课程改革
2001年，国家颁布《基础教育课程改革纲要（试行）》。2002年秋季开始，济宁市启动课程改革实验的推广工作。2002年，市教育局成立全市基础教育课程改革领导小组、专家小组和课程改革办公室，对广大教育干部、校长、教师分期分批进行多种形式如通识培训、课标培训、教材培训等课程改革培训，实行“不培训不上岗”制度。各县市区教师进修学校和县级教研室，承担对本县市区小学教师的培训。初中教师的培训基地设在金乡师范的教师培训中心，主要由市教研室教研员承担培训任务。高中教师的培训基地设在曲阜师范，通过省组织的空中课堂收听收看电视录像进行培训。2004年始，全市广泛开展“课改开放周”和“巡回讲课”“送课下乡”活动，为广大教师搭建起研讨交流的平台。2008年，全市开始深入开展“守道受责守业”师德师风教育活动。组织高中校长参加全省素质教育专题培训，选派中学校长赴美国研修，安排“杏坛名师”赴北师大、华师大培训。市教育局还组织一批齐鲁名师和特级教师开展“名师送教下乡”活动，安排570名农村教师到城镇学习，543名城镇教师到农村支教。举办“教育名师博客沙龙”。建立起校本培训和校本教研制度，逐步深化评价制度和中考制度改革，建立起学生成长记录袋和教师成长档案，促进学生的全面发展和个性发展，促进教师的教学反思和专业成长。加强校本教材建设和课程资源开发。狠抓新课程背景下学校管理制度的重建，推行高中选修课指导和学分认定制度。
2003—2010年，利用7个暑假对全市新课程七、八、九年级近二万多人次的初中教师进行集中培训。全市创建中小学综合实践基地6个，单项实践基地100个，特色实践基地500个。
课程改革进程
小学：市中区、兖州市2002年秋季，作为省级课改实验区，自小学起始年级在全市率先进入新课程改革。2003年秋季，又有任城、曲阜、邹城、微山4个县市区的小学起始年级实施新课改。2004年秋季，全市所有县市区的小学都进入课程改革。
初中：2003年秋季，市中区、兖州、任城、曲阜、邹城、微山6个县市区的初中起始年级率先实施新课程改革。2004年秋季，其他县市区的初中起始年级也进入新课程改革。2007年，第一批参加新课程改革后的任城、曲阜、邹城、微山4个县市区迎来中考。2008年秋季，全市原来并存的“五·四”学制和“六·三”学制随着课程改革的全面实施，都统一到《义务教育课程方案》上。
高中：2004年秋季，全市普通高中从高中起始年级开始，同步推行高中新课程实验，2007年参加新课程改革后的第一次“3+X+1（基本能力）”的新高考。
2007年，全市所有初中毕业班全部进入新课改后的中考；2008年，课程改革覆盖全市基础教育各个学段、各个年级。2010年11月26—30日，第五届山东省教学示范校“课改教学开放周”活动在济宁十五中总校区和东校区同时展开。全市14个县市区（含高新区和北湖区）和市直的教研员、初中校长及各学科教师代表近4000人参加活动。
教改实验与研究
课题实验研究 1991年，开展“整体优化教学过程，大面积提高教学质量”教改实验，制定实验方案及实施细则，在嘉祥、兖州、鱼台三县市铺开；12月，在嘉祥县召开教改实验现场经验交流与研讨会，省教科所李建刚主任到会指导。1992年，此课题被省教委批准为山东省“八五”教育科学重点课题，经过五年努力与探索，1997年通过省教科所验收。嘉祥四中、兖州实验小学被评为优秀实验学校，其教改经验被制作成系列录像片，在全市放映推广。
2003年9月，经山东省教育科学规划领导小组批准，市教研室初中科申报的《新课标下教与学行为的转变》课题被列为山东省教育科学“十五”规划滚动重点课题。全市33所初中承担这项教改实验研究。2003—2006年，市县两级教研室对所有课改学校进行五轮教学视导。2004年，小学语文、科学、品德与生活（品德与社会）等学科也相继加入这一实验。2007年6月，市教研室对验收合格的286个子课题进行结题。2008年，参与教育部和省教学研究室教学教研课题研究，80所中小学校承担国家、省级教学这一课题。至2010年，全市小学完成省教研课题并结题24个，申报立项新课题71个；初中结题55个，申报76个；高中申报44个；职教申报13个。1999—2010年，全市各学段各学科的教改课题有数十项获国家、省、市级别的奖励，数量、质量均居全省前列。
教学模式创新 2008年5月，市教研室围绕“减负增效，减量增质”这一主题，在邹城六中组织召开全市初中“创新教学模式，构建高效课堂”研讨会，各县市区教育局分管局长、教研室主任，初中学校校长300人参加会议。与会人员听取52节观摩课和6个单位的经验介绍。会后教研室将构建高效课堂的交流材料汇编成册，分发到全市各学校，指导师生学习。2009年，全市抽调县级骨干教研员、业务校长、齐鲁杏坛名师等，和教研室高中学段教研员一起深入学校，对课题进行指导。市中区教育教学研究中心在全区推进初中“学案导学、展示激学”课堂教学模式改革。济宁育才中学，以课改研讨课来推动新课程实施，对每个教学课题，备课组研究确立教学目标及教学模式，执教教师设计教学详案，全组教师互听互评，写出评价及改进意见。兖州市结合“百校质量工程”的实施，统一推行“学案导学”课堂教学模式，各实验学校以学案为载体，以导学为手段，激发学生学习的积极性、主动性。兖州一中探索出的三步六段“循环大课堂”高效教学模式，受到中国教育学会副会长郭勇福、全国教育科学规划办主任滕纯等专家的好评。