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潘苏东对以上的几种定义进行因素分解，分解出来的因素包括科学知识、科学方法、科学过程、科学技能、科学与技术与社会的关系（Science、Technology and Society, STS）、科学态度、科学本质等。一方面，他统计出各因素出现的频率，把出现频率较高的因素作为科学素养的基本因素，分别是科学知识、科学方法、科学技能、科学本质和STS。另一方面，他又根据这些基本因素之间关联程度的紧密与松散之别，把它们分为三个维度：一是科学知识维度，指的是结果性因素；二是科学技能方法维度，指的是过程性因素，包括科学方法和科学技能两个因素；三是科学观念维度，指的是思想性因素，包括科学本质和STS。从他的分析中可以得到，科学素养就是由科学知识、科学技能方法和科学观念这三个维度构成。[1]
1.2初中学生的科学素养
对于初中生而言，他们的科学素养主要是通过现阶段的学科课堂教学来获得和培养。
1996 年出版的美国《国家科学教育标准》将培养学生的科学素养列为重要的科学课程目标，主要包括: 科学概念、科学研究的方法论、科学伦理、科学与人文、科学与社会、科学与技术等。[2]
我国的基础教育新课程标准根据《基础教育课程改革纲要》（试行）把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度功能性基本要求作为新课程的目标，这三个目标领域与美国的科学素养内容是相对应的，这三个维度目标的实现是为了实现促进学生科学素养发展这一总目标。
台湾国民中小学九年一贯课程之《自然与生活科技学习领域课程纲要》中将科学素养分別以八项能力指标来表述：科学探究过程之心智运作能力，科学概念与技术的培养训练，对科学本质之认识，了解科技如何创生与发展的过程，处事求真求实、感受科学之力与美及喜爱探究等之科学精神与态度，资讯統整、对事物能够做推论与批判、解決问题等整合性的科学思維能力，应用科学探究方法、科学认知以及处理问题的能力，以及如何运用个人与团体合作的创意来制作科技的产品即设计与制作。简单来说，这八项能力指标为过程技能、科学与技术认知、科学本质、科技的发展、科学态度、思考智能、科学应用、设计与制作，也体现了1.1中的科学素养的三个维度。[3]
1.3课题的提出和研究思路
科学素养已经成为新世纪人才的重要素质之一，培养学生科学素养的主要途径是课堂教学，而学生具有的科学素养水平又会对课堂教学会产生影响。[4]本课题的提出是为了确定初中生的科学素养水平，进而根据学生的科学素养水平设计课堂教学，从而提高课堂教学效果，提高学生科学素养。课堂教学效果以学生的表现为主要依据，在《课堂教学评价标准》中所提到的有关学生的标准有参与状态、参与广度、课堂氛围以及学习效果。[5]
科学素养涵盖了很多个因素，为了确定初中生的科学素养水平，本文在参考了其他文献资料的基础上，确定了科学素养中的20个因素，比如课外知识水平、动手能力、比较能力、对科学本质的理解等等。采用调查问卷的形式，每个测题反映一个因素水平（课内知识水平和课外知识水平除外，这两个因素需多个测题取平均值，且因为这两个因素的数据处理方法与其他的18个因素不同，所以不与其他的18个因素比较），将数据通过数据处理软件SPSS分析源+自-优尔:文,论/文]网[www.youerw.com，确定科学素养水平，并分析这些因素之间的关系。最后将分析得出的结论运用到是实践中，设计出相应的课堂教学设计。