با این وصف ، در طی قرن نوزدهم ، شکل گیری موضوعات علمی در کشورهای مختلف و چگونگی سازش برنامه های درسی با این موضوعات و چگونگی آموزش علوم متفاوت بوده است . بدین ترتیب سیر تحولات برنامه های درسی علوم در فاصله سال‌های ۱۸۵۰ تا ۱۹۱۶ دارای ویژگی های ذیل می‌باشند(همان منبع،ص۱۵).

۱-۳-هدف از آموزش : هدف از این آموزش ها ، آماده کردن افراد برای ورود به دانشگاه ها و کسب مدرک بوده و آموزش به عنوان وسیله ای برای تقویت و تمرین قوای فکری و رشد هوشی دانش آموزان استفاده می شد .

۲-۳-محتوای کتاب های درسی : محتوای این برنامه ها را بخش‌هایی از علوم محض را تشکیل می‌داد که متخصصان علوم محض آن بخش هایی را که به نظرشان اساسی و مهم می رسید و انتخاب می‌کردند و در کتاب‌های درسی علوم به خصوص دوره ابتدایی می گنجانیدند .

۳-۳-روش آموزش : در ابتدا مبتنی بر مشاهده طبیعت صورت می گرفت ، سپس با تدوین و تالیف کتاب‌های درسی علوم ، روش سخنرانی مورد استفاده قرار گرفت .

۴-۳-شیوه ارزشیابی : بر اساس معلومات که دانش آموزان به طور طوطی وار حفظ کرده بودند آن ها مورد ارزشیابی قرار می گرفتند .

۴ ـ از ۱۹۱۶ تا ۱۹۵۰ میلادی

در سال ۱۹۱۶ میلادی آموزش علوم تحت تاثیر نظرات جان دیویی^[۲۱] قرار گرفت در این سالها دیوی کتاب دموکراسی و آموزش و پرورش را نوشت که از آثار تربیتی کلاسیک قرن بیستم شد و با دیدی پیشرو عمل گرایانه از آموزش و پرورش به عنوان نیروی بازسازی فردی و اجتماعی و میان مقتضیات فردی و اجتماعی توازن ایجاد کرد و آموزش علوم هم تحت تاثیر فلسفه پراگماتیسم قرار گرفت ( کانل،افشار ۱۳۶۸ ، ص ۳۱۹ ).

فعالیت‌های آموزشی او از خصلتهای غریزی و نگرش های کودکان سرچشمه می گرفت و یادگیری فعال و کسب تجربه بر همه چیز تقدم داشت ( صفوی ۱۳۶۵ ، ص ۵۵ ) .

در سال ۱۹۲۰ میلادی « کرگ^[۲۲] » در تحقیق خود پیرامون آموزش علوم این هدف را داشته است که برنامه ی علوم کودکان را متحد الشکل سازد و بر اساس کلیت دادن به مفاهیم قرار دهد به گونه ای که خود مرز بین رشته‌های مختلف تحصیلی از بین برود ، این امر سبب ایجاد طرح مفهوم دار در آموزش علوم شد ، طرحی که امروز همچنان کاربرد دارد و شامل مکان ، زمان ، دگرگونی سازگاری بنیابین و تعادل می‌باشد . مجموعه کتاب‌های درسی در زمینه علوم در مدارس ابتدایی ، بر اساس این طرح توسعه کرگ و همکارانش تدوین شد که بسیاری از مدارس از آن استقبال کردند ( اسپادک ،نظری نژاد ۱۳۷۴ ، ص ۱۷۱ ) .

سال ۱۹۳۰ میلادی تدریس علوم در مدارس واقعی آغاز شد و سبب توسعه آموزش علوم و تبدیل آن به یک بخش کامل پویا و محتوایی برنامه های درسی علوم ، در مدارس ابتدایی گردید این حرکت در ابتدای امر با کندی صورت گرفت اما بعدها از استقبال و حمایت روز افزون کشورهای مختلف جهان بهره مند گردید .

در سال ۱۹۳۲ میلادی تحولی در آموزش علوم در دوره ابتدایی رخ داد . انجمن ملی بررسی تعلیم و تربیت ، سی یکمین کتاب سالانه خود را که منحصراً درباره تدریس علوم در مدارس بود منتشر کرد . پیشنهاد این کتاب برنامه پیوسته علوم از کودکستان تا کلاس دوازدهم بود ( ویکتور،نوقابی ودیگران ۱۳۷۴ ، ص ۱۴ ) .

به طور کلی در این سالها ، برنامه های علوم دچار تحولات اساسی قرار گرفت و اگرچه تدوین و تالیف کتاب‌های درسی بر اساس یافته های روان شناسی صورت می گرفت و به تفاوت‌های فردی دانش آموزان توجه می شد و کوشش‌های زیادی در جهت برنامه های درسی فعال صورت گرفت ولی نتیجه این تلاش‌ها آن چنان که باید به بار نشست و وظیفه تحول برنامه های درسی علوم به دوره های بعد محول شد .

سیر تحولات برنامه های درسی علوم در فاصله سال‌های ۱۹۱۶ تا ۱۹۵۰ میلادی دارای ویژگی های ذیل می‌باشد :

۱-۴-هدف از آموزش: از سویی به جنبه‌های تکنولوژی و عملی علوم و از سوی دیگر به آماده کردن دانش آموزان برای کارهای عملی و حل مسائل روزانه زندگی اهمیت داده می شد.

۲-۴- محتوای برنامه ها : برنامه های درسی کلا تغییر کرد و از دانشمندان علوم محض به معلمان سپرده شد و تدوین و تالیف کتاب‌های درسی بر اساس یافته های روان شناسی صورت گرفت و به تفاوت‌های فردی و میزان استعداد دانش آموزان توجه می شد .

۳-۴-روش آموزش : روش سخنرانی اهمیت کمتری پیدا کرده بود و به تدریج فعالیت‌های آزمایشگاهی بیشتر شد و در نتیجه بیشتر به کشف مطالب به وسیله دانش آموزان اهمیت داده شد .

۴-۴- شیوه ی ارزشیابی : اگرچه در شیوه ارزشیابی تحولاتی صورت گرفت و با توجه به جنبه‌های حیطه شناختی « فهم » ، درک ، ترکیب و قضاوت تنظیم می شد ولی در عمل ، ارزشیابی دانش آموزان تا حدود زیادی به میزان سنجش معلومات آن ها توجه داشت(همان منبع،ص۱۷۹).

۵ ـ از ۱۹۵۰ تا ۱۹۸۰ میلادی

در سال ۱۹۵۰ میلادی ، برنامه های واقعی و قابل قبول علوم دبستانی کمتر به چشم می‌خورد و برنامه های عملی مدارس ابتدایی عمدتاً شامل درسهایی بر مبنای گفتار معلم و خواندن دانش آموز بود که در آن ها از کتاب درسی به عنوان وسیله ای برای یادگیری واقعیت ها و برخی از اصول علمی استفاده می شد حجم کارهای آزمایشگاهی سودمندی که در سطح ابتدایی ادامه می شد نیز بسیار محدود بود( جمعی از صاحب نظران و کارشناسان یونسکو ، ۱۳۶۵، ص ۷۸ .

در سال ۱۹۵۷ میلادی نقطه عطف تحول آموزش علوم بود که فرایند علوم اطلاعات اساسی پیدا کرد . در این سال روس‌ها توانستند اولین سفینه فضایی خود به نام « اسپوتینگ^[۲۳] » را به فضا پرتاپ کنند این امر موجب شد ‌آمریکایی‌ها که خود را در این زمینه نسبت به روس‌ها عقب مانده تر احساس می‌کردند در برنامه های عمومی آموزش علوم و روش تدریس آن تجدید نظر کنند و از همین جا است که حمایت بی دریغ سازمان‌های دولتی و مؤسسات خصوصی از برنامه های وسیعی که به منظور توسعه و گسترش آموزش و فراگیری علوم در مدارس طرح ریزی شده بود شروع شد. چنان که در ایالت متحده آمریکا ، دانشگاه ها ابتکار عمل را در دست می گیرند . آن ها با شگفتی تأیید می‌کنند که کتاب‌های درسی علوم از ابتدای قرن تاکنون تغییرات اساسی نداشته است و بیان می‌کنند که علم به صورت مجموعه ای از واقعیات تغییر ناپذیر ارائه شده است و روحیه اکتشاف با همه لزوم خود وجود نداشته است میلاره- ژان ویال، شجاع رضوی ۱۳۷۱، ص۳۸۰). به همین منظور کنفرانس « ودرهول^[۲۴] » تشکیل گردید و نتیجه کنفرانس کتابی بود به عنوان « فرایند آموزش و پرورش » که به وسیله ی « برونر^[۲۵] » انتشار یافت که خطوط کل تحولات آموزش علوم و برنامه های درسی را در سال‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی روشن کرد و آن ها عبارت بودند از :

الف ـ مرتبط بودن محتوا و ‌هدف‌های‌ آموزش علوم بر حسب ساختار رشته ها و فرآیندهای آموزش علوم می‌باشد .

ب ـ روش آموزش بر اکتشاف و پژوهش در امر یادگیری تأکید می‌کند ‌به این معنی که یادگیرنده باید در امر یادگیری به طور فعال شرکت داشته باشد.