1983年10月，美国国家课程改革委员会提出了学科群的课程结构改革方案。制定该方案的指导思想是既要加强学校对学生必修课的控制，又要给学生一定程度的选修课自由。
方案增加了科学课程的课时和学分，拓宽了科学课程的领域，同时强调把科学知识应用到日常生活中以及科学和技术发展的社会和环境意义。数学、科学和技术组成一个学科群，共修9学分。其中指定学科为数学（2学分）、科学（2学分）和卫生教育（2学分），自选学科为3学分。
转变科学教育的目标，是这次科学课程改革的重要特征之一。《国家处在危急中：教育改革势在必行》的报告书认为，科学教育的目标应当使全体学生都有充分的机会，最大限度地去了解科学，具备科学素养，而不是仅限于少数将来有意从事科学事业的学生。
加强基础课，是这次课程改革的另一重要特征。美国高质量教育委员会提出设立“五项新基础科”，即英语、数学、科学、社会、计算机科学。明确要求把科学课程列为新基础课程，其功能是使毕业生在下列几方面入门：
物质科学和生物科学的概念、法则和过程。
科学探究和推理的方法。
在日常生活中运用科学知识。
科学和技术的发展与社会和环境的关系。
这次课程改革的另一特征是重视科学与社会的关系及其对生活的影响。强调科学课程需与当前的社会问题相联系，把科学和技术作为改进社会的一种方法；认为科学课程应定向于未来，帮助解决社会问题，促进社会的发展。
（三）第三次科学课程改革浪潮
在第三次课程改革浪潮中，围绕中学课程改革的较多，社会各界把注意力放在中等科学教育的改革上。1987年，美国总统要求教育部长贝内特（W·J·Bennett）就美国教育的进展情况准备一份报告，说明美国教育改革已取得的成绩，还需要做些什么，哪些教改成功了以及应以什么方针来指导美国未来的教育改革。次年4月，贝内特发表了《关于美国教育改革的报告》（以下简称《报告》）。《报告》认为，近年来美国教育有了无可否认的进步，数十年来美国教育每况愈下的状况已经有所改变，教学质量也有所提高，学生也已有较大收获，他们正在学习更多的基础课，科学课程已引起重视。《报告》同时也指出，教改所取得的进步的绝对水平还太低，学校所授科学课程的质量差别亦较大。
鉴于上述种种问题及科学教育质量差别较大的状况，为了迅速改变困境，1985年，“美国科学发展协会”（AAAS）在全国科学计划教育委员会等机构和企业的资助下，延聘国内外科学界、教育界的400位科学家、教授、教师及一些科学教育机构负责人，毕4年之功，共同起草并审定了《普及科学——美国2061计划》（以下简称《计划》）。1989年发表的这项计划被美国舆论界称为“最雄心勃勃”的计划。计划明确了儿童和青少年从小学到高中阶段应当掌握的科学、数学和技术基础知识，着重强调科学、数学和技术将成为教育当今儿童和青少年面对未来的基础。《计划》分三个阶段：第一阶段（1985-1989），为改革建立一个概念基础，设计将来美国学生应该学习的关于科学、数学和技术方面的内容；第二阶段（1989-1993），制定出各种各样的课程模式，供各州和各教学区进行科学、数学和技术教育改革时使用；第三阶段，1993年以后在美国全国范围内实施这个改革计划。《计划》指出，科学文化已经成为教育的中心目标。然而，现实是美国的科学文化却令人感到困惑。
大部分美国人缺少科学文化。查阅一下数年来国际教育成就报告，就会发现美国学生在科学和数学方面的排位接近倒数第一。所以，科学教育的改革必须列入美国的头等议事日程。“2061计划”的前提是，无须要求学校讲授越来越多的内容，教学的重点应集中在最基本的科学基础知识上，更有成效地进行教学。《计划》对科学教育提出了这样一些要求：“了解科学、数学和技术是互相依赖的人类事业，它们各有优势和局限；懂得关键性的科学原理和概念；熟悉自然界，认识其多样性和同一性；在解决个人和社会问题时，能运用科学知识和科学的思维方法。”如果美国希望报告中提出的各项目标取得重大进展，关键在于要采取一定的步骤：
为了确保所有学生具有科学基础知识，必须改变课程，减少教学内容的绝对数，软化或者排除僵死的学科之间的界限，更多地注重科学、数学和技术之间的相互联系。
科学教学既要传授科学基础知识又要培养科学探索精神和科学的价值观。
根据经过系统研究并认真验证和亲身体验的学习原则，有效地讲授科学、数学和技术知识以及其他的知识和技能。如科学学习应当从对一些现象的提问开始，而不是让学生听现成答案；使学生积极地运用假设，搜集和运用证据，设计调查和处理方案，鼓励学生的好奇心和创造性。
1988年，美国全国科学教师协会组织人员研究发布了《中学科学的范围、程序和协调方案》，目的是通过改革科学课程的教学方式和科学教育的组织形式，把科学素养贯彻到学校科学课程中去，提高青少年的科学素养。方案根据现代学习心理学的有关原理和实践成果，提出科学内容的学习应该由感性到理性，由经验到抽象，螺旋式分层重复学习，加深对科学概念、原理和定律的认识，使所有的在校学生提高科学素养水平。
20世纪的最后10年，为了对美国教育进行世纪转折时期的战略性反思，并寻求21世纪的教育发展策略，1990年2月，布什总统和各州州长在弗吉尼亚大学召开了美国首次“教育首脑会议”，讨论并制定出了今后“教育十年”（1991-2000）的“气势磅礴”的六点教育发展目标。1991年4月，根据布什（G·H·W·Bush）总统的提议，“六点教育发展目标”具体化在由教育部长亚历山大起草的纲领性教育文件——《美国2000年教育战略》之中。《美国2000年教育战略》对科学教育提出了要求，而且十分重视科学课程问题，为美国21世纪科学课程的发展确定了方向。该文件中涉及科学教育的内容主要有：开发有关自然科学学科的全国统一标准。制定和开发新的全国统一的“美国学力测验”（AmericanAchievement Tests）考试制度，对4年级、8年级、12年级的学生进行全国统一考试，以检查学校教育的质量，并证明这些学生有能力在数学、自然科学等学科内容方面应对挑战。学校要保证所有的学生会合理用脑，以使他们为做有责任感的公民、进一步学习以及在现代经济中有创建性的职业做好准备。确保美国学生在自然科学和数学方面的成绩居世界首位。
在提高全美各级学生科学素养的背景下，美国国家研究理事会在教育部和国家科学基金会的赞助下，协同全国科学教师协会，在数以万计的专家、学者和其他方面人员的通力合作和辛勤劳动下，历时数年，于1995年12月6日出台了美国历史上第一部科学教育标准《国家科学教育标准》。这部标准以当今最佳科学教育实践为基础，对所谓的具有科学素养的人作出了十分具体的构想，为美国的教育系统规划出了把这种构想变成现实所应采取的具体行动路线。它把《2061计划》中造就高科学素养的未来人才的那些基本原则具体化为实施方案。美国《国家科学教育标准》的主要目的在于形成关于具备科学素养的人的理念以及科学教育的标准。它涵盖了科学教学标准、科学教师标准、科学教育评价标准、科学教学内容标准、科学课程标准和科学教育体制标准。它以标准为基础，不同于一般意义上的课程标准，对广大科学教育工作者来说极具挑战性。它强调要提高所有学生的科学素养，科学教育要面向大众，具有科学素养即具备并能够使用科学、数学和技术的知识作出有关个人和社会的重要决策；它强调科学是探究的科学，以逻辑、想象以及证据为基础的思维来形成并修正科学解释，识别和分析各种模型，交流并扞卫自己得出的科学结论，即从科学认识论的角度让学生理解科学和科学探究的本质，这一点正是传统科学教学过程所忽视的。它还强调要突出科学、技术和社会（STS）的互相联系，注重STS教育在自然科学教学中的渗透和体现。
与第二次课程改革浪潮相比，第三次科学课程改革呈现出不同的特点，其总体特点在于：第一，它是一场着眼于长期性、前瞻性、综合性的课程改革。说它着眼于长期性，是因为它所设想的改革计划不是一种短期的、急救性的改革，而是分期、分批、有阶段、有步骤进行的改革，前后达数十年之久；说它是前瞻性的，是因为这次改革不仅总结分析了美国现行科学课程的状况，提出了改进课程的措施和要求，而且还展望了20世纪90年代，乃至21世纪科学教育的发展；综合性是指这次改革涉及科学课程的各个方面，包括学科性质、学科标准、课程模式、实施措施、考试方针、州和地方的政策等等。第二，如果说前一次科学课程改革是一场总结性的、问题解决式的改革的话，那么这次则是一场追求普及并进而提高的改革。第三，美国中央政府直接参与了这次改革。政府帮助制定各种标准、树立样板、赞助资金。第四，首次确立了全国性教育目标、科学课程标准和可供选择的科学课程模式。
二、英国科学课程改革
1902年，英国通过了划时代的《1902年教育法》，自然科学科目开始全面进入中学的课程，以古典语言为主的文法中学也开始增加自然科学科目，并在课程内容中占有比以前更高的地位。1944年颁布的《1944年教育法》，即《巴特勒法案》（The Butler Act），对英国的课程发展产生了重大的影响。它是英国教育史上的一个里程碑，奠定了英国战后课程发展的基础。根据这一法案的思想，科学课程在学校中的开设、科学教材的选用主要由教师决定，学生在中学阶段接受的科学教育很不一致，很不平衡，也不广泛。第二次世界大战后科学主义思潮在教育改革中就一直占有极为重要的地位，加强学校的科学教育是战后英国教育改革发展最主要的内容和最具代表性的特征之一。与世界科学课程改革趋势一致，20世纪50年代末至今，英国中学科学课程也大体经历了三个阶段的改革。
（一）第一次科学课程改革浪潮
在英国，20世纪六七十年代经历了一次科学课程改革浪潮。在纳菲尔德基金会的资助下，英国开发了一系列在世界上具有较大影响的科学课程，即纳菲尔德课程。该课程分为两种水平，适用于普通教育的“O”水平课程（11～16岁学生）和适用于大学预科的“A”水平课程（16～18岁学生）。“A”水平课程的目的是培养科学家，除了注重科学的基本结构之外，其特色是注重科学过程，让学生亲身参加科学实践活动，从中获得做科学的体验。“O”水平课程的目的是“为理解而教”，是“为所有学生的科学”。“为理解而教”成为纳菲尔德课程的核心，对科学的理解是通过让学生在学校实验室里模仿科学家的工作来实现的，“做一天科学家”成为当时科学教学中流行的口号。课程的编者认为，通过“做科学”，学生不仅会热爱科学，而且能促进更广泛的对于社会中科学的文化影响的意识，这种影响植根于科学家的活动。“我们说要为理解而教，但对于普通的学生来说这意味着什么呢？……科学家具有独特的思维、设计和工作方式，我们称其为科学态度、科学方法或科学品质，这些为所有人提供了智力资源和指导。”由此可见，体现在纳菲尔德课程中的科学教育理念，除了探求知识和方法之间的平衡之外，已经注意到了科学的文化维度，并将其统一在“做科学”的过程之中。英国重视实验探索的传统和习惯由此形成，至今仍在发展。但对课程的实施研究表明，这一目的并未实现。就物理课程而言，也仅适用于对物理感兴趣的学生。
与美国相比，英国的科学课程具有自己的特色。纳菲尔德课程注重科学过程的特色不完全等同于布鲁纳倡导的发现法教学。发现法的目的是让学生亲自“发现”知识，着眼点仍然是结构性知识；而注重科学过程的目的是让学生学会“做”科学，即掌握科学研究工作的一系列方法和程序，这构成了英国科学课程的特色和传统。
但这次课程改革评估解释，教师在采用新教材方面存在一定的困难。英国皇家督学团1979年的调查表明，在英国中等教育阶段少有学生能够接受包括生物、化学和物理等领域的广泛而综合的科学教育；而且，有9%的男生和17%的女生在近几年中根本没有接受任何科学教育，50%的男生和60%的女生只学过1门科学学科，30%的男生和10%的女生学过2门科学学科，只有10%的男生和5%的女生学过生物、化学和物理3门科学学科。由此可见，这次科学课程改革并未达到预期的目标。
