إن العلوم كمادة دراسية تتضمن في جوهرها المفاهيم العلمية الأساسية، وأن دراسة البناء المعرفي لأي موضوع علمي تبدأ بإيضاح المفاهيم المكونة لهذا البناء لكونها أكثر ثباتاً واستقراراً من الحقائق، وبالتالي كان التركيز على تدريس المفاهيم العلمية من أهم أهداف التربية العلمية حيث تعد المفاهيم لغة العلم ومفتاح المعرفة العلمية وأنها لازمة لتكوين المبادئ وللتعلم الذاتي. وقد اهتمت البحوث والدراسات الحديثة بعمليات العلم وهي مجموعة مركبة من المهارات التي يستخدمها العالم في مواصلة تقصيه العلمي سعياً للوصول إلى المعارف وحل المشكلات. وقد انتقل مفهوم عمليات العلم إلى برامج التعليم تدريجياً بهدف الاهتمام بممارسة الطلاب للمهارات المتضمنة في هذه العمليات، ومن ثم تطوير قدراتهم على توليد المعرفة من خلال استخدام المهارات المتضمنة في تلك العمليات.