有什么样的科学素养观，就会有什么样的理科教学。科学素养的内涵不是永恒不变的。
所谓现代意义下的科学素养，就是借助普通教育的重要组成部分——理科教学，所应当培养的公民素质。其组成的六个范畴分别是：1、概念性知识——构成科学的主要概念、体系或观念；2、科学的理智——科学研究的方法论；3、科学的伦理——科学所具有的价值标准；4、科学与人文——科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系；5、科学与社会——科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系；6、科学与技术——科学与技术之间的关系与差异。
1996年，SCCC在《旨在行动的理科教育》的讨论文件中用“科学实践力”替代了“科学素养”这一术语，其要素是：科学好奇心、科学探究力、科学性理解、科学创造性、科学感受性。
1960年前后，是PSSC、CBA、CHEMS、BSCS等高中新理科课程编制的黄金期。其中的PSSC被称为当时的改革范式，PSSC提出物理教学的目标与内容的基本观念有如下两点：1、设计新的教学大纲，以逻辑的且综合整体的范式，阐述迄今为止物理学的主要发展；2、以当今人类的活动及其成就的一部分——知性的、文化的探究形式展开物理教学。施瓦布列述了这样进行理科教学改革的最重要的三点理由：（1）培养科学家的需要；（2）培养有为的政治领袖的需要；（3）培养新型公民的需要。总之，当时是一个讴歌科学技术的时代。从某种意义上说是把学生视作脱离日常生活的新一代科学家来培养，并从中引出理科教学的教育价值。
进入20世纪60年代，小学、初中的理科课程编制也活跃起来，这些课程也是按照布鲁纳的著名假设——“任何学科的基础都可以用某种知性的率直的形式，有效地交给任何发展阶段的任何儿童”这一基本视点编制的，因此多具有学问中心的性质，都具有综合理科的性质。
在理科课程改革的步伐中，科学素养的内涵逐渐扩充，现代科学素养囊括了如下三个视点：（1）学习科学的知识——掌握和发展概念性知识、理论性知识；（2）学习关于科学的知识——理解科学的性质和各种方法，尊重科学的历史与发展，认识科学、技术、社会与环境之间产生的复杂的交互作用；（3）实践科学——结合科学探究与问题解决的专业见解，展开科学探究活动。上述三个视点（要素）相互关联、相互依存。
因此，理科教学的设计需要联系上述三要素，满足下列条件：（1）要考虑每个学生的知识、信念、价值、态度、动机、个人经验；（2）以更人性化的方式提供科学与技术；（3）向所有学生提供科学探究的机会，和借助自主选择并设计的技术，从事问题解决作业的机会。
