美国在80年代一系列关于教育的研究工作的基础上，已经形成社会普遍认同的观点：美国的科学教育亟待加强。在2061年，哈雷彗星将再次临近地球，将要生活在那个时代的美国人应该具有非凡的创新能力，更高的科学素质和健康的科学思维，才能保持美国在世界上的领先地位。为了使现正接受教育而将成为21世纪主人的美国儿童能适应21世纪的要求，对美国的科学教育进行改革势在必行。这是在由白宫科学技术政策办公室（OSTP）、国家科学院（NAS）、大学和企业界共同举办的圆桌讨论会上形成的共识。

美国科学促进会（AAAS）从1985年（哈雷彗星临近地球）开始，组织科学、数学和工程技术界的众多专家学者，以及从事基础和科学普及的教育工作者，针对21世纪美国公民应具有的科学素养，制定了名为“2061”的长期基础教育改革计划。“2061计划”不只是一个简单的课程改革计划，而是要在科学、数学、社会学和工程技术教育中进行全面、综合性的改革。它是一个示范性、指导性的非官方计划，在美国有巨大影响。科学促进会于1990年完成了“2061”的基本文件《所有美国人的科学》，主要阐明什么是未来所有美国人都应具备的科学文化，同时也提出应该如何学习。此书以一系列“建议”的形式，指出什么是所美国人都应具备的科学文化的精髓，以及生活在以科学技术为主导的世界中的公民应该怎样思考问题。在书的序言中，作者们认为，现在的多数美国人并不具备科学文化。在数学和科学方面，美国的教育成绩在国际评价中十分落后，在解决问题的能力方面，美国学生低于国际平均水平。在80年代末的全国教育进步测评中，1986年17岁学生的平均成绩显著低于1969年的水平。

“2061计划”的基本前提是，不应该老是要求（中、小学）学校增加教学的内容，而是要把科学文化的精髓真正地教好。①

美国国家科学院也十分关注美国基础教育的改革，1995年发布了美国首部《国家科学教育标准》（National Science Education Standards），阐明了国家科学院关于科学、数学和工程技术教育的基本观点。首先，从幼稚园（5岁）开始，“科学”就应成为教育的核心主题。其次，对所有的人来说，“科学”都应该是教育中的主题。最后，对于所谓“科学”的理解：科学并不是“记住某些条文”；科学，是一种“探究”的过程。

按照这部《标准》的观点，教育体系应该大大强化培养人进行思想交流和解决问题的能力。改革以后的“课堂”，与过去那种传统课堂相比应有很大的区别。把教师看作“一切知识的源泉”，并安安静静地从他那里接受知识，这样的学习方式将被一种更积极得多，而且相当热闹的教室气氛所取代：教师好像一个聪明的教练，他鼓励学生自己为了解决面前的问题而进行探索，寻求答案。各学科的众多专家们通过研究，发展出一套又一套精心设计的教学活动，学生必须手、脑并用，综合利用多种学科的知识，创造性地解决自己面临的问题。一些学校试验开展的这些活动对学生很有吸引力，甚至使那些原来并不喜欢上课的学生也开始喜欢学校了。这些学校以这种参与性的、基于“探索”的学习作为核心或基础，围绕这些活动再展开读、写、计算等等基本训练。所以，美国国家科学院院长布鲁斯·阿尔伯特教授说：“科学教育的改革提供了难得的机会，使美国的整个教育体系重新朝气蓬勃。”

美国国家科研理事会（NRC）与史密松年博物院合作，发展出一系列可供小学使用的教学“模块”，它不是教科书，而是一个个大塑料盒子，其中有可供八周课程使用的所有材料、学生指南以及要由教师讲授的内容。每一个模块围绕一个主题，如电流、植物生长周期等。经过充分的研究和课堂实际测试，现已进入市场销售，在一些学校里开始出现了学生积极参与、富有生气和活力的新型课堂。

总之，这部（标准》倡导对学校中教授科学的内容与方式进行革命性的改变。然而，重大的变革总是艰难的。如果不改变对学生进行测验和考核的方法，就别想真正改变教育的方式。所以，专家们又制定了《科学教育评价标准》、《教师专业培训标准》等等配套文件，要进行长期的努力，同时改革测验、考核的方法。