科学技术应用于生产，在德国通过两条渠道实现，其一，基础科学研究密切结合生产；其二，应用科学研究迅速发展。
    1837年，著名化学家李比西作了“化学和它在农业和生理学上的应用”的报告，他主张施用化肥以增加地力。从此，德国化肥施用量迅速增长。1856年，英国化学家人工合成染料苯胺紫。德国化学家很快就赶了上来。五十年代末以后的二、三十年中，霍夫曼、格雷贝、里伯曼、赫普、凯库勒等著名化学家对有机合成工业作出了重大贡献。他们先后合成了碱性品红、苯胺兰、茜素等染料以及香料、TNT 炸药等产品，并且迅速找到了工业生产方法。1886-1900年，六所最大的德国化学公司取得了九百四十八项化学染料专利，而六所最大的英国化学公司只取得八十六项专利。（19）1860年，德国进口天然染料耗资五千万马克，1900年，出口合成染料获利一亿马克。
    与此同时，德国应用科学研究也得到充分发展。人们把蒸汽机的普遍应用作为第一次技术革命的标志，电气技术的普遍应用作为第二次技术革命的标志。如果说，英国是第一次技术革命的故乡，那么德国则是第二次技术革命的发源地了。德国成为第二次技术革命发源地的关键，在于其领先形成了一支以近代自然科学理论武装起来的新型工程技术人员队伍。发电机的发明者西门子就是突出的代表。他年青时受过系统的科学教育，数学、物理和化学均为其爱好的科目。后来他发现：“要使工程学进步，只有在工程学家中间传播自然科学知识才能达到目的”。（19）于是在一段时间内他完全放弃发明工作，潜心于学术研究。他去柏林大学听课，参加物理学会的活动。由于既掌握了高深的物理和数学等基础科学知识，又积累了大量工艺经验，所以西门子终于成为发电机的发明者。
    十九世纪后半期，德国工程技术人员对内燃机的发展作出重要贡献。他们发明和制成了四冲程奥托式煤气发动机（1876年）、高速汽油内燃机（1885年）、狄赛尔柴油发动机（1897年），并把内燃机用于驱动车辆，发明了汽车（1885年）。英国著名科学家法拉第于1831年就提出了电磁感应定律。由于应用科学研究落后，这一重大发现在英国并未变为现实的生产力。但是在德国，它却成为发电机发明的基础。1867年西门子制成了第一台发电机。此后，德国工程师在1870年发明熔炼金属的电炉，1879年发明电车，1887年制成三相交流电设施，1891年开始远距离输电。到1898年，德国已拥有三千台电动机，总功率达八千瓩。从此，新建工厂一般不再自备动力设备而代之以电能。（20）
    十九世纪后期和二十世纪前期，科学技术迅速发展，使德国成为世界科学技术发展的中心。正是在这一时期，德国经济得到高速发展。
    （二）如果说，德国领先完成科技革命是其十九世纪后半期经济迅速增长的决定性条件，那么，教育改革就是保证科技革命得以实现，进而促进经济增长的关键。
    近代资本主义机器大工业和科学技术蓬勃发展，要求培养大批量各类型的人材，包括科学家、工程师、管理人员、技术工人等等。十九世纪德国教育改革，使德国领先适应了这一新形势。在世界教育史上，十九世纪近代教育理论的发展是同德国教育家赫尔巴特、福禄培尔和第斯多惠的名字联在一起的。他们教育思想的特点是强调人的个性发展，强调把自然科学引进课堂。1835年，第斯多惠在《德国教师教育指南》中明确提出：“教学必须符合人的天性及其发展规律，这是任何教育首要的、最高的规律”，“我们的原则要求把学生提高到现代科学的高度水平”。（21）在这些进步教育思想的影响下，德国从大学、中学、小学到幼儿园，从教育目的、方法到内容全面进行了改革。
    十九世纪前期，德意志许多邦都实行强迫义务教育制度。到十九世纪中期，这一制度已大见成效。以普鲁士为例，学龄儿童入学率1816年为43％，1846年为68％，六十年代达到97.5％。文化更为发达的萨克森，入学率在六十年代达到100％。（22）与此相应，德国文盲率大大下降。1841年全德意志的文盲占人口9.3％，1864-1865年度为5.52％，1894-1895年度降至0.33％。与德国相比，法国居民文盲率1865年为34％，1896年为6.8％。英国在1870年开始普及教育，学龄儿童入学率1893年为85％，到1903年也只有88％。（23）十九世纪后半期，在欧美各主要资本主义国家中德国的文盲率最低。德国文盲率迅速下降之际，正是它的经济飞速增长之时。
    德国大力兴办职业和技术教育，以适应大工业发展的需要。十九世纪中后期，德国各地出现了许多矿业、农业、商业、机器制造、建筑、冶金、纺织、工艺美术以及师范等中等专业学校和技术、职业学校。
    值得注意的是，德国十分重视对在职工人进行文化补习。1869年，如德意志联邦宪法规定，凡工厂所在地有补习学校，厂主必须让工人入学。八十年代英国去德国考察教育的人惊奇地发现，几乎每一城镇均有补习学校，这些学校教授自然科学、几何制图，有的学校还分别专攻纺织、矿业、建筑、酿造等专业知识。（24）
    经过上述几方面的努力，德国中等教育在适应大工业发展方面取得了显著成果。据当时调查和比较，德国人在读、写和计算能力、工人工作的技巧、工程师的科学原理和应用训练的结合以及高水平的科学理论和实际运用等四个方面都领先于欧洲。（25）在农业方面，德国建立了发达的农业知识教育网。通过这个网，农业科学知识甚至可以传播到最基层的个体农民。（26）
    德国教育改革最后的也是最重要的一个环节是高等教育改革。1809年创办的柏林大学是改革的样板。柏林大学强调教学内容的专门化；注重教学方法改革，首创研究班（Seminan）教学形式；建立实验室和研究所；坚持学术自由的原则。 这些改革，使柏林大学的教学与科研统一起来。
    许多大学纷纷仿效柏林大学。1826年，李比西在基森大学创办化学实验室，经常有国内外数十名学者在此学习和工作。这个实验室培养了许多成就卓著的化学家，被称作化学家的摇篮。哥丁根大学是数学家荟萃之地。著名数学家高斯、狄利克雷、黎曼、克来因和希尔伯特先后在此任教。从十九世纪后期起，哥丁根成为吸引各国学生的圣地。世界上许多学数学的学生都得到这样的劝告：“打起你的背包来，到哥丁根去。”（27）德国高等教育改革提高了与生产技术密切相关的技术院校的学术地位。学生在技术学院中也可以取得“工程博士”学位，技术学院被视为与大学同等程度的学府。（28）