自然科学教育从生产实践中分离出来，成为学校教育的重要内容，是推动近代学校教育迅速发展的内在动力。随着生产力的发展，人们对自然现象及其规律的认识不断深化，使自然科学逐步从生产实践过程中分化、独立出来，尤其在数学和天文学领域发展较快。但在自然科学先是隶属自然哲学，后又依附于神学的时代，不仅阻碍了自身的发展，而且大大削弱了其对学校教育的影响。文艺复兴运动使自然科学冲破了宗教神学的桎梏，并获得迅猛发展。“随着资本主义生产的扩展，科学因素第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用，并体现在生活中。其规模是以往的时代根本想象不到的。”正是这样的时代，要求资本主义的学校教育既有培养统治人才的任务，又有培养生产技术人员的任务，自然科学的教育内容被广泛引入学校，代数、三角、物理、化学、生物等科目逐渐成为学校的必修学科。从下面一张表中，可以看出文艺复兴时期和在这个时代影响下的后来几个世纪里，自然科学普通发展，总结人们知识成果的学科不断增加并日益分化。
自然科学教育在学校教育中的地位逐步确立并加强，引起了学校教育形式、教学方法、教学手段的相应变化。班级授课制，实验、演示、实习等教学方法以及幻灯等教学手段被广泛地采用，进一步推动学校教育自身发展。在中国，从19世纪下半叶开始，随着新的生产力的出现和西方自然科学的大量引入，学校课程除传统学科外，也增加了算术、地理、博物、物理、化学、农业等自然科学课程。