科学教育
英国のパブリックスクールで初めて科学教師の身分を得たとされるのはウィリアム・シャープ(英語版)である。シャープは1850年までラグビー校に勤め、そのカリキュラムに科学を取り入れた。シャープは英国のあらゆるパブリックスクールにおける科学教育の雛形を確立したと言われている。
次の進展をもたらしたのは、「科学振興のための英国アカデミー」(BAAS)が1867年に発行した報告書であった。BAASは「科学的な気質」を養うことと「純粋な科学」を教えることの両者を奨励していた。前者は知的訓練のための科学学習というイデオロギーに基づいており、当時の進歩主義教育に支持された。一方でBAASは後者の専門準備教育をも重視していた。こちらも将来のBAASメンバーを養成するためには欠かせなかった。
当初、水準の高い教師が不足していたため科学教育の発展は遅々として進まなかった。大きな進展となったのは、学校カリキュラムについて審議するロンドン教育委員会(英語版)が1870年に初めて設立されたことと、訓練された科学教師を全国に供給する養成課程が創設されたことであった。これらの動きはトマス・ヘンリー・ハクスリーから決定的な影響を受けていた(詳細は別項を参照)。また、ジョン・ティンダルも物理科学の教育に影響を与えた。
同時期のアメリカ合衆国では散発的にいくつかの科学科目が教えられているのみであったが、1890年代になって科学教育の標準化が行われ始めた。
科学カリキュラムは市民科学と専門準備教育という2つのイデオロギーの間の大々的な討論を経て徐々に具体化していった。フロリダの中等・高等教育を主導する30名の教育者によって会議が持たれた結果、1892年に全米教育協会(英語版)(NEA)は10人の男性教育者からなる「十人委員会」を設置し、将来の教育会議を開催する権限と、中等教育の主要教科の内容を協議する委員会を設置する権限を与えた。委員長を務めたのはハーバード大学のチャールズ・W・エリオットであった。十人委員会は9つの協議委員会の招集および任命を行った。それぞれの担当教科はラテン語、ギリシア語、英語、その他の現代語、数学、公民(歴史・民政・政治経済学)、そして科学に関する以下の3分野であった。
物理科学(物理学・天文学・化学)
博物学(生物学(植物学・動物学・生理学を含む))
地理学(自然地理学・地質学・気象学)
それぞれの協議委員会は大学、教員養成機関、および中等学校から選ばれた10人の専門家で構成されていた。アメリカ各地で個々に協議委員会の会合が持たれ、それらの報告書を受けた十人委員会は4日間の会合を経て包括的な報告書を作成した。NEAは1894年に協議の結果を公刊した。
当時の高校カリキュラムはアカデミックなものと実学中心のものに二極化しており、それらは往々にして経済的・社会的・人種的な格差を反映していた。
自らの思考と学習について思考することは学習者のためになる。学習者は自分が何を知っていて何を知らないかということや、自分自身の考え方や、自ら導いた結論を自己評価する方法を学ばなければならない。
近年の教育工学は教師それぞれのニーズに応えられるまでに洗練されつつある。中等後の教育現場で携帯電話がどう使われているかを調査する研究によれば、科学の授業にモバイル機器を利用することで学生の集中力とモチベーションが高められる。
社会構築主義指向の教育・学習科学研究を集めた2005年の文献目録によれば、そのうち64%が物理分野、21%が生物学分野、15%が化学分野に関するものである。このように物理分野の研究が主流となっている最大の理由は、物理学習には特有の困難さが存在するためだと見られる。児童生徒の概念形成に関する研究によれば、学習者は物理現象に対して自分なりの考えを抱いて授業に臨むが、それらは総じて学習すべき物理概念や原理とはまったく異なっている。この傾向は幼稚園から第3期教育に至るまで一貫しており、日常経験を通じて構築された概念は物理学的な考え方とは相いれないことがほとんどである。より一般的な思考と推論の様式についても同じことが言える。