基于证据进行推理的能力在科学教育改革中始终占据着重要地位,作为一种高阶思维能力,它是解决科学问题、开展科学探究等过程中不可或缺的关键能力。在国际科学教育发展变革和学生核心素养发展需求的背景之下,本论文围绕“证据推理”科学推理能力(SERA)展开了系统的实证研究。主要研究工作和结果如下:结合多领域的学理探讨,廓清了“证据推理”科学推理能力的概念内涵,强调的是从已有经验、问题情境中识别、转换、形成证据,利用证据进行推理,从而获得结论、解决问题的能力表现。在此基础上,结合相关研究,首先对课程标准等文本展开分析,结合课堂教学中所体现的“证据推理”,获得能力框架构建的理论基础和实践依据。整合“证据”和“推理”两方面的复杂性水平,利用专家调查加以修正,最终构建出科学而实用的“证据推理”科学能力框架。围绕能力框架,进行“证据推理”科学能力测评工具的设计和开发。形成初步工具之后开展试测调查,以此检验评价工具质量,根据数据结果对工项目具进行修正、调整,最终形成可以用于正式测评的、质量合格的“证据推理”科学能力测评工具。运用测评工具,测查了2261名初中学生的能力表现。利用SPSS 22.0与WINSTEPS 3.72.0软件对答卷进行数据统计和分析,结果发现,在不同年级、性别和学业等级3个变量上,初中生的SERA表现均具有显著差异;结合框架中的能力水平和个体访谈案例,详细比较了学生在3个变量上的表现特征和差异。遵循结构方程模型的分析思路,“证据推理”科学能力影响因素的研究包含两个阶段。在模型开发阶段,首先进行理论探究,探寻并确定了阅读学业成就、空间能力、数学学业成就、科学学业成就和科学兴趣5个可能的影响因素,界定出可识别的SERA影响因素模型,从测量模型、结构模型和完整的结构方程模型三方面分别报告。基于此,在模型评估阶段,编制问卷、选择工具,对各因素进行调查,利用SEM统计技术和AMOS 22.0分析软件对观测数据进行参数估计和适配检验,尝试建立影响因素与被试群体SERA表现之间的关系路径,进而发展形成SERA的影响因素模型。承接影响因素模型评估阶段的工作,根据模型质量评价数据,对初步建立的模型进行修正,使之成为一个较佳模型,确保模型兼具理论意义和统计质量。其后,将模型用于不同群组样本之间的共变结构分析,包括复核效化检验和调节效应分析两个部分。据此,进一步讨论和检验了影响因素模型的质量,同时深入地分析、比较了不同群组的样本在模型结构上的差异。“证据推理”科学能力对科学学习和学生素养发展等都具有重要意义,本论文围绕这一关键概念,以理论研究为基础,展开了测评研究和影响因素研究,获得了丰富的实证数据结果,达成了预期的研究目标。本研究为科学教育研究、能力测评与诊断做出了一些有益的尝试,间接地为提升推理能力、发展高阶思维、形塑学科素养、促进科学学习提供了支持,也为改进教师的教学实践提供了依据和方向。同时,在测评工具优化、样本选择、影响因素模型修正等方面还需更加完善,由此启发后续研究的实施方向。