دانش پداگوژی محتوا(PCK) دانشی است که تعادل بین محتوا و روش را ایجاد و پیوندی محکم بین دانش تخصصی و دانش پداگوژی برقرار میکند. دانش پداگوژیکی محتوا فراتر از دانش موضوع درسی است و شامل ابعادی از محتوا، مرتبط با قابلیت تدریس آن است. این دانش شامل آگاهی از ارائه های مختلف محتوا و چگونگی اثرگذاری این ارائه ها بر تفکر یادگیرنده است. از آنجا که یک ارائه به عنوان بهترین و قدرتمندترین ارائه وجود ندارد، معلم باید راه های بدیل و متفاوت ارائه را در اختیار داشته باشد. برخی از این ارائه ها از تحقیقات مختلف نتیجه گرفته اند و منشا برخی در عمل و تمرین است. دانش پداگوژیکی محتوا شامل دانستن و آگاهی از تصورات رایج و مشترک بین یادگیرندگان و راهبردهای مناسب تدریس برای توجه به این تصورات است که به عنوان یک رشته علمی به آموزش علوم هویت می بخشد. به طور خلاصه دانش پداکوژی محتوا تعیین کننده ی آن است که چه رویکردی آموزشی با هریک از گونه های محتوایی درس خاص سازگار است. امروزه آموختن علوم تجربی همچون سوادآموزی و حساب کردن امری اساسی و ضروری است که با زندگی روزمره ی ما در ارتباط است و با پیشرفت تکنولوژی اهمیت آن بیشتر شده است. به عبارت دیگر آموزش علوم بیشتر به آموزش راه یادگیری می پردازد که آگاهی از آن برای هر کودکی لازم است،‌ چرا که او در دنیایی زندگی می کند که سریعاً در حال تغییر است و او باید قادر باشد خود را دائم با آن تغییرات هماهنگ سازد. گفته اند که در 20 سال دیگر سرعت رشد اطلاعات آن قدر سریع است که کمتر از 75 روز میزان اطلاعات و دانش بشر دو برابر می شود و بنابراین آنچه مهم است یادگیری شیوه کسب اطلاعات و به روز کردن و پردازش آنهاست و نه کسب اطلاعات به مثابه یک بسته ی دانشی. به این دلیل فراگیری علوم تجربی دو جنبه ی مثبت دارد، هم فرایند است و هم فراورده. فرایند علوم: روش یافتن اطلاعات، ‌آزمایش نظریات و توضیح و تفسیر آن هاست. فراورده ی علوم نیز آراء و عقایدی است که می تواند در تجارب آتی به کار گرفته شود. این که می گوییم «می تواند» به این معنی است که آموزش علوم فقط زمانی فواید بالا را دارد که مراحل صحیح و مناسب خود را طی کند و گرنه هیچ تضمینی برای دستیابی به آن ها نیست؛ و چون این دو،‌ یعنی فرایند علوم و فراورده ی علوم شدیداً به یکدیگر وابسته اند، بسط و پرورش آن ها نیز باید همراه هم تحقق پذیرد. این موضوع در انتخاب انواع فعالیت های آموزشی دانش آموزان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از آنجا که موفقیت هر نظام آموزشی به دانش و مهارت­های حرفه­ای معلم بستگی دارد، از این رو می توان گفت معلم مهمترین عنصر نظام آموزشی در فرایند یاددهی – یادگیری و معمار اصلی نظام آموزشی است.