Педагоги и писатели-гуманисты — Витторино да Фельтре, Эразм Роттердамский, Л. Вивес, Ф. Рабле, М. Монтень — выступали против монополизации католическим духовенством воспитания и обучения, против схоластического образования и предложили новые методы обучения, основанные на принципах развития у молодёжи самостоятельного мышления, памяти, навыков, осмысленного изучения законов природы. Одновременно продолжалась дифференциация науки. В математике обособились арифметика, алгебра, тригонометрия; в физике — механика, оптика, учение о магнетизме; в биологии — ботаника, зоология и т.п. Исключительно важное значение для распространения знаний имело изобретение книгопечатания (15 в.). В университетах и академиях стал совершенствоваться педагогический процесс, обобщался опыт и шире внедрялся эксперимент. Выдающиеся научные успехи эпохи Возрождения сказались в педагогических трудах крупнейшего славянского педагога Я. А. Коменского, предложившего стройную преемственную ступенчатую систему образования, в которой последней ступенью была академия.
В 17 в. начинают создаваться лаборатории, провозглашается принцип свободы научного исследования и преподавания, позволивший передовым учёным отойти от схоластики, организуются первые государственные научные академии (во Франции, Англии, Германии), начинают систематически издаваться научные журналы. В эпоху
Развитие техники, горнорудного дела, мореплавания и торговли в конце 17 и начале 18 вв., стремление крепнувшего буржуазно-дворянского государства подготовить «служилых людей» создали условия для развития В. о. и в России. В 1725 в Петербурге были основаны Академия наук и при ней
В 1755 был учреждён Московский университет, для которого Ломоносов разработал организационную структуру, учебные планы и программы. Московский университет по своему составу, постановке образования и воспитания явился ярко выраженным русским высшим учебным заведением, стал колыбелью материалистического учения, школой подготовки отечественных учёных. Профессора университета Н. Н. Поповский, А. А. Барсов и другие ученики Ломоносова вели активную борьбу за расцвет отечественной науки и образования.
Переход от мануфактурной стадии капитализма к фабричной системе и последовавший за ним промышленный переворот (в результате изобретения и применения паровой машины) во 2-й половине 18 в. в Англии, а затем и в ряде других стран обусловил развитие высшего технического образования. В 1773 в Петербурге было основано Горное училище (ныне Ленинградский горный институт), положившее начало инженерному образованию в России. В училище изучались арифметика, алгебра, геометрия, маркшейдерское искусство, минералогия, металлургия, рисование, химия, механика, физика, французский, немецкий, латинский языки. Перечень дисциплин постепенно расширялся, и в начале 19 в. в него были включены: палеонтология, горное искусство, пробирное искусство, горная статистика, горное право, черчение с моделей, всеобщая и русская история, география, логика, зоология, ботаника, чистая математика, архитектура и др., что обеспечивало широту профиля специалистов, которых готовило училище.
Большое влияние на развитие В. о. в России в 18 в. и в 1-й половине 19 в. оказали русские просветители Я. П. Ковалевский, Д. С. Аничков, С. Е. Десницкий и другие, добивавшиеся расширения и демократизации В. о. Впервые в России философ-материалист А. Н. Радищев выдвинул программу обучения на основе широкого и глубокого изучения гуманитарных, естественных и математических наук. Русский математик Н. И. Лобачевский, ректор Казанского университета, считал, что цель научного знания не в развитии оторванных от жизни понятий, а в изучении реального мира. Он боролся за организацию образования, которое давало бы выпускникам университета знания последних достижений отечественной и зарубежной науки.