在20世纪，科学教育的发展历程大致经历了三个阶段，即知识本位、智力和方法本位、人本位阶段。
在知识本位阶段，科学教育的重心在知识本身。教师们信奉斯宾塞的名言——科学知识最有价值。
在科学技术影响下，社会变化日益加速。20世纪60年代，科学教育等同于科学知识教育的情况受到了挑战。当学生掌握了各种知识走出校门时，社会早已发展得面目全非了。教育者从信奉“科学知识最有价值”的立场转到了“方法比知识更重要”的立场。
70年代中期以后，科学技术双刃剑带来的社会问题引起了教育家的反思。他们提出，科学教育应该包括完整的人的教育。至此，科学教育从单一的科学知识教育演变成为包括科学知识、科学方法、科学态度、科学价值观、科学史五位一体的“立体”科学素质教育。综观世界各国的科学教育目标和大纲，我们不难看出这样的趋势。
趋势一 将培养儿童具有良好的科学素养作为根本目标
美国《国家科学教育标准》中写道：我们大家，无论作为个人还是作为社会，同科学素养都是利害攸关的。懂科学，你才可能体会到在领悟自然界的事理时油然而生的充实之感和兴奋之情。有良好的科学素养，你才有可能运用科学的原理和方法去作个人的各种决策，去参加讨论关乎全社会的各种科学问题。有很扎实的科学基础可以强化人们日常所用的许多能力，诸如创造性地解决问题的能力、运用判断进行思维的能力、在集体中协同工作的能力、有效地运用技术的能力等。我们社会的经济生产率与我们的劳动大军的科学本领和技术能力是密不可分的。在科学内容标准中，也体现了这样的思想。
趋势二 强调发展儿童的科学探究能力
美国的科学教育标准强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法，构成教育的一个独立的组成部分，并把探究看成是学科学的中心环节。英国也明确提出了科学调查这一目标，强调发展儿童的科学探究和调查的能力。澳大利亚的科技教育大纲虽然没有单独提出科学探索或调查这项目标，但在儿童的学习过程和技能的目标中，都有关于调查研究的条目。
之所以强调发展儿童的科学探究和调查研究的能力，是因为各国的教育家已深切认识到这一能力的重要价值。在参与探究时，儿童要能描述物体和事件，能提出问题，能做出解释，能根据现有科学知识对所做解释加以检验，并且能把自己的看法和意思传达给别人。他们得会自己提出假设，会运用判断思维和逻辑思维，会考虑各种可能的解释。这样做就可以把儿童的科学知识与推理、思维的技能结合起来，从而可以能动地获得对科学的理解。
趋势三 重视基础技术教育
近年来，在一些西方国家，除了大力推行科学教育的改革外，越来越多的人开始重视基础技术教育。他们认为：要适应科学技术飞速发展的社会，要培养各方面合格的人才，必须要加强各层次的技术教育，特别是基础教育阶段的技术教育。
在中、小学开设技术必修课，是英国课程改革的重大举措之一。技术课分为设计和技术能力与信息技术能力（详见后文英国科学技术课程大纲的具体内容）。英国中、小学的基础技术教育强调培养学生的技术意识和技术能力，它与职业技术教育不同，它不应该强调单纯的技能培训。英国教育界的专家认为：技术课应该教会学生如何开展技术活动，如何运用所掌握的知识和技能来解决实际问题，如何使学生产生想法、制作和行动；技术课还要让学生意识到技术的发展以及这些发展通过什么途径影响我们的工作环境和生活方式，懂得技术的变化是不可逆转的，理解这种变化的重大意义；同时，技术课将对学生的个人发展起重要作用，它可以为学生提供机会发展革新、决策及产生新的解决方法的能力，能帮助学生去适应今后工作需要，为成为合格公民作好准备。
