19世纪中期，随着各种自然科学的进一步发展并逐渐成为社会生活所必需，以及进化论的提出，强调科学知识和重视自然科学教育已成为时代的精神，自然科学知识逐步在学校教育课程中占据重要的位置。近代科学教育进入了一个新的时期，兴起了一场规模颇大和影响广泛的科学教育运动，继“科学教育之父”培根（F. Bacon）之后，对传统的古典人文主义教育进行了又一次尖锐的批判。英国教育史学者劳森（J. Lawson）和西尔弗（H. Silver）指出：“这场科学教育运动是通过19世纪五六十年代诸如赫胥黎这样的人士以及斯宾塞的《教育论》的出版而开展的。这是19世纪为把现实主义和科学引入学校教育领域中的一次最激烈的斗争。”[2]
19世纪以后，社会进步和工业化的进展促使自然科学发展愈来愈快，各种发明创造日益增多。例如，自然科学领域的三大发现：能量守恒和转化定律、细胞学说、进化论等；又如，汽船（1807）、听诊器（1819）、蒸汽机车（1830）、收割机（1834）、电报机（1837）、海底电缆（1842）、麻醉剂（1844）、缝纫机（1846）、煤油灯（1853）、打字机（1868）、电话机（1876）、白炽电灯（1879）、无线电（1897）等。人们力求把它们应用于生产劳动、交通运输和社会生活等方面，从而极大地促进了生产力的发展，推动了社会的前进。所有这一切标志着19世纪是科学和发明大发展的时期，而被世人称为一个“不可思议”的世纪。到19世纪中期，科学发展与工业革命已经在一些欧美国家的社会生活中引起了很大的变化，同时也波及了学校教育。
尽管传统的古典主义教育自文艺复兴时期后在相当长的时期内影响着欧洲国家的学校教育，在学校教育领域内占据着统治地位，但是，从近代科学教育的发展来看，自培根的时代起已取得了缓慢的但是稳固的进步。在19世纪的德国和美国，科学知识早已进入学校教育课程之中。在高等教育方面，德国的格廷根大学、基森大学以及其他一些大学在18世纪末19世纪初已设立了科学讲座和实验室；美国的一些大学的课程也开始趋向科学，并创设了专门的科学院，科学由一般介绍逐渐发展为占据主导地位。在中等教育方面，德国的实科中学在19世纪后地位日趋巩固并为政府所承认；美国的中学更加重视科学的教育，增设科学课程，扩大自然科学的内容，包括物理学、化学、动物学等，并改进教学方法。在初等教育方面，德国和美国的小学从19世纪初起已普遍有实施初步科学教育的倾向，例如，美国早在1837年就发行了第一本供小学生使用的生理学课本。
然而，就英国而言，虽然19世纪40年代已基本完成工业革命，到19世纪中期工业生产进入蓬勃发展的时期，并在世界市场上占垄断地位，对外贸易已深入到世界的所有地方，但是由于英国喜欢保护过去的陈规陋习，传统的古典主义教育势力特别强大，因此，与德国和美国相比，英国社会忽视科学知识和科学教育，古典人文主义仍控制着学校教育，各级学校的科学教育的实施情况是十分糟糕的。至于在关系到国家发展和经济繁荣的应用科学方面，英国就更为落后。总之，当时英国教育制度的缺点在于：“它为了花而忽略了植物，为了想美丽就忘了实质。”[3]人们总是习惯于把古典语言和学科看作最有价值的知识。在高等教育方面，虽然在18世纪中期，剑桥大学已设立了一些自然科学讲座，但各种自然科学及实验室的工作直至19世纪中期始行输入，一直到1869年科学课程才在牛津和剑桥大学里被肯定下来。可以说，英国大学的教育表现出一种与当时的科学进步和教育改革的精神极不相称的状况。1850年，英国的皇家官员们在关于牛津大学情况的报告中指出：“正如一般所公认的，牛津大学和整个国家都因缺乏一些把自己的生命献给科学的研究和具有科学教育倾向的学者，而极大地遭受了损失。有深刻研究的书籍在牛津大学发行得那么少的事实，实质上削弱了它作为一个学府的特点，因而也阻碍它继续受到国家的重视。”[4]因此，“多数的英国大学生仍停留在……对科学教育的基础知识一无所知的状态上。”[5]就中等教育来说，英国的中学也没有因工业革命以及经济上的变化而有所改变，对科学知识没有什么兴趣，课程与科学之间几乎没有什么关系。除了教略多一些的阅读和书写外，就是在“古典学科”标题下所包括的科目。它们的“共同特征是拉丁文和希腊文的教学占统治地位。消耗在拉丁文和希腊文教学上的时间达全部教学时间的三分之二”。[6]直到1868年，大约有750所受政府资助的中学没有提供科学学习。当一位中学生毕业时，他可能还从来没有听到过近代地理、近代历史和近代文学等科目，更不要说近代自然科学方面的科目。“他可能从来没有听说过地球围绕着太阳旋转”。[7]“装饰主义”的传统习惯势力在学校教育领域中是如此的强大，以致“一些被发觉把希腊文学中人名的重音读错就会脸红的人，或是认为说他不知道一个半神话人物的传说事迹就是受到侮辱的人，却毫不羞愧地承认不知道欧氏管在哪里，脊椎神经有什么作用，正常脉搏是多少次或肺是怎样充满空气的”。[8]至于初等教育，它的书生气太足，注重实际太少，一直到1865年还没有任何方面与科学知识的新世界有联系。这些情况都充分说明了当时英国的大学和普通学校的课程中严重地存在着轻重倒置的情况，使得“一个男孩，在他整个一生，十之八九用不到拉丁文和希腊文”，但他还“必须硬背拉丁文和希腊文，也不是因为这些语文有实在价值，而是免得他因不懂这些而丢脸，是为了使他受到‘绅士教育’，是因为这标志着某种社会地位，并且因此能受人尊敬”。[9]因此，正如英国教育史学家鲍恩（J. Bowen）所指出的：“科学仍是学校课程中最被忽视的领域。由于在物理学、化学和其他自然科学方面已取得的进步以及对以经验为根据的研究方法的日趋重视，这个问题显得更突出了。”[10]
当然，也应该看到，自然科学的迅速发展和工业技术的巨大进步客观上也影响着英国的社会和学校教育，促使它不得不随着时代的潮流而进行一些变革。例如，皇家化学学校（1845）和采矿学校（1851）的成立。又如，1848年在爱丁堡开办的一所中等学校，其课程内容就包括有地理、数学、物理学、化学、生理学和博物学等；此后，在伦敦、曼彻斯特、伯明翰、利物浦等城市也陆续开办了这样的学校，为把科学知识引进学校课程中做了实际的努力。在这个推进科学知识和科学教育的运动中，值得一提的是1853年英国议会成立了“科学与工艺局”，使得科学与工艺教育的发展开始受到了政府的资助和促进。1859年后，凡是设有物理学、化学、动物学、植物学、地质学、矿物学或其他应用科学的班级和学校，都由“科学与工艺局”给予一定的津贴。
然而，“在19世纪中期，科学和技术教育的缺乏已成为一个严重的问题”。[11]因此，在当时英国就是否应该实施科学教育的问题进行了争论。这种争论，大约是在19世纪三四十年代开始的。实际上，在19世纪前半期，随着近代科学教育的发展，在欧洲的一些国家里，就存在着截然相反的两种主张：一种主张强调科学的进步要求改革学校教育和促进科学教育实施；另一种主张则是维护自文艺复兴时期以来一直影响着欧洲国家学校教育的古典主义教育传统。这两种主张之间展开了论战。由于英国的国情，这种论战比其他国家更为激烈。斯宾塞在他的《自传》中曾这样写道：当他的那篇题为《什么知识最有价值？》的论文发表时，“论文中最主要的论点，即古典语言和学科的教学应该让位于科学的教学，在十个有教养的人中间有九个人认为这简直是荒谬的”。[12]这场涉及大学、中学乃至小学教育的广泛争论，实质上是关系到科学知识与古典语言和文化的价值和重要性问题。就其源头来说，自培根的时代就已开其端。
1859年，英国著名生物学家达尔文（C. R. Darwin）的《物种起源》（Origin of Species）一书问世，提出了进化论，这不仅是世界科学史上的一件大事，而且对英国思想界和教育界产生了极大的影响。因此，在英国的这场论战中，一些英国思想家和社会人士，其中有不少人具有广博的科学知识和享有较高的科学声誉，例如，斯宾塞、赫胥黎、植物学家边沁（G. Benthan）、物理学家和化学家法拉第（M. Faraday）等，积极提倡科学知识和科学教育。其对立面是曾任都柏林天主教大学校长的纽曼和以他为代表的顽固维护传统的古典人文主义教育的保守派。提倡科学知识和科学教育的人士对古典人文主义教育的传统知识观和教育观进行分析批判，强**育改革趋向科学的思想，并领导了实施科学教育的运动。在他们中间，最杰出的代表人物是斯宾塞和赫胥黎。斯宾塞曾写了一系列关于教育问题的论文：题为《智育》的论文发表在1854年5月号的《北不列颠评论》上，题为《德育》和《体育》的两篇论文分别刊载在1858年4月号和1859年4月号的《不列颠季刊》上，最著名的一篇论文《什么知识最有价值？》则发表在1859年7月号的《威斯敏斯特评论》上。这些文章直接论述了科学知识的价值和在学校教育中的重要性，以及如何对学生进行智育、德育和体育，笔调是尖锐而激烈的。这四篇论文后来于1861年以《教育论》（Education： Intellectual，Moral and Physical）为题成书出版，而闻名于世。赫胥黎不仅参加科学教育实践活动，而且就科学教育问题发表讲演和撰写论文，积极提倡科学知识和科学教育思想。这些讲演和论文于1893年以《科学与教育》（Science and Education）为题成书出版，并得到广泛的传播。
在19世纪英国科学教育运动中，斯宾塞和赫胥黎尖锐地批判传统的古典主义教育，强调科学知识和科学教育，推动初等教育、中等教育和高等教育的改革，而成为英国科学教育思想的杰出代表人物。当时美国哈佛大学校长埃利奥特（Charles W. Eliot）曾指出：斯宾塞是“一个真正的教育先锋”。[13]当代英国教育史学家柯蒂斯和博尔特伍德则指出：“赫胥黎全身心地投入了为科学教育的斗争。”[14]赫胥黎本人也在他的《自传》中写道：他一生努力追求的目标，就是“促进自然科学知识的发展，尽我所能去推动科学研究方法在生活的一切方面的应用……”以及“普及科学知识，发展和组织科学教育”。[15]
毋庸置疑，斯宾塞和赫胥黎的科学教育思想与实践，使他们在近代科学教育发展中占据了十分重要的地位。继培根之后，他们又一次对传统的古典主义教育进行了有力的挑战和无情的抨击，使先于他们的学校教育改革工作有了一个新的重点。斯宾塞在《教育论》一书中提出了“科学知识最有价值”的卓越见解，制订了以科学知识为核心的课程体系，极大地有利于科学知识在学校课程中地位的巩固，因而成为自弗兰西斯·培根试图创立一个在科学范围给全人类带来知识的制度以来，完成了这个任务的第一位英国哲学家。赫胥黎在《科学与教育》一书中批判传统的古典主义教育，对新的自由教育观和科学教育观以及理想的大学和技术教育做了精辟而深刻的论述，不仅对近代科学教育发展起了很大的促进作用，而且富有创新的精神。他从前辈和同时代人那里汲取了养料，但他的思想和预见又高于同时代人而闪烁其光辉。
尽管斯宾塞和赫胥黎在论述科学知识与科学教育时不可避免地表现出历史观和哲学观的局限，例如，主张科学和宗教是可以调和的，认为科学的训练也提供了宗教的训练等，然而，应该看到，斯宾塞和赫胥黎的科学教育思想在当时适应了工业革命后英国资本主义经济迅速发展的需要，也适应了社会发展和时代进步的客观要求。作为一种新的教育精神，英国科学教育思想无疑是工业时代发展的必然产物，闪烁了时代的光辉，推动了学校教育的改革。美国教育家、当时的哈佛大学校长埃利奥特曾对斯宾塞做过这样的评论：斯宾塞的“思想在一个惊人的工业**和社会变革中浮现出来，必然涉及很广泛和很深刻的教育改革”。[16]美国教育史学家孟禄（P. Monroe）也对赫胥黎做过评论：赫胥黎“在为使教育的实际范围扩大到自然科学而斗争方面超过了任何其他的英国人”。[17]当然，如果把斯宾塞和赫胥黎两人做一比较的话，不难发现，赫胥黎作为第一届伦敦教育委员会的成员以及作为大学教授、科学教育问题的讲演者和作家，在科学教育实际方面所做的工作显然要比仅仅通过自己的《教育论》一书而闻名的斯宾塞多。
在19世纪科学教育运动中产生并得到广泛传播的英国科学教育思想，反过来又对19世纪英国科学教育的发展产生了直接而积极的影响。由于科学教育运动的发展以及科学教育思想的传播，因此，英国各级学校教育实践开始起了一个根本性的变化，科学实验的教学开始介绍进学校，自然科学在学校课程中逐渐占据了重要的位置，许多科学课程采用了实物教学的方式来进行，教育理论界也开始承认科学教育对所有发展阶段的儿童来说都具有重要的意义。1867年，不列颠协会（The British Association）曾发布一份年度报告，提出了许多关于科学教育的建议，其中明确指出：“一个受过教育的人，如果对科学知识一点也不了解，那他就会处于不利的境地。”[18]这份报告还对科学知识和科学训练做了区分，指出科学知识包括初等天文学、地理、自然历史、自然哲学等，科学训练则包括实验物理学、初等化学、初等植物学等，从而为中学的科学教育提供了一个有益的框架。1868年，负责公学调查的克拉伦顿委员会（The Clarendon Commission）在给一个科学团体的信中写道：“在正规的学科课程中引入自然科学，正是人们所期望的，而且也没有任何的理由怀疑它的可行性。”[19]皇家科学教育和科学促进委员会（Royal Commission on Scientific Instruction and the Advancement of Science）1875年发表的报告也指出：小学高年级学生应该受到更多的科学教育以及师范学院的课程计划应该更有利于提供为科学教育做好准备的教师，并要求科学与工艺局和教育局尽可能地协调工作。因此，在19世纪后半期，开始出现提供科学和技术教育的新大学和多科性技术学院，强调应用科学和技术学科的教学与研究。1881年帝国科学与工艺高等学校以及1890年皇家科学学院的成立，也反映了英国高等教育趋向科学学习的变化。至于中等和初等教育，所有的学校都开始承认科学知识的重要性和地位，并设置科学课程和提供科学教育。
此外，皇家技术教育委员会（Royal Commission on Technical Instruction，1881—1884）和全国技术教育促进协会（National Association for the Promotion of Technical Education，1887）的成立表明了英国政府对科学教育和技术教育的进一步重视。1884年，皇家技术教育委员会曾发表报告，提倡在学校教育中应该采用更多的实物教学、更多的工艺工作以及更多的农业，要求在师范学院里能提供更多的科学与工艺教学。在这份报告发表5年之后，英国议会通过和颁布了《技术教育法》（Technical Instruc-tion Act，1889）。因此，从1890年起，英国政府对科学和技术教育提供了更多的资助。
总之，英国科学教育思想在19世纪科学教育运动中越来越为更多的公众所理解和接受，使科学知识从19世纪后半期起引入英国学校课程中，并逐渐建立起以科学知识为核心的课程体系。毫无疑问，以斯宾塞和赫胥黎为代表人物的英国科学教育思想，进一步推动了学校教育的改革，促进了学校科学课程的趋向，为科学教育真正在学校教育领域中占据主导地位打下了坚实的基础。
英国科学教育思想对其他欧洲国家和美国也产生了很大的影响。斯宾塞的《教育论》一书曾在美国拥有最广泛的读者。美国第一位教育学教授、密歇根大学的佩恩（W. H. Payne）在1886年写道：“自卢梭（J. J. Rousseau）的《爱弥儿》问世以后，最有用和最深刻的一本教育著作肯定是斯宾塞的《教育论》。”[20]赫胥黎在1876年应邀访问美国时，曾受到了极为热烈的欢迎。一位美国记者曾这样写道：“整个美国由于赫胥黎在秋天将要访问我国的消息而振奋起来。我们对他的欢迎场面，将大大地超过对威尔士王子以及他的贵族随员和公爵们的欢迎。”[21]可以说，随着斯宾塞的《教育论》和赫胥黎的《科学与教育》在欧美国家的出版发行，英国科学教育思想在世界范围内得到了进一步的传播，并对世界上许多国家和地区的学校教育产生了重要的影响。就这一点而言，19世纪英国科学教育运动以及英国科学教育思想是具有世界性意义的。