提高学生科学素养是当前国际科学教育的一个基本目标,也是我国提高科学教育质量、进行科学教育改革的重要方向。探究式教学作为基础教育改革中重要的新型教学方式之一,近些年得到学术界的广泛探讨,是公认的提高学生科学素养的重要教学方式。然而,经济合作与发展组织统筹实施的国际学生评价项目的相关报告显示,在多数施测国家中,学生感知到的探究式教学程度与学生科学素养得分为负相关,这一结论与前人研究结果大有出入。根据组织心理学的情景化及多层次理论,个体的行为不仅受到同一水平因素的影响,不同组织情境及不同群体也会对个体行为产生重要影响。学校作为一种上下级关系明显,有明确制度及明确分工的科层组织,学校层面的重要环境因素对学生学业成就必然有着潜移默化的影响。探究式教学作为教学方式的一种,是学校气氛的重要表现形式之一,其可在学校层级对学生学业成就表现产生稳定、普遍的重要影响。因此本研究基于国际学生评价项目所公开的中国四省市数据,将探究式教学方式提升到学校层级作为校园探究式教学气氛,分析其在学校层级时对学生科学素养的跨水平影响结果如何,并进一步将学生水平的科学兴趣、科学信念、科学自我效能感作为中介变量进行分析,探讨其在校园探究式教学气氛对学生科学素养的跨水平影响过程中是否存在中介效应。通过进行跨水平线性分析模型及跨水平中介分析模型的构建,本研究得出以下结论:(1)学生水平的探究式教学对学生科学素养有显著的负向预测作用,而校园探究式教学气氛对学生科学素养有显著的正向预测作用;(2)学生科学兴趣、科学信念对学生科学素养有显著的正向预测作用,而科学自我效能感对学生科学素养无显著影响;(3)校园探究式教学气氛对学生科学兴趣、科学信念、科学自我效能感均有显著的正向预测作用;(4)科学兴趣、科学信念在校园探究式教学气氛对学生科学素养的跨水平影响中起部分中介作用,科学自我效能感在这一过程中则无中介作用。