美国历来重视科学教育，对科学教育的探索随着时代的变迁而不断深化。在美国，科学与英语、数学、社会一样，被列为核心课程。1996年，美国发布了第一套《国家科学教育标准》（National Science Education Standards,NSES,以下简称《科学教育标准》）。随着科学教育工作者对科学教材、教学、评估等方面的研究，中小学科学教育内容过于宽泛、结构松散、信息量大而深度不足等弊端凸显出来，影响了科学教育的发展。2011年，由美国国家研究委员会（NRC）主持，全美科学教师协会和科学促进协会共同编写并发布了《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念、学科核心思想》（以下简称《科学教育框架》）。该《科学教育框架》是《下一代科学教育标准》第一个开发阶段的理论成果，确定了新标准中所有学生在高中结束时应该掌握的科学内容，并指导着美国新标准开发的第二个阶段。《科学教育框架》旨在重构国家科学教育标准，提出了新阶段美国科学教育发展愿景，标志着美国科学教育进入了一个新阶段。