1983年10月，美國國家課程改革委員會提出了學科群的課程結構改革方案。製定該方案的指導思想是既要加強學校對學生必修課的控製，又要給學生一定程度的選修課自由。
方案增加了科學課程的課時和學分，拓寬了科學課程的領域，同時強調把科學知識應用到日常生活中以及科學和技術發展的社會和環境意義。數學、科學和技術組成一個學科群，共修9學分。其中指定學科為數學（2學分）、科學（2學分）和衛生教育（2學分），自選學科為3學分。
轉變科學教育的目標，是這次科學課程改革的重要特征之一。《國家處在危急中：教育改革勢在必行》的報告書認為，科學教育的目標應當使全體學生都有充分的機會，最大限度地去了解科學，具備科學素養，而不是僅限於少數將來有意從事科學事業的學生。
加強基礎課，是這次課程改革的另一重要特征。美國高質量教育委員會提出設立“五項新基礎科”，即英語、數學、科學、社會、計算機科學。明確要求把科學課程列為新基礎課程，其功能是使畢業生在下列幾方麵入門：
物質科學和生物科學的概念、法則和過程。
科學探究和推理的方法。
在日常生活中運用科學知識。
科學和技術的發展與社會和環境的關係。
這次課程改革的另一特征是重視科學與社會的關係及其對生活的影響。強調科學課程需與當前的社會問題相聯係，把科學和技術作為改進社會的一種方法；認為科學課程應定向於未來，幫助解決社會問題，促進社會的發展。
（三）第三次科學課程改革浪潮
在第三次課程改革浪潮中，圍繞中學課程改革的較多，社會各界把注意力放在中等科學教育的改革上。1987年，美國總統要求教育部長貝內特（W·J·Bennett）就美國教育的進展情況準備一份報告，說明美國教育改革已取得的成績，還需要做些什麼，哪些教改成功了以及應以什麼方針來指導美國未來的教育改革。次年4月，貝內特發表了《關於美國教育改革的報告》（以下簡稱《報告》）。《報告》認為，近年來美國教育有了無可否認的進步，數十年來美國教育每況愈下的狀況已經有所改變，教學質量也有所提高，學生也已有較大收獲，他們正在學習更多的基礎課，科學課程已引起重視。《報告》同時也指出，教改所取得的進步的絕對水平還太低，學校所授科學課程的質量差別亦較大。
鑒於上述種種問題及科學教育質量差別較大的狀況，為了迅速改變困境，1985年，“美國科學發展協會”（AAAS）在全國科學計劃教育委員會等機構和企業的資助下，延聘國內外科學界、教育界的400位科學家、教授、教師及一些科學教育機構負責人，畢4年之功，共同起草並審定了《普及科學——美國2061計劃》（以下簡稱《計劃》）。1989年發表的這項計劃被美國輿論界稱為“最雄心勃勃”的計劃。計劃明確了兒童和青少年從小學到高中階段應當掌握的科學、數學和技術基礎知識，著重強調科學、數學和技術將成為教育當今兒童和青少年麵對未來的基礎。《計劃》分三個階段：第一階段（1985-1989），為改革建立一個概念基礎，設計將來美國學生應該學習的關於科學、數學和技術方麵的內容；第二階段（1989-1993），製定出各種各樣的課程模式，供各州和各教學區進行科學、數學和技術教育改革時使用；第三階段，1993年以後在美國全國範圍內實施這個改革計劃。《計劃》指出，科學文化已經成為教育的中心目標。然而，現實是美國的科學文化卻令人感到困惑。
大部分美國人缺少科學文化。查閱一下數年來國際教育成就報告，就會發現美國學生在科學和數學方麵的排位接近倒數第一。所以，科學教育的改革必須列入美國的頭等議事日程。“2061計劃”的前提是，無須要求學校講授越來越多的內容，教學的重點應集中在最基本的科學基礎知識上，更有成效地進行教學。《計劃》對科學教育提出了這樣一些要求：“了解科學、數學和技術是互相依賴的人類事業，它們各有優勢和局限；懂得關鍵性的科學原理和概念；熟悉自然界，認識其多樣性和同一性；在解決個人和社會問題時，能運用科學知識和科學的思維方法。”如果美國希望報告中提出的各項目標取得重大進展，關鍵在於要采取一定的步驟：