上海以课程实施为抓手，深化课程教学改革，积极推进全国各类改革创新实验区实验校建设，落实“素养导向、学科实践、综合学习、因材施教”的教学改革要求，着力发展素质教育，注重创新人才培养，转变育人方式，促进学生全面而有个性的发展。
此外，本市已有5个区、39所学校获批全国中小学科学教育首批实验区实验校，6所学校获评全国中小学人工智能教育基地。徐汇区作为全国中小学科学教育首批实验区之一，强化科学教育校园主阵地作用，指导区域内学校健全科学教育课程体系，全区76所义务教育阶段学校将科学教育工作融入学校课程方案，坚持课内外结合、校内外结合，“一校一案”因地制宜构建具有科学教育特色课程体系和资源体系。徐汇区成立了上海市青少年STEM教育研究院，不断完善STEM教育课程体系，实现全学段全覆盖，区内中小学已相继开发科学类校本项目1500余个，让更多孩子有机会亲身体验科学教育。徐汇区还倡导开展科学实践活动，区域内中小学已组织百余场校级科学实践活动，形成校校有特色、人人有参与的科学教育大氛围，有效提升全区学生科学素养。
同样作为科学教育实验区之一，普陀区充分发挥区青少年教育活动中心作用，为校内科学教育提供了有益补充。中心通过自然与技术交融打造科学育人新场域，充分利用苏州河的自然环境，将自然与科技深度结合，应用多媒体投影、3D交互和虚拟现实等数字化技术，将现实的自然景观与教育场景融为一体，让学生在感受大自然的同时学习科学知识。中心还革新实验教学进行跨学科实践探索，学生自主设计和制作净水装置、模拟水刀等科学项目，不仅学到了物理、化学和工程等学科的知识，还培养了团队合作和创新能力。比如，以“蓝色星球——如何拣回人们扔进海洋里的垃圾”为例，在真实性问题情境中，学生不仅了解海洋污染问题，还发挥创造力设计回收装置，利用跨学科知识提出前所未有的解决策略。
长宁区延安初级中学是本市39所科学实验校之一。“走进‘芯’世界”课程，是该校与中科院上海微系统所深度合作的结晶，它创造性地将芯片科技知识引入初中课堂，使这些曾经遥不可及的前沿领域触手可及。该课程划分为超导材料、微流控芯片、单片机三大板块，循序渐进实施，确保每位学生都能在适合自己的起点上稳步前行。课程实施倡导理论讲解与实验操作并重，学生们在其中不仅学习了低温液氮的奇妙性质、超导材料的未来应用，还亲手操作微液滴实验，体验了单片机编程的乐趣。
同样作为全国中小学科学教育实验校的上海市松江二中，在全面落实国家课程方案的基础上，开齐开足科学课程，在此基础上开设物理、化学和生物学每周各一节实验课程，并研制了学生实验操作能力和探究实践能力评价标准，强化对学生实际动手能力和问题解决能力的培养与考核。学校将结合120周年校庆，开展高中“双新”实施的课堂教学展示活动，进一步探索科学类课程教学方式改革。依托学校8年多建设的跨学科ESAIS课程，组织高一年级学生进入校外科学副校长所在的上海交通大学医学院松江研究院，借助松江研究院雄厚的专家力量和实验平台，开展了“探索生命科学奥秘”的研学活动。学校还组织部分学生到上海市第一人民医院南院开展科研启蒙培训以及挑战营课程学习，与上海其它高中学校学生以及江苏省部分高中学生一起，学习生命科学方面的理论和实验课程，提升科学素养。