Lima dimensi belajar terkait dengan asesmen pembelajaran sains adalah sebagai berikut.

1) Positive Attitudes and Perseption about Learning Sikap dan persepsi positif terhadap belajar. Apabila sikap dan persepsi siswa tinggi terhadap pembelajaran maka hasil belajar akan semakin optimal. Jika dikaitankan dengan assesmen, maka dilakukan Assesmen terhadap sikap dan persepsi siswa terhadap isi (content) dan proses pembelajaran sains yang dilakukannya. Contohnya adalah dengan penerapan Assesmen sikap/afektif yang dilakukan terhadap sikap ilmiah siswa ketika mengikuti proses belajar di kelas, melakukan eksperimen di laboratorium, maupun melakukan proses diskusi kelompok. Assesmen juga dilakukan pada cara pandang siswa terhadap kebermanfaatan pengetahuan yang dipelajarinya yang dapat diketahui dari hasil diskusi di kelas.

2) Acquiring and Integrating Knowledge Assesmen perolehan dan pengintegrasian pengetahuan baru, yaitu Assesmen dilakukan terhadap kemampuan siswa untuk membantu siswa menghubungkan pengetahuan awalnya dengan pengetahuan baru yang tengah dipelajari, sehingga terjadi keseimbangan (equilibrasi) antara proses asimilasi dan akomodasi. Contohnya dengan pemberian pre-test sebelum pembelajaran dimulai dan post test di setiap akhir pembelajaran di kelas untuk mengetahui sejauh mana siswa mampu mengintegrasikan pengetahuan baru yang diperolehnya.

3) Extending and Refining Knowledge Perluasan dan memperbaiki pengetahuan yaitu Assesmen dilakukan terhadap pengembangan (perluasan dan perbaikan) pengetahuan yang dilakukan oleh siswa. Contohnya adalah dengan melakukan Assesmen terhadap hasil diskusi siswa terkait permasalahan yang membutuhkan aplikasi berbagai konsep yang sifatnya kompleks. Berdasarkan laporan hasil diskusi dapat diketahui kemampuan siswa dalam membandingkan, mengklasifikasikan, membuat induksi ataupun deduksi, membuat analisis kesalahan, membuat dan menganalisis aspek pendukung, menganalisis perspektif, dan abstracting.

4) Using Knowledge Meaningfully Penggunaan pengetahuan secara bermakna yaitu Assesmen dilakukan terhadap kemampuan siswa menggunakan pengetahuan yang dimilikinya dalam melakukan penyelidikan maupun pemecahan masalah. Contohnya adalah dengan melakukan Assesmen terhadap kemampuan siswa dalam melakukan pemecahan masalah (problem solving), penemuan eksperimen (inquiry experiment), melakukan investigasi, melakukan invention, dan melakukan pengambilan keputusan (decision making).

5) Productive habit of mind Pembiasaan berpikir produktif, yaitu Assesmen dilakukan terhadap kemampuan siswa menggunakan pengetahuannya untuk menghasilkan sesutu melalui berpikir secara kritis, kreatif, dan regulasi diri (self-regulated). Contohnya adalah dengan memberikan tugas proyek kepada siswa untuk kemudian diberikan Assesmen pada proses (rancangan kegiatan) dan produk akhirnya (pelaporan).