人类的教育观念已发生了大的转变，新老教育观念正在更替中。三百多年前现代实验科学始祖英国人弗兰西斯?培根提出"知识就是力量"，强调学校应传授百科全书式的知识，强调"知识教育"。这种教育思想风行了二、三百年，时至今日还有许多人的教育观念仍然停留在单纯强调知识的固有模式中。二十世纪初，一些著名的科学家就已经提出"重要的不是获得知识，而是发展思维能力"（劳厄），"想象比知识更重要"（爱因斯坦），强调"能力教育"。这种思潮到二十世纪中叶成为教育思想的主流，尽管有的人还停留在知识教育上，而有的人则已经转向探索新思想一素质教育了。进入八十年代，世界各国的教育都面临着新技术革命的挑战，迎来了改革的机遇。1985年美国提出2061计划，超前规划美国公民需要进行科学扫盲，出现了STS（科学、技术、社会）式的中学教科书。英国中学课程也出现了与过去的学科式大纲完全不同的，以社会热点为中心的大纲。从世界教育思潮的发展，我们有理由相信，素质教育是一种新的教育观念，是人类对知识的认识发生根本性的转变引发的变革，是科技发展提出的新人才观的折射。
科学技术的发展使普通公民无时无刻不与科学技术相接触，科学文化的普及迫在眉睫。科学技术承担的社会责任，需要教育的作用来保证。未来科学技术的发展既可能为人类社会带来繁荣和进步，也可能给人类社会造成灭顶之灾，关键在于个人与社会使用科技成果和产品时的道德、伦理、文化等价值观的取向。显然，要取得正确的道德、伦理、文化价值观，惟有依靠教育，尤其是面向青少年的基础教育。
世界经济的变革和科学技术的迅猛发展，加速各个学科的相互渗透和融合，使各门基础知识发生了根本性的变化。教育思想由单纯知识教育向综合素质教育的转变，则是当务之急，它既适应了世界教育思潮，又符合当前经济和科技变化发展的新形势。作为肩负着为二十一世纪培养合格的中学教师和各类专业人员重任的高师教育，必然面临着这种转变教育观念的严峻挑战。
科学是人类文明进步的阶梯，是社会经济发展的决定性力量。科学对人类的作用，不仅体现在发展社会生产力上，而且体现在陶冶和升华人类的理性精神，提高人类的认识能力和认识水平上，科学素质的高低，直接决定民族素质的高低。
科学素质是思想品德、文化科学、劳动技能、身体心理等素质中的一部分，是指人们在获得和应用科学知识的过程中表现出来的内在品质。我认为科学素质的核心应当是科学方法与科学思想，因为科学就是以其独特的方法和思想为特征的。所谓科学思想就是要树立辩证唯物主义的世界观和严谨、求实的科学进取精神，认识事物发展的客观规律，并利用这些规律为人类造福。良好的科学素质要有对人类和社会的爱心和使命感，必须能够接受实践的检验，因而经验和实证是其不可缺少的支柱。
如何培养学生的科学素质，首先，教师应转变教育观念，不能把教学仅仅看成是传授知识，应注重知识点与科学技术、社会生活的联系，使学生从科学、技术和社会的相互联系与作用中建立良好的思维结构。
在物理学的教学中，应将物理学的内容与物理学的发展史结合起来，使学生在学习中不仅学到物理知识，而且能循着物理学发展的脉络感受到物理学的发展给人类和社会发展带来的巨大变革。这样，既激发了学生学习的积极性、主动性，也从中领悟到了科学家研究、解决问题的方法、严谨求实的学风，坚韧不拔的毅力，这对学生科学素质的培养、辩证唯物主义世界观的形成是有益和重要的。
科学方法不同于非科学、反科学的方法，是实证的方法论。科学的方法很多，集中的体现是实验，科学实验是自然科学中各门类课程的一个重要的教学环节，没有实验也就没有科学。实验教学是学生在教师的指导下独立自主地获取知识的学习过程，与课堂教学相比，学生在实验教学中具有更大的独立性、自由性和探索性，在实验教学中可以培养学生的观察能力、独立操作能力、分析判断能力以及对研究过程和结果的表达能力。当然，科学实验与科学知识体系之间存在一个辩证的关系。科学实验总是要以原有的科学概念或观念为基础的，科学实验的目的是验证或发展科学的概念、概念体系或观念。科学的对象是认识自然，科学是对客观世界（物质运动形式）的知识体系，单说这一点还不是科学。自古人类就在认识自然，然而不用科学方法和思想，不用科学论，不用实验的方法，得出的不是科学而是宗教邪说。因而，不进行科学方法与思想的教育，单单传授知识，就难免许多人把知识当教条，更难免许多人日后会抛弃科学接受宗教邪说。李洪志传播的邪教"法轮功"不仅能在社会上轻而易举地蔓延，而且能在传播现代科学文化知识的校园中找到土壤，这一严峻的事实为我们每个人敲起警钟。为什么会有人相信"水变油"的骗术，相信水变油的人似乎并非都是没有学过化学的"科盲"，有的甚至还是化学工作者或化学教育工作者。但是他们或许没有真正懂得什么叫科学的预言，不懂得为什么科学具有预见性，不懂得科学如何对待未知事物，不懂得什么叫实验或怎样进行科学实验。固然中学课程里多数知识是间接的知识，不可能每一个知识点都去从头认识，向学生交代它是如何得来的，有许多知识来源，中学生的认识水平和教学条件也不允许去重复、去讨论。但是，我认为，谈到素质教育，说到底，仍然不应忘记科学课程最根本的任务是教给学生科学方法论。
传统的实验教学把实验课仅仅作为验证理论的课程，教学模式单一，所有的实验都是按教材预习，对照教材做实验，依据教材写实验报告，做实验只能在教师的指导下，按教材所列的步骤，按部就班地操作，学生完全处于一种被动的学习状态，这种死板的实验方式和方法，最多也只能起到验证课堂理论，巩固课堂知识的作用，根本起不到对学生科学能力的培养，更谈不上培养学生的创新意识。面对21世纪的人才需求，必须改革现行的实验教学内容和教学方法，开设设计性、综合性实验题目，把培养学生的创新精神，创新能力置于实验教学活动中。
真正意义的科学实验并不是只有科学家在高级设施的实验室里才能进行的。记得有个教育家曾经在幼儿园做实验，把幼儿分成组，给他们多色花的种子，令他们在沙土、粘土、有光照、无光照、常浇水、不常浇水、施肥、不施肥等等不同条件下去让种子发芽生长，直到植物开花，进行系统观察和记录，最后让幼儿们去讨论：为什么有的开白花有的开红花？为什么有的开花多有的开花少？为什么有的健壮有的瘦弱？如此等等。结果证明，幼儿们经过教师引导最终是能够明白其中的奥妙的。北京有一所中学，组织学生们对口香糖加热或埋进土里，扔进水里，进行生物化学分解的实验，结果发现有用水泡过夜也不能令口香糖基质全部溶解。学生们在教师指导下把实验结果总结成一篇小论文发表，引起环保部门和市政机关高度重视。最近美国有人申请了蛋白基新型可吞食环境友好口香糖专利，如果我们的学生更懂得思考如何去创造，哪怕在将来，我们也会感到欣慰。这些例子说明，科学实验教育并非一定要以高技术为条件，关键是教师究竟懂不懂什么是科学实验，有没有把教给学生科学实验方法列为教学目标。
科学精神和科学价值的教育有助于培养学生的独立精神，求实精神，克服困难的勇气，有利于培养学生正确的世界观和价值观。这就要求一个教师要有很高的精神境界，有丰富的背景知识，有高超的教学艺术。
当今世界，科学技术突飞猛进，国力竞争日趋激烈。国力的强弱越来越取决于劳动者的素质，取决于各类人才的质量和数量。我国作为最大的发展中国家，八十年代以来，逐步把素质教育摆到教育改革中的重要日程。1985年之后颁布的一些重要文件，如《中共中央关于教育体制改革的决定》、《中华人民共和国义务教育法》都强调提高民族素质是教育的根本任务。进入九十年代，特别是1993年2月《中国教育改革和发展纲要》发表后，素质教育这个概念风行起来了。后来在1994年发布的《中共中央关于进一步加强和改进学校德育工作的若干意见》中把素质教育提高到适应时代发展和社会进步的高度，认为素质教育是建立社会主义市场经济体制的迫切需要。
一九九九年六月，中共中央，国务院召开了改革开放以来第三次全国教育工作会议，这是一次深入学习贯彻党的十五大精神，进一步落实科教兴国战略的重要会议。会议强调"我们必须把民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。教育在培养民族创新精神培养创造性人才方面，肩负着特殊的使命。"会后，党中央国务院作出了《关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》。这是向全体教育工作者发出的动员令，标明了我国的教育改革与发展开始进入一个以全面实施素质教育为标志的新阶段。
"文革"后我们国家恢复了高考制度，高校教育重现生机，二十多年来为国家的社会主义建设培养和输送了大批人才。但随着近年来的情况发展来看，原有的单纯的"知识教育"又进一步走向"应试教育"的死胡同，高考本身也出现许多困惑和误区。本应生机勃勃的青少年为了挤进大学这座"象牙塔"，终日拚死拼活，不仅扼杀了天性，而且摧残了身体。而一旦入了大学，不少人又完全放松自己，一些不健康的东西甚至心理障碍不断产生。这种局面已严重阻碍了青年一代的成长，到了非改变不行的地步。
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