먼저 학교급, 학교 계열, 지역규모(도시화 정도)의 세 가지 변인을 고려하여 구분된 9개의 표집층을 활용하여 학교 모집단을 상호 배타적인 층으로 분류하고, 각 층의 모집단 크기에 비례하는 크기의 학교 표본을 추출하였다. 학교 표집 후에 표집된 학교 내에서 개별학생을 표집하였다. 평가 대상으로 추출된 학생은 인지 영역의 검사와 학생 대상 설문에 응답하며, 학생 표본과 직접 연계된 학부모가 학부모 설문지를 작성하고, 학교 설문은 표집학교의 교장 또는 교장이 지정한 사람이 작성한다. 교사 설문의 작성은 표본 학생들과직․간접적으로 연계된 표집학교의 교사가 작성하는데, 표집학교의 교사 중에서 표집된 학생 표본을 가르치는 교사를 과학 교과와 그 외 교과 교사로 구분하여 표집하였다.
표집된 학교 내에서 평가 대상이 될 학생을 표집하여 인지영역 검사와 학생 대상 설문에 응답하도록 했다. 설문은 표집된 교사와 학생과 연관된 학부모가 작성했다.