Presentamos un marco de currículo e instrucción para la enseñanza y el aprendizaje apoyados por computadora sobre sistemas complejos en aulas de ciencias de secundaria. Este trabajo responde a una necesidad en la investigación y práctica de la educación científica K-12 para la articulación de características de diseño para la instrucción en el aula que puedan abordar los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación (NGSS) recientemente lanzados en EE. UU. Esbozamos las características del marco, incluyendo la relevancia curricular, pedagogías cognitivamente ricas, herramientas computacionales para la enseñanza y el aprendizaje, y el desarrollo de la experiencia en contenido, y proporcionamos ejemplos de cómo el marco se traduce en práctica. Seguimos esto con evidencia de un estudio preliminar realizado con 10 maestros y 361 estudiantes, con el objetivo de comprender hasta qué punto los estudiantes aprendieron de las actividades. Los resultados demostraron avances en la comprensión de sistemas complejos y el conocimiento de contenido de biología de los estudiantes. En entrevistas, los estudiantes identificaron influencias de varios aspectos del marco de currículo e instrucción en su aprendizaje.