随着中国基础教育课程改革的不断深入,各界越来越重视对学生科学素养的培养和提高,同时也更加关注学生的科学素养调查,主要是结合不同基础学科对学生进行的调查研究。但在整个宏观的科学普及与传播背景下,中学生的科学素养处于一个什么样的水平?跟成年人的科学素养有没有区别?不同性别、年级、地区之间有没有差异?我们还了解的不够深入,因此,本研究具有一定的理论意义和实践意义。本研究通过梳理不同组织和个人对科学素养的定义和调查,认为中学生科学素养应该包括基本科学素养、科学本质理解、科学能力三个部分。并在《中国公民科学素养调查》、学者对科学本质研究、PISA(2006)调查的基础上,归纳出了中学生科学素养的内涵,在此基础上设计出了中学生科学素养指标体系和调查问卷,通过对北京市海淀区、西城区、朝阳区、通州区的四所中学的学生进行调查,分析了北京市中学生的科学素养、基本科学素养、科学本质理解、科学能力的特点；不同性别和地区的学生的科学素养、基本科学素养、科学本质理解、科学能力的相同点和差异性;不同年级的学生科学素养、基本科学素养、科学本质理解、科学能力的特点；北京市中学生的基本科学素养与公民科学素养的比较。得出的主要结论有：(1)北京市中学生的科学素养水平整体上比较高,学生的基本科学素养、科学本质理解、科学能力也比较好,并且这三者之间是正相关的。(2)男生的科学素养要明显高于女生,尤其是基本科学素养方面;对科学本质理解也要高于女生,但没有明显的差异;在科学能力方面没有区别。(3)北京市市区的中学生科学素养高与郊区学生,总体上来说没有明显差异；在基本科学素养上,市区学生要明显高于郊区；在科学本质理解上市区学生高于郊区但不明显；市郊区学生的科学能力差不多。(4)北京市中学生随着年级的升高,科学素养呈上升的过程,在基本科学知识、基本科学方法、基本科学态度、运用知识的能力、运用证据的能力方面表现出先急剧上升,到八年级后趋于平稳,这说明八年级是关键的一年;在科学本质、科学知识的本质、科学方法的本质、科学事业的本质方面,学生先是随着年级升高而上升,但在高一年级时,学生的理解水平反而下降,有些甚至下降的极显著,结合质性材料,发现高年级的学生思维具有更强的发散性、辩证性、批判性,开始具有了独立思考判断的能力。(5)参考中国科学与技术协会的对公民具备基本科学素养的标准,北京市中学生具备基本科学素养的比例13.91%,高于2010年科普调查公民的3.27%,也高于具备高中文化水平公民的3.9%,与大学本科及其以上文化公民(13.2%)差不多。