科學認知
－對應相關學習內容，區分記憶、了解、應用、分析、評鑑、創造六個層次。
探究能力
－思考智能（t）
－－想像創造（i）
－－－ti-Ⅴa-1 能獨立察覺各種自然科學問題的成因，並能依不同情況發想各種假設及可行的解決方法，進而以個人或團體方式設計不同的實驗步驟，或創造新的實驗方法。
－－推理論證（r）
－－－tr-Ⅴa-1 能運用一系列的科學證據或理論，以及類比、轉換等演繹推理方式，理解並推導自然現象的因果關係，或修正、說明自己提出的論點。
－－批判思辨（c）
－－－tc-Ⅴa-1 能比較科學事實在不同論點、證據或事實解釋的合理性，並透過探索證據、挑戰思想、回應多元觀點的過程，進行批判論點或判斷科學證據的正確性。
－－建立模型（m）
－－－tm-Ⅴa-1 能依據科學問題自行運思或經由合作討論來建立模型，並使用例如：「比擬或抽象」的形式來描述一個系統化的科學現象。進而能分析各種模型的特性，且了解模型可隨著對科學事物複雜關係的認知增加來修正。
－問題解決（p）
－－觀察與定題（o）
－－－po-Ⅴa-1 能從學習活動、日常經驗及科技運用、自然環境、書刊及網路媒體中，進行各種有計畫、有條理、有效率的觀察，進而能察覺問題。
－－－po-Ⅴa-2 能依據觀察、蒐集資料、閱讀、思考、討論等，確認並提出與生活周遭或學術探索相關，而適合科學探究或適合以科學方式尋求解決的關鍵問題（或假說）。當有多個問題同時存在時，能分辨並擇定優先重要之問題（或假說）。
－－計劃與執行（e）
－－－pe-Ⅴa-1 能辨明多個自變項或應變項並計劃適當次數的測試、嚴謹地預測活動的可能結果和可能失敗的原因。在有限的指導下，能依據指導或展現創意，依據問題特性、學習資源（設備、時間、人力等）、預期成果（包括信效度）、對社會環境的影響等因素，有效率地規劃最佳化的實作（或推理）探究活動或問題解決活動。
－－－pe-Ⅴa-2 能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀器、科技設備及資源。能進行精確、高效率之的質性觀察或數值量測，視需要能運用科技儀器輔助記錄。
－－分析與發現（a）
－－－pa-Ⅴa-1 能流暢運用思考智能、製作圖表、使用資訊及數學等方法，以有效整理資訊或數據。
－－－pa-Ⅴa-2 能運用科學原理、思考智能、數學、統計等方法，從所得的資訊或數據，形成解釋、發現新知、獲知因果關係、理解科學問題、解決問題或是發現新的問題。並能將自己的結果和同學的結果或其他相關的資訊比較對照，相互檢核，確認結果；如果結果不同，能進一步探究原因。
－－討論與傳達（c）
－－－pc-Ⅴa-1 能理解同學的探究過程和結果（或經簡化過的科學報告），提出合理而且較完整的疑問或意見。並能對整個探究過程中：包括，觀察定題、推理實作、數據信效度、資源運用、活動安全、探究結果等，進行反思、形成評價與改善方案，作為未來改進與提升能力的基礎。
－－－pc-Ⅴa-2 能利用口語、影像（例如：攝影、錄影）、文字與圖案、繪圖或實物、科學名詞、數學公式、模型等，表達探究之過程、發現或成果，並選擇合適的發表方式和途徑。視需要，並能摘要描述目的、特徵、方法、發現、價值、限制、運用及展望等。
科學的態度與本質
－培養科學探究的興趣（ai）
－－－ai-Ⅴa-1 了解科學能力是多元的，擁有熱誠是從事與科學或科技有關的工作最重要的條件。
－－－ai-Ⅴa-2 透過了解科學理論的簡約、科學思考的嚴謹與複雜自然現象背後的規律，學會欣賞科學的美。
－養成應用科學思考與探究的習慣（ah）
－－－ah-Ⅴa-1 了解科學工作者經常遵循某些特定的標準（例如：可推廣性、簡約性等）判斷探究活動的可行性。
－－－ah-Ⅴa-2 運用科學的思考模式，例如：邏輯思考、精確性、客觀性等標準，判斷日常生活中科學資訊的可信度。
－認識科學本質（an）
－－－an-Ⅴa-1 了解從事科學工作者具有一些共同的特質，例如：邏輯思考、精確性、心智開放、客觀性、保持懷疑、研究結果的可重覆性、誠實並符合倫理地發表研究成果等。
－－－an-Ⅴa-2 察覺到相同的自然現象，可用多個理論解釋；當現有的證據同樣都支持著這些理論，人們傾向採用較簡約的理論。
－－－an-Ⅴa-3 了解科學知識發展的歷史是與社會、文化、政治、經濟緊密相關。