В статье поднимается проблема противоречия между возросшей ролью естествознания в жизни современного человека и общества и довольно низкой естественнонаучной грамотностью населения в целом. По результатам международного исследования PISA (2000-2018), российские школьники занимают в данной области средние позиции. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать в обучении ряд методик, стимулирующих познавательную активность учащихся. В качестве основного подхода предлагается структурирование содержания образования вокруг так называемых «больших идей». Приведены примеры «больших идей» в естественнонаучном образовании из опыта реализации зарубежных и отечественных программ, а также определены направления практического применения данного подхода.