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作为一种客观存在，课堂环境的历史与学校教育的历史一样久远。自从几十年前，人们把课堂环境作为专门的研究领域加以研究之后，课堂环境的发展便与其测量工具的演进密不可分了。课堂环境测量工具的研究大致经历了萌芽期、发展期和活跃期三个阶段。
20世纪30年代中期，心理学家勒温（Lewin）关于心理动力场理论的研究拉开课堂环境研究的序幕，经过40多年的发展，西方教育科学研究有了长足的进步，教育科学的研究视野得到了空前的拓展，课堂环境研究的相关理论也日趋成熟，涌现出一大批理论研究成果，如默里（Murray）的需要-压力的互动模型（a needs press model of interaction）
、勒温的团体动力学理论（group dynamics）
以及盖哲尔（Getzels）和谢伦（Thelen）的课堂社会体系理论（theory of classroom social system）等。这一时期的课堂环境研究具有理论性和经验性特点，其研究方法大多是以课堂观察和低推论的问卷调查为主。虽然在20世纪50年代末开始出现了大学特征指数量表（The College Characteristics Index，CCI）和高中特征指数量表（The High School Characteristics Index，HSCI）等一批测量高中和大学社会组织环境的高推论量表，但由于这些量表本身结构复杂、维度过多、题量过大等原因并不适用于课堂环境研究。这种状况一直维持到20世纪60年代中期，课堂环境量表LEI（Learning Environment Inventory）和CES（Classroom Environment Scale）的出现才使这一状况得以改善。
学习环境量表（Learning Environment Inventory，简称LEI）源于安德森（Anderson）和沃尔伯格（Walberg）从事的一项名为“哈佛物理学项目”（Harvard Physics Project）的评估工作。沃尔伯格依据盖哲尔（Getzels）和谢伦（Thelen）的课堂是社会体系的理论模式发展了课堂气氛问卷（The Classroom Climate Questionnaire），他的学生安德森将其改编，又经弗雷泽（Fraser）修订而成。
学习环境量表（LEI）适用于中学生，最终的版本包括15个指标（scale），每个指标包含7个题目，共105道题，每个题目有四个选项（strongly disagree，disagree，agree and strongly agree）。课堂环境量表（Classroom Environment Scale，简称CES）几乎是在同一时期起源于斯坦福大学的一项包括对精神病医院、监狱、大学宿舍和工作环境等人类环境进行感知测量的综合研究项目，是由特里凯特（Trickett）和穆斯（Moos）在默里（Murray）的需要－压力的互动模型基础上，并以Moos提出的研究人类环境的三个方面：关系（relationship dimensions）、个人发展（personal development dimensions）、系统维持与改变（system maintenance and change dimensions）为结构开发出来的。课堂环境量表（CES）适用于中学生，最终的版本包括9个指标，每个指标包含10个题目，共90个题目，每个题目有“是”和“否”两个选项（True－False）。学习环境量表（LEI）各维度的内在一致性系数（internal consistency）范围在0.54～0.85，与课堂环境量表（CES）的0.51～0.75非常相近。
我的课堂环境量表（My Class Inventory，简称MCI）是由弗雷泽简化了LEI而来，主要用来测量小学的课堂环境。
MCI仅包括LEI中的5个指标，题目的语言更有助于小学生的理解和认知，每个题目由四个选项变为两个选项（Yes－No）。为了避免转化错误，学生不用在另外的答题纸上作答，可以直接在题目上作答。最终版本的MCI包括38个题目，后来弗雷泽和奥布赖恩（O’Brien）又发展了包括25个题目的压缩版本。MCI各维度的内在一致性系数（Internal consistency）范围在0.62～0.78。
LEI、CES的出现标志着现代课堂环境测量工具的产生，西方学者使用LEI、CES和MCI进行了大量的课程环境研究工作，验证了这些测量工具中结构和维度的可靠性和有效性，尤其是穆斯在编制CES时提出的课堂环境三方面理论构架成为这时期以后其他测量工具开发的结构基础，从此测量工具研究进入到一个新的发展时期。
从20世纪70年代中后期开始，课堂环境的研究工作进入一个空前发展的时期，研究范围和研究规模进一步扩大，出现了大规模的国际比较研究，世界上许多教育学家和心理学家加入课堂环境研究行列，发表了数量可观的研究论文和专著，出版了国际权威的刊物——《课堂环境研究》，并逐渐形成了以课堂环境为专门研究对象的研究领域。这一时期的课堂环境研究以实证研究为主，其研究方法开始以高推论的测量工具为主，以质化研究为辅，涌现出一批适应时代发展，面向个性化课堂（Individualized Classrooms）、建构主义课堂（Constructivist Classrooms）等多种课堂，体现师生互动、主动探究、教育公平和主动建构等新的教育理念的科学性较强的测量工具。
师生互动问卷（Questionnaire on Teacher Interaction，简称QTI）起源于荷兰一项专门调查课堂教学中教师和学生之间互动的研究，是沃贝尔斯（Wubbels）和列维（Levy）依据利里（Leary）的亲密性和影响力双维度理论模型（Leary’s two-dimensional circumplex）开发而成的。随后QTI发展为学生对领导、友好帮助、理解等8种行为的感知和评价进行调查的测量工具。弗雷泽在沃贝尔斯的基础上将QTI发展为更经济、实用的48个题目的版本，包括8个指标，每个指标含有6个题目，每个题目有5个选项（from never to always）。克雷斯维尔（Cresswell）和弗雷泽将QTI改编成校长教师互动量表（Principal Interaction Questionnaire，PIQ），用与QTI相同的8个指标来评估校长与教师互动之间各自的真实感知。从1995年至今，利用QTI进行的跨学科和比较研究分别在美国、澳大利亚、新加坡、文莱、印度尼西亚和中国台湾地区的数万名中小学生和大学生的科学、数学和化学的课程中展开，并从最初的荷兰语分别被翻译成英语、马来西亚语、韩语、印度尼西亚语和汉语。弗雷泽等人的研究表明，QTI各维度的内在一致性系数范围在0.63～0.88，说明QTI的信度是比较可靠的。
科学实验室环境量表（Science Laboratory Environment Inventory，简称SLEI）是弗雷泽等人在考虑到实验室在科学教育中的重要作用后，研制的专门适用于高中和大学的科学实验课程环境研究的测量工具。
SLEI在学生发展方面加入了两个新的指标：综合和开放（Integration and Open-endedness）。综合指标的目的是要了解理论课堂教学和实验室活动的整合情况；开放指标的目的是要了解在科学学科的课堂教学中教师是否给学生提供探究未知问题的机会。最初的SLEI包括7个指标，共72个题目。经过验证后，教师支持和组织这两个指标被去掉，最终版的SIJEI包括5个指标，每个指标含有7个题目，共35个题目，每个题目5个选项（from always never to very often）。利用SLEI进行的跨学科和比较研究分别在美国、加拿大、英国、以色列、澳大利亚、新加坡以及中国的香港和台湾等十几个国家和地区的数万名高中生和大学生的生物、物理和化学的课程中展开，并分别被译为马来西亚语、韩语和汉语。
通过SLEI的实证研究，西方学者总结出，在科学学科的教学和评价过程中，要强调探究式的实验教学与教师专业化发展的有机结合，互相促进。弗雷泽等人在使用SLEI对5个国家的3727名高中生的课堂环境研究证实中，SLEI各维度的内在一致性系数范围在0.70～0.83，表明其信度是令人满意的。
建构主义课堂环境量表（Constructivist Learning Environment Survey，简称CLES）的理论来源为建构主义理论。随着西方建构主义课程改革的开展，对课程改革效果的评价也愈发重要。泰勒（Taylor）和弗雷泽等人为了帮助研究者和教师来评价课堂教学环境在多大程度上符合建构主义学习理论，并帮助教师反思他们的认识观念和教学实践设计开发了CLES。
CLES包括5个指标，共36个题目，每个题目5个选项（from almost never to very often）。
CLES的出现得到了西方学者的广泛认同，并经过不断的修订和发展，使其适用于各种课堂环境研究。修订后的CLES的适用范围从中学到大学，从传统课堂到以技术为中心的课堂和网络学习课堂。CLES也是版本变化较多的课堂环境测量工具之一，先后出现了教师版和学生版、真实课堂版和理想课堂版以及5个指标、20个题目（反向题目都被删去）的压缩版CLES。采用CLES进行的跨学科和跨文化的课堂环境研究分别在美国、澳大利亚、南非、韩国和中国台湾地区展开。
金（Kim）等人在使用CLES评估韩国课程改革效果时发现课堂环境与学生态度之间具有重要意义的统计学关系，即如果学生在课堂中感知更多的个人相关经验、与教师相处得更加融洽以及与其他同学分享知识，就能够促进学生形成更积极的学习态度。CLES维度的可靠性在奥尔德里奇（Aldridge）等人进行的澳大利亚和中国台湾地区的跨文化比较研究中得到进一步的验证。研究发现，澳大利亚版的CLES内在一致性系数（Cronbach alpha coefficients）的范围在0.87～0.97，台湾版的CLES内在一致系数在0.79～0.98。
该问卷的英文原文是What Is Happening In This Class（WIHIC）Questionnaire。该问卷是弗拉索等于1996年编制的，综合了大量传统问卷和反映当代教育热点，如公平、建构主义等问题的内容。初版有9个维度，共90个项目。最终版本有7个维度，每个维度8个项目。被试回答采用5级记分：“几乎不”“很少”“有时”“经常”“总是”。样题如，探究维度中的一个项目，“我做一些试验来检验我的想法”。
20世纪90年代中后期，课堂环境研究变得更加活跃，研究范围从原来的美洲、欧洲、澳大利亚扩大到亚洲和非洲，适用学科从科学、物理、数学、化学、生物扩展到计算机、地理和英文等多种学科，大规模的跨文化比较研究日益增多，课堂环境的研究方法和测量手段也日新月异。这一时期课堂环境测量工具最令人瞩目的特征就是远程教育课堂环境测量工具的大量涌现。20世纪90年代中期，随着现代远程教育的出现和广泛应用，西方学者们使用测量工具通过测量教师与学生的感知来了解远程教育课堂中发生了什么，于是一系列现代远程教育课堂环境测量工具应运而生。
1995年，杰格德（Jegede）等人发展了远程与开放学习环境量表（Distance and Open Learning Environment Scale，简称DOLES），成为将课堂环境与远程教学结合的研究先驱。
DOLES着重在科技与互动方面，主要是测量学生对于课堂环境的感知。乔治·郑（The）以新加坡异步远程教学学生为样本，重新编制了包含4个指标、32个题目的地理课堂环境量表（Geography Classroom Environment Inventory，简称GCEI）
。泰勒和毛尔（Maor）依照建构主义虚拟学习环境量表（Constructivist Virtual Learning Environment Survey，简称CVLES）的结构发展了建构主义在线学习环境量表（Constructivist On-line Learning Environment Survey，简称COLLES）。张（Chang）和弗舍尔在评估远程教学中教材、互动、学生对环境的感知以及学生学习内容的基础上，发展了网络学习环境量表（Web Based Learning Environment Instrument，简称WEBLEI）。WEBLEI包含四种指标：解放活动（Emancipatory Activities），如认知、效率、自主性；共同参与活动（Coparticipatory Activities），如反应、互动、反馈、合作；信息结构及设计活动（Information Structure and Design Activities），如清楚的目标、适当的内容、教材设计及结构；态度（Qualia，a Scale of Attitude），如自信、成功、挫折。沃克（Walker）则博采前人之长，在重点考虑学生之间互动与合作的基础上发展了远程教育学习环境量表（Distance Education Learning Environment Survey，简称DELES），并使用该工具研究学生的愉快学习（enjoyment）与课堂环境因素之间的关系。同样，克莱顿（Clayton）在WEBLEI的基础上发展包含了8个指标共61个题目的在线学习环境量表（The Online Learning Environment Survey，简称OLLES）。
在课堂环境研究并不漫长的历史中，出现了如此丰富、经济而有效的测量工具，成为课堂环境研究领域最鲜明的特点。学者们使用这些研究工具进行了课堂环境与学习成果关系研究、教师教育研究、教学改革评估研究等众多研究工作，取得大量重要的研究成果，验证了这些测量工具的结构与维度的可靠性和有效性，为课堂环境研究领域的初步形成做出了重要贡献。