训练，使学生学会运用知识的方法（阅读、书写和算术），以及要求理解事物的欲望，获得一定数量的真实知识（尤其是自然科学的基础知识），受到一定的工艺训练（包括绘画），并且使学生懂得拉丁文和希腊文，以获得任何科学知识范围的全面知识；第四，伦理学和神学教育，使学生熟悉基本的行为准则，培养他们的道德情感，适应社会生活，能忍受生活的压力，并对他们进行以《圣经》本身内容为限的宗教教育。
郝胥黎强调智力训练的重要性，同时他也主张，自然科学和人文学科的课程在学校教育中要保持平衡。他对只重视科学教育而忽视人文教育的现象提出批评。他认为：“除了自然科学，还有其他文化形式，这样的事实被忽略了；或者甚至为了自然科学而扼杀和削弱文学和审美的文化，对于这种倾向，我深深地感到遗憾。这种对于教育性质所持的狭隘观点，和我坚持的应当把一种全面的、完全的科学文化引入各类学校的主张毫无共同之处。”[2]
3.强调科学方法的训练
杜威在20世纪初提出了一种重要的思想“思维训练说”，这一学说不仅改造了当时的课程，还对科学教育产生重要影响，使科学教育更加重视科学方法的训练。1910年，杜威发表了《我们怎样思维》。他认为精神活动是行为的一种作用。理性以及实验性智慧的作用总是通过经验加以尝试的。思维不是超越经验的东西，而是由人类行为生活中的不安和疑问引起的。在解决问题的过程中，思维发生作用，知识与技能得到掌握。这种行为注意的观点，带来不同于传统知识灌输的教学方式变化。杜威提出了“反省性思维”的概念。这种思维是由于某种困惑、混乱或疑问引起的。反省性思维的基本要求包括：好奇心、暗示、整理。好奇心使经验得以扩大，使思维发展为反省性思维。活动在反省性思维的形成中扮演着重要的角色。学校开设园艺、烹调、纺纱、劳作等系列性、系统化的活动。通过这些活动让学生掌握生物、化学、物理等实际的学科知识，同时，还要让学生通过这些活动掌握实验性探究或实证的方法。
4.强调技术的科学教育
马克思看到工业革命给社会带来的巨大变化，从而认为：“要使儿童和少年了解生产各个过程的基本原理，同时，使他们获得运用各种生产最简单工具的技能。对儿童和少年应当按不同年龄循序渐进地授予智育、体育和技术教育课程。”马克思既重视教育与生产劳动相结合，也重视技术教育。
（三）小学科学教育的产生
科学启蒙教育在19世纪初开始进入小学课堂。最初的科学启蒙教育形式是裴斯泰洛齐倡导的实物教学（object teaching）。实物教学的主要做法是教儿童详细描述各种动物、植物和矿物，使其观察和学习自然现象。通过实物教学，希望儿童学会观察和交流一两种“研究”科学的基本能力。这种教学方法在19世纪50年代的美国盛行，但很快就不再流行了。19世纪90年代到20世纪初，杜威的实用主义教学思想在美国产生了很大的影响。这一时期的科学教育注重儿童自身的需要，增加了健康和卫生教育，此外还强调科学方法的训练。
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