历史地看，20世纪前后国人对科学教育的价值取向有一个演变的过程，这一演变的路径如下：即从负向价值取向到正向价值取向，从物质层面的价值取向到思想层面的价值取向，从单一维度的价值取向到多元维度的价值取向，从社会救亡的价值取向到个人生活的价值取向。 从否定科学教育的负向价值取向到认同科学教育的正向价值取向。19世纪中叶以后，西方近代意义上的科学被逐渐引入中国。以坚船利炮为前导的西方文明，首先以“器”和“技”的形态呈现于晚清士大夫的眼前。鸦片战争之后的近代知识分子对西方科学的理解先从“器”和“技”层面开始。在“师夷长技以制夷”的主张中，西方的科学技术主要被理解为“器技”。在尔后的洋务知识分子中，科学逐渐由“器”和“技”提升为格致之学。在器与技的层面，科学技术的价值主要以物质文明的形态得到展示；随后以数学、电学、光学等为表现形式的格致之学则开始取得理论的形态。从“师夷长技”到“格致为基、机器为辅”，这已表明国人对科学的认识己超越了器与技的物质层面，使科学具有相对独立性的理论形态。对不依附于器与技的科学的认同，为科学教育价值的认同提供了历史的前提条件。顽固派极力否定科学教育，认为科学教育具有负面的价值，使当时的科学教育遇到了极大的阻力。他们“自命正人者，动以不谈洋务为高，见有讲求西学者，则斥之曰名教罪人，士林败类”（注：陈学恂主编：《中国近代教育文选》，人民教育出版社1983年版，第50页。）当总理衙门奏请同文馆学习天文、算学时（1866年），就遭到顽固派的责难，爆发了礼义之学与技艺之学的论争。顽固派从封建传统文化的价值观念出发，强调“立国之道尚礼不尚权谋、根本之图在人心不在技艺”。由此可见，科学教育在我国起步之际，顽固派以本能的抗拒心态否认科学教育的作用。但是，由于中西军事、政治、经济上的冲突，出于富国图强的历史需要，洋务派终究占了上风。19世纪60年代以后，洋务教育突破了传统封建教育的框框，以新的面貌出现在中国近代教育的舞台上，使中国近代的科学教育获得了初步的发展。科学知识被引进科举考试，1887年，在科举考试中添设算学一科。1905年，以四书五经为主要内容的科举考试废止。在近代洋务知识分子看来，学习西方科学的价值在于“以利于用”，科学教育能提高制造军事武器的技艺水平，以消除外来的军事威胁。科学教育的这一正向价值取向，对于19世纪末的中国启动科学教育起到了很大的推动作用，为科学教育在近代教育领地中争得了一席合法的地位。《清会典》记载有京师同文馆的教育内容，其中格致之学包括七大部分：力学、水学、声学、气学、火学、光学、电学；通过教学，要使学生懂得力的吸压之理、水的动静之性、声的响应之微、气的蒸化之方、火的腾热之方、光的回返之理、电的触引之捷。此外，考动植之学，以教树蓄长地力，蕃物类，节人工，亦皆格致之属焉。 从物质层面的价值取向到思想层面的价值取向。洋务知识分子对科学教育价值的理解，在相当程度上受到“中学为体、西学为用”观念的制约，他们认为科学教育的价值在于物质层面。自冯桂芬提出“以中国之伦常名教为原本，辅以诸国富强之术”（注：冯桂芬：《校邠庐抗议·采西学议》，见孙培青、李国钧主编：《中国教育思想史》（第3卷），华东师大出版社1995年版，第59页。）之后，“中学为体，西学为用”便成为洋务知识分子的普遍思维模式，同时也是洋务派办学堂、培养人才不可须臾背离的指导思想，所谓西学，首先便指西方的科学（格致之学），而所谓中学，主要指儒家的纲常名教。张之洞在《劝学篇》中提出：“中学治身心、西学应世事。”在洋务派看来，科学教育的价值在于它具有物质层面的“实用”的价值，他们没有也不可能意识到科学教育对人的思想与精神的影响。甲午战争以中国惨败告终，被迫向日本割地赔款，紧接着帝国主义列强掀起了瓜分中国的狂潮。外患的不断冲击，引起了近代思想界的强烈震荡。19世纪后期，维新派开始登上历史舞台。较之洋务派，维新思想家更多地将目光由形而下的器与技，转向到形而上的思想观念层面。与之相应，对科学的理解和阐发，也往往与世界观、思维方式、价值观念等相互融合。维新知识分子超越洋务派的中体西用观念，开始认识到科学教育具有社会思想启蒙的价值，严复可以说是其典型的代表。严复认为，科学教育能够变国人的“心习”，变的方向是尚实求真。科学是“吾国所缺乏而宜讲求者”，学习科学是“当务之急”，“中国此后教育，在最宜著意科学”。它“不独于吾国变化士民心习所不可无，抑且为富强本计所必需”。严复认为，科学具有改变“心习”（传统的价值观念和思维定势）的作用。他说：“欲变吾人心习，则一事最宜勤治，物理科学是也。……一切物理科学，使教之学之得其术，则人人尚实心习成矣。乌呼！使神州黄人而但尚实，则其种之荣华、其国之盛大，虽聚五州之压力以沮吾之进步，亦不能矣。”（注：严复：《政治讲义》，见王栻主编：《严复集》第2册，中华书局1986年版，第282页。）作为变的对象，“心习”主要是数千年来积累和沉淀的价值观念和思维方法。以严复为代表的维新知识分子认为，科学教育具有“炼心积智”、“变吾心习”、“黜伪崇真”的价值。严复的科学教育价值观对于一向以伦理道德空洞说教为圭臬的封建教育来说，是针锋相对的。相对于洋务运动时期科学教育物质层面的实用价值取向，以严复为代表的维新派在不同程度上认识到科学教育与人的精神世界有所关联。
