将科学教育建立在与人类社会和学生的发展需要密切联系的基础上，是当前科学教育改革的方向。但是要真正完成这项改革却面临着许多问题，为此，世界各国都在进行着艰难的探索。在这方面，比较著名的文件有：美国促进科学协会的《普及科学——美国2061计划》、联合国教科文组织的一系列会议报告等。探索主要集中在科学教育的培养目标、教学内容和教学方式上。

　　1.科学教育与人的发展

　　科学教育究竟应当培养什么样的人？在以要素主义教育哲学为基础的“学科中心”课程观里这一点是十分清楚的，那就是培养能够继承和保持人类文化传统的学术性高级人才。显然，这里被关注的，是科学知识的传承，而不是学生作为人的发展；是学生的智力水平，而不是他们在社会中生存与发展的能力。正是因为这样，世界各国都普遍存在着大量对科学课程丧失兴趣的学生，他们往往成为科学教育的失败者，直接影响着一个国家国民的科学素养水平。为此，许多国家在近年来制定的科学课程指导原则中都明确规定，科学课程是面向所有学生的，不论他们的心理和智力有无区别，对科学课程有无兴趣。科学课程的目的强调培养学生的科学意识、终身学习与发展的意识以及积极进取的人生态度和相关能力。这些探索表明，科学教育已经不是把传授知识，而是把培养社会所需要的新人作为自己的培养目标，科学教育正在把自身作为促进学生个性和谐发展和潜在能力充分开发的一种力量。

　　2.科学课程的实用化、多元化与综合化

　　科学教育应当选择什么样的素材作为自己的教学内容呢？这也是近年来各国科学教育改革共同关注的问题。为了体现“科学为大众”的原则，加强科学课程教材的实用性已经成为共识，即要让每一个学生学习有用的科学。此外，科学课程教材的多元化也正在逐步探索之中，即要让不同的学生学习不同的科学，以满足不同发展方向学生的需要。什么是有用的科学？多元化的科学教材怎样才能从不同的角度开发学生的生命潜能？对这些问题的回答已经将科学教育的教学内容研究引向了前所未有的深度。当前，许多国家从事科学教育的人们正在从两个方面向这个答案逼近，即一方面加强科学学科与更广阔的领域的联系，如科学学科之间的联系（理科综合课程）、科学学科与人文学科的联系（跨学科课程）以及科学学科与技术和社会问题的联系（STS课程）等。另一方面精心选择并重新设计教学内容的呈现方式，目的是让教材真正起到能够促进学生形成积极而理智的人生态度，并且能开发他们的内在潜力的作用。

　　3.科学教育与教学过程

　　当代的科学教育在教学方式上又应该做哪些改进呢？随着世界范围内对教育功能的新理解，科学教育教学方式的改革也有了新的思路。在社会经济发展相对缓慢的时期，教育的作用主要是传递和继承人类已经创造的文化，而在科学技术日新月异、社会经济迅速发展的时期，教育就必须具有超越现有文化的功能。学生在学校里不能仅仅是学习从书本上以各种符号或非符号形式保存下来的、来自过去的知识，更不能只是把它们作为传统贮存起来，而着重应当掌握的是获得、扩展和更新知识的方法，提高有效地认识和改造内外世界的能力，培养科学的洞察力和理解力，形成社会的责任感和完满健全的人格。总之，教育应当把挖掘学生的潜能、发展学生的个性、培养社会所需要的人作为自己的主要任务。从这一观念出发，近年来，世界各国科学教育的教学方式改革主要围绕着下面一些方面在进行：教学的基本模式从教师的传授知识转向学生通过主动的参与来学习；教学的重点从偏重科学结论的记忆转向对概念形成过程的探讨；教学的目标从科学事实的掌握转向深层次的理解和应用。例如，美国的2061计划就明确提出，教学应从学生感兴趣或熟悉的问题和现象开始，而不是从学生难以理解的抽象概念开始；要创造各种机会让学生从事资料的搜集、筛选和分类，观察、做笔记和绘制草图，访问、调查和进行民意测验；要让学生把求知和发现结合起来，积极地使用假设、设计、验证的科学探究方法，把注意力放在搜集和使用证据上；在教学中要向学生提供科学概念的产生背景，使学生了解科学思想发展的历程，教学中还要鼓励学生清晰地表达思想，提高沟通与交流的能力；同时广泛地采取小组学习的方式，培养学生和他人协作的意识和能力。计划还强调，科学不只是大量知识的聚集，也是一种融入了人类价值观的社会活动，因此要求教师在教学中要注重欢迎学生的好奇心，奖励创造性，鼓励健康的质疑精神，避免思维的绝对化以及加深和拓宽学生对概念、方法、结构和活的生命体内在美所做出的反应。