長期從事基礎教育研究，主要研究方向為學校課程與教學、學?？茖W教育、校外科學教育（科技館教育、科普與科學傳播等）和教師專業(yè)發(fā)展。獨立主持北京市教育科學“十三五”規(guī)劃重點課題“基于話語分析的科學課堂師生互動研究”、教育部人文社會科學研究規(guī)劃基金項目“STEM 視角下跨學科學習的前瞻性研究”等各類課題14 項，參與北京市自然科學基金項目“中小學生科技場館學習特點與影響因素研究”、中國兒童中心“兒童校外科學教育的理論探討”等各類課題30 余項。

研究內(nèi)容主要圍繞指向概念性理解的科學教學、基于科學探究的師生互動及師生科學本質(zhì)觀培養(yǎng)三大主題的橫向擴展和縱向延伸，在國際科學教育頂級期刊《STEM 教育國際期刊》（International Journal of STEM Education）及《課程·教材·教法》《比較教育研究》《教育學報》《教師教育研究》《東北師大學報（哲學社會科學版）》《教育研究與實驗》《學前教育》等國內(nèi)核心學術(shù)期刊發(fā)表論文40余篇，其中，CSSCI（來源）論文31 篇，SSCI（來源）論文1 篇，國際學術(shù)會議論文3 篇，國內(nèi)學術(shù)會議論文5 篇，政府采納學術(shù)報告1 篇。

主編、譯著、參編各類圖書近20部，其中著作《新中國小學教育研究70 年·科學卷》一書，梳理了我國70 年來科學教育的發(fā)展歷程及研究成果；譯作《兒童像科學家一樣》，榮獲《中國教育報》評選的“影響教師的100 本圖書”之最具潛質(zhì)獎；參與編寫了系列叢書《第一次發(fā)現(xiàn)：兒童科普啟蒙膠片書》之《科學探究活動手冊》《幼兒百科全書》等書籍。

擔任中國科學技術(shù)協(xié)會、北京市科學技術(shù)委員會、北京市教育科學規(guī)劃項目評審專家及《教育學報》《教師教育研究》《東北師大學報（哲學社會科學版）》等核心期刊審稿專家，參與教育部、中國科學技術(shù)協(xié)會、北京市科學技術(shù)委員會等組織的國內(nèi)學術(shù)交流活動，多次赴美國、加拿大、日本、中國香港參加國際學術(shù)會議及其他學術(shù)交流活動，參與全國幼兒園園長、教師及小學校長、教師的培訓與素養(yǎng)提升等相關(guān)工作。