由于经院哲学和中世纪神学的影响，中世纪欧洲人文教育被严重束缚，传统的大学严重地阻碍了新科学与新知识的发展与传播，这引起了很多人文主义者的不满，他们投入到扭转局面的斗争中，着力推广古代优秀的古典文化知识。这场文艺复兴运动要求以“人”为中心，而不是以上帝为中心。这个时期的人文教育强调用古希腊时代的文学艺术——人类思想与生活都处于自由状态的时代遗留下来的文化精神产品，培养善于处理公私生活，通达人情世故，精通生活艺术的绅士。整体教育目标是以人格发展为核心，进而促成人的全面和谐发展。这种人文主义文化、教育思潮打破了经院哲学，特别是神学对高等教育的垄断，引发了中世纪大学的改革，促进了人性的解放。与此同时，这种人文主义思潮反过来推动了自然科学的发展。可以说，正是由于文艺复兴的出现，才扭转了几千年来科学仅仅只是神学附庸的地位，为科学的发展扫清了意识形态上的束缚。从教育发展的角度来看，这也为自然科学被引入大学并进行卓有成效的研究提供了条件。
之前学术界的主流观点认为，中世纪大学里并没有科学研究，更谈不上推动自然科学的前进，不过，随着大量新文献资料的出现和研究的深入，可以发现：其实在中世纪大学里是存在科学研究的，并在大学中进行自然科学的讲授，这充分证明了那个时代科学教育的存在。这种科学教育的发展也是以科学技术的发展及自然哲学的兴盛为基础的。在中世纪大学中，在科学教育的发展中，能够起到巨大作用的是“四艺”——算术、几何、音乐和天文学。
在中世纪，算术这门学科取得了长足的进步，在大学中开设的课程中包括了众多的算术学科教材，如：波依休斯的《论算术原理》、亚历山大的《量的计算》和萨克罗博斯科的《十进制》等等。这些著作一方面推动了学科自身的发展，另一方面，也凸显了这门学科的意义，特别是其实际作用。“当培根为数学科学唱赞歌，并被它们是为基督教辩护的一个潜在武器时，他正思考着它们在地理学上的用途——地点的纬度和经度的传教价值，以及十个部落和反基督教者所在的地方—而不仅仅是历法上的用途。”。
几何学同样在这一阶段获得了巨大的发展，除了约旦·奈莫拉里乌斯的《论三角形》之外，还有欧几里得的《定量与格》和《几何原理》，另外，热拉尔、赫尔曼和阿德拉特翻译了大量译著。这些成果不仅在理论上比较完善，而且在实用性上也具有较高的价值。而实用的几何学研究成果都会被应用到天文学、光学、静力学等领域。例如，有很多学者对欧几里得进行研究是为了研究《天文学集成》，就像罗伯特所表示的那样“它是我们研究的根本目标”；同样，几何学的发展也极大地推动了光学，特别是在13世纪之后，经过罗吉尔·培根、罗伯特·格罗斯泰特、威特罗和佩克汉姆等人的推动，光学达到了中世纪的顶峰。
音乐是文学课程的重要组成部分，音乐教学以波依休斯的《论音乐原理》为主要教材，这种情况蔓延于整个中世纪，特别是在牛津大学，1431年就明确了波依休斯在大学中的地位，在1564年—1565年伊丽莎白颁布的章程中又进行了确定，这种状况一直延续到19世纪。这种状况在当时的欧洲非常普遍，而大学对于音乐的重视也推动了音乐这门学科的发展。音乐教育一方面为天文学的发展提供了想象的空间，创造就愉悦的条件，因为音乐认为宇宙中任何部分都有自己的曲调；另一方面，音乐教育体现出人文教育的信条，陶冶了人的心灵。
古希腊开始，西方就对天体进行了很多的探究。在宗教背景之下，天文学的发展主要是为了满足宗教的需求，特别是为了解释《圣经》而存在的。在中世纪，天文学取得了丰富的理论成果，如萨克罗博斯科的《论天体》和《计算》，特别是《论天体》中记录了当时天文学的精华。这些理论成果在中世纪大学中得到了很好的传承，早在1394年，克拉科大学就可设了独立的天文学。另外，这一阶段，一批天文研究所需硬件也被发明出来，如赤道仪、仪器象限仪等，这些硬件更加快速地推动了天文学科的发展。这些天文学领域中取得了成就也为哥白尼的突破性研究打下了坚实的基础。
亚里士多德的自然哲学也是当时大学科学教育的一个重要特点。这种理论之中主要包括动植物学、地理学、物理学，自从13世纪占据了大学课程的中心以来，自然哲学就一直引起很大的争议。有人认为这门学科与《圣经》有明显的冲突，所以极力反对将自然哲学纳入到大学教育体系中，比如，巴黎大学中主干课程就是形而上学、心理学和道德哲学；而在牛津大学，自然哲学则处于支配地位，并且伴随着天文学与数学的发展。自然哲学这门学科正是在牛津大学取得了突破性的进展，这种发展是建立在格罗斯泰特及其弟子们在数学以及科学领域中的贡献。学科发展的开端是托马斯·布拉德沃丁的研究，在其代表作《均衡论》中，他凭借新数学工具，把关于运动物体速率的相关研究发展成为与中间阻力成反比、与运动力成正比的观点。他的研究为其他学者的研究提供了前提条件，如牛津大学默顿学院的学者们就将运动物体在速度上出现的各种变化系统抽象为数学法则。学者们还提出了一系列力学术语和数学方法，并沿用至今。
虽然，亚里士多德更为看重定性分析，这导致其后的传承者们缺乏定量研究的基础，不过，中世纪的学者以及开始向以计算和测算作为基础的物理学迈进。在14、15世纪，自然哲学以及逻辑学的影响通过西班牙和意大利的文学院以及在北欧新涌现出的大学而得到拓展。自然哲学为17、18世纪自然科学的大发展奠定了坚实的基础。自然哲学的大发展也离不开中世纪大学所做出的贡献。就如同后来的学者所指出的那样：“罗伯特·格罗斯泰特和罗吉尔·培根所探讨的‘科学’，虽然没有摆脱亚里士多德‘证明科学’的观念，但他们的知识体系中包含着更多的数学和自然知识，他们的科学精神包含有近代自然科学重视数学与经验的成分。而布里丹及其弟子的一些研究成果则与近代自然科学理论已有相似之处。”从中可以发现，那时的大学中存在着科学教育与科学研究。
（三）人文学科的抗争及“高深学问”人文之维从历史学的角度来看，中世纪可以被视为吸取古希腊精神遗产的过程，特别是在高等教育中得到了明显的体现。中世纪大学一般由四大学院所构成：法学院、文学院、神学院和医学院，其中，文学院是“预备学院”，为进入其他学院做准备。至少设置两所学院，“大学”才具备成为大学的资格，而其中之一就是文学院。从中可以发现，中世纪大学对于文学的重视。中世纪大学所开设的人文课程中，主要包括自然学科的“四艺”（几何、算术、天文学和音乐）和人文学科的“三艺”（辩证法、修辞学和文法）。其中，音乐属于人文学科，而几何和算数虽然在今天与自然科学联系更加紧密，但是，二者“作为数学的门类又是人文科学的‘近亲’”，而天文学在这个阶段也是比较偏重原理。总的来看，这些课程非常鲜明地凸显出了人文学科的特质。
自然哲学成为大学课程的核心也促进了人文教育的进一步发展。因为自然哲学本身是人文学科，也是作为人文学科来进行传承的。而自然哲学中包含化学、物理学等自然科学基本原理，这些基本原理在其后学者的推动下也逐渐成为教育的重要组成部分。“到了牛顿时代，力学的划时代进展仍然被视为自然哲学的胜利，而笛卡尔的代数方法作为打破纯几何世界的重大突破，事实上是一项哲学成果。自由学科，因为自由教育的地位并未在近代科学兴起之时遇到特别的挑战。”这段文字中所提到的自由教育和自由学科就是指“七艺”。虽然“七艺”是人文学科占有绝对的支配地位，不过，在此基础上，科学教育也得到了一定程度的发展。公元12世纪开始的十字军东征将阿拉伯文明中的医学、数学等知识传人欧洲，加上11-13世纪的翻译运动，翻译了大量亚里士多德的作品以及波依休斯、阿威罗伊、希波克拉底、欧几里德、盖伦、伊本·加比罗尔、阿维森纳、阿尔-法拉比以及迈蒙尼德斯品等的名作。外来优秀文化的传入与翻译作品的出现极大地丰富了文学院课程的教学与研究范围，推动了人文教育的发展。
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