加强对基础教育质量的监控与评估日益成为一个重要的国际趋势。PISA、TIMSS等国际大型评量研究所调查的主要是以国际普遍、共性部分为主,较难关注个别区域和文化特征的研究。为了进一步深化我国本土化科学教育研究,补充我国基础科学教育质量的监控与评估测量研究,有必要建立基于我国科学教育课程目标的学生科学学科能力框架,并进行相关的测量研究。本文在研究过程中主要应用文献研究法、基于Rasch模型的测验编制法、基于验证性因素分析法(CFA)的框架结构优化法等研究方法。研究内容主要包括四个部分：第一,科学学科能力及其测量框架的构建。基于对学科能力和科学课程特征的分析,采用文献研究法初步提出科学学科能力及其测量框架。第二,科学学科能力测量工具的开发和质量检验。首先,以科学课程中的“物质科学”主题为研究载体,基于初步构建的科学学科能力测量框架,编制科学学科能力测量工具；其次,利用Rasch测量模型分析软件Bond&FoxSteps1.0进行建模与分析,检验测量工具信度和效度,确定组成的测量工具符合分析要求。第三,科学学科能力框架的优化。利用验证性因素分析软件Amos6.0对初步建构的科学学科能力框架进行优化,确定科学学科能力的最终框架。第四,科学学科能力框架的应用。主要利用SPSS16.0软件进行统计分析,初步尝试对科学学科能力框架的应用。研究发现：所开发以科学课程中的“物质科学”主题为载体的中学生科学学科能力测量工具具有良好的信度和效度,符合进行验证性因素分析的基本要求。经过验证性因素分析验证后,得出结论：学生科学学科能力框架中学生科学学科能力做如下划分：一、科学概念；二、科学符号；三、科学定量；四、科学实验。这四个维度并非彼此独立,而是以科学概念为中心影响因素的结构,而科学符号、科学定量和科学实验彼此间较为独立。在实际教学中应该重视科学概念的功能,不仅仅满足于概念本身的含义,还应该重视其对科学概念对科学符号、科学定量和科学实验三方面内容的辅助作用。利用SPSS16.0软件进行的统计分析结果表明：“科学符号”维度的科学学科能力发展在0.05水平上存在性别显著性差异,可能是不同性别学生的抽象思维方式不同所致；利用科学学科能力框架能具体分析出导致学生科学学科能力明显较低的能力维度；科学学科能力与数学学科能力发展的呈显著正相关。