改革开放以来，我国基础教育中的科学教育经历了三个影响比较大的改革。第一轮基础教育阶段的科学教育改革从1978年科学的春天开始一直到20世纪80年代中期，这一个阶段主要是在吸收世界各国科学教育经验的基础上促进我国基础教育阶段的自然科学课程正式化、现代化。该阶段初期的工作也主要以恢复正常的教学秩序为主。

第二轮基础教育阶段的科学教育改革是从20世纪80年代中期至90年代。这一阶段，我国开始重视幼儿园阶段和小学阶段的科学课程，开始重视科学课程内容的本土化，同时降低中学阶段的科学课的难度。

第三轮基础教育阶段的科学教育改革始于21世纪初。21世纪初，在美国“2061计划”的引领下，我国启动了第八次全国基础教育课程改革。本次基础教育阶段的科学教育改革充分与国际科学教育接轨，取消了教学大纲，重新编制了课程标准；改变了原来“一纲一本”的状况，改为“一本课程标准，多种教材”。此次课程改革的目标是培养全体学生的科学素养，注重培养学生的科学探究能力，注重将培养学生的能力放在受关注的位置。此次改革中，国家重新编写了小学和中学课程标准。中国科协与美国科学院签订了科学教育合作备忘录，为中国的科学教育发展奠定了良好的基础。中国出版了一系列美国科学教育改革的重要文献，如《面向全体美国人的科学》《科学素养的基准》《美国国家科学教育标准》《科学素养导航图》等一系列对科学教育有重要影响的书籍。同时在此备忘录的影响下，中国科学教育研究者可以在中国免费下载美国科学院出版的书籍电子版，这对于提升中国科学教育研究者的研究水平也起到了重要作用。第八次基础教育课程改革期间，中国科协和教育部共同从法国引进了“做中学”项目，在我国一些大城市的幼儿园和小学试行推广，取得了良好的效果。

第三轮的科学教育改革与以往的改革都有不同，这一次改革中课程目标、课程内容、教学方式和评价方式等都发生了较大程度的变化。在这一过程中，科学家参与其中，并且在课程内容的科学性和反映前沿科学的发展方面发挥了较为重要的作用。同时，此次科学教育课程改革充分借鉴了全球的科学教育的最新研究成果；另外，课程标准实验区对于本轮科学教育改革的推进起到重要的作用。此次基础教育阶段的科学教育改革是我国科学教育的一大进步，对于推动我国科学教育的发展将起到十分重要的作用。

但是，由于科学教育基础理论的研究还不够深入，在中小学课程标准研制的过程中也出现了一些问题。《小学科学课程标准（实验稿）》和《中学科学课程标准（实验稿）》颁布后，实验区的有些小学教师反映，《小学科学课程标准（实验稿）》中有些内容比中学中同样主题的内容难度大。为什么会出现这样的情况呢？一个原因是小学科学课程标准和中学科学课程标准的研制团队是两个不同的团队。两个团队的沟通和交流不够，没有在统一的大框架下开展课程标准的研制工作。另外一个重要的原因是由于我国科学教育中对于学习进阶（Learning Progressions, LPs）的研究不够，缺少支持每个年龄段学习科学程度的相关数据。

基础教育课程改革实施十年后，教育部启动了课程标准的修订工作。这一次有关科学课程标准的修订工作很重要的一个变化是基于已有科学课程的研究结果以及科学课程的新理念进行修订。此次课程标准修订工作借鉴了美国《新一代科学课程标准》和《K-12科学教育框架》的相关内容。如高中生物学课程标准修订课题组就提出要在以下几个方面加以调整和完善：凸显生物学的重要概念；在强化科学研究的同时加强工程学实践；将跨学科通用概念融入生物学课程，将跨学科能力的培养贯穿生物学课程中①。

中国教育学会科学教育分会于2009年成立，这是我国为了推动第八次基础教育课程改革，为了促进我国科学教育改革与国际科学教育的改革接轨而成立的。根据目前科学教育分会的人员结构及研究领域，其设立了小学科学教育工作委员会、中学科学教育工作委员会和大学科学教育工作委员会。主要业务活动有：开展课题等教育科学研究；开展学术交流、成果展示、教学评比等活动；开展以提高教师素质和能力为目的的竞赛活动；组织援助性智力讲学活动；开展业务培训、专业咨询；进行与香港、澳门和台湾地区以及国外的学术交流与合作。

2001年，教育部颁布了义务教育21个学科的课程标准（实验稿）。2003年，教育部开始组织专家跟踪实验，并着手课程标准的修订工作。2010年，基本完成了义务教育各学科标准的修订稿。2011年3月，教育部发布了《教育部基础教育课程教材专家咨询委员会章程》与《教育部基础教育课程教材专家工作委员会章程》，规范基础教育阶段教材工作专家工作的职责。7月，教育部召开义务教育课程标准实验教材修订工作会议，标志着包含科学课在内的义务教育课程标准实验教材修订工作全面启动。此次教材修订工作注重坚持以下五个方面：坚持全面渗透，增强教材德育内容的针对性和实效性；坚持能力为重，引导和促进培养学生的创新精神和实践能力；坚持科学适宜，减轻中小学生过重的课业负担，促进学生健康成长；坚持突出特色，提供多样化的选择；坚持遵循标准规范，保障教材出版印制质量。同时，教育部还下发了《教育部办公厅关于推荐中小学教材审查专家的通知》，对科学（包括物理、化学、生物）教材的编写者的学术水平、中小学教育及课程教材的研究水平、专业技术职称等方面的资质进行重新审核，引导高水平的学科专家参与教材的编写修订，提高教材编写队伍水平。