本研究の目的は、持続可能な開発のための教育（Education for Sustainable Development、ESD）の世界的展開をめざしたユネスコの「ESDグローバル・アクション・プログラム」（2015-2019年）及びその後継の「ESD for 2030」（2020-2030年）に対応し、ESDを取り入れた小・中学校理科の教育課程を日本とドイツの共同研究によって開発することである。そこで、サステナビリティ（持続可能性）の考え方を導入した理科の目標を設定し、気候変動・エネルギー、生物多様性、及び防災に係る理科の新しい単元と授業を開発する。 そして、両国の小・中学校において採用可能で、国際的に通用する教育課程の範例を提示する。
令和元年度（３年目）は、以下の研究を実施した。（１）前年度までに開発・実践した単元と授業について、その有効性と問題点、改良点を明らかにした。（２）改良点に基づき、単元と授業の開発・実践・評価を継続した。新たに開発した単元は、小学校第６学年の単元「外来種の影響」（生物多様性）ならびに中学校第２学年の単元「温暖化と大気中の水蒸気との関係」（気候変動・エネルギー）であった。また、ESDの主な領域の一つである「持続可能な消費と生産」を新たに取り上げ、小学校第６学年ならびに中学校第１学年の単元「瀬戸内海のマイクロプラスチック」を開発した。（３）研究の過程で、日本とドイツの参加研究者による中間報告会を実施した（令和元年８月、イタリア・ボローニャ、同地で開催されたESERA（欧州科学教育学会）での研究成果発表を踏まえて）。最終年度に向けて、単元と授業の開発を教育課程の開発につなぐための方策を検討した。