“物质粒子性”大概念是化学学科重要的大概念之一。刻画与描述学生物质粒子性大概念发展路径对于诊断和促进学生的学习具有重要意义。有关大概念的学习进阶水平能够为学生核心素养的发展路径提供一定的基线校准,从而有效在大概念进阶水平的基础上来指导学生整合科学知识和科学实践能力水平的刻画。科学建模是学生科学学习活动中十分重要的科学实践活动之一。理解学生整合科学知识的科学建模能力发展路径对于理解学生核心素养的达成过程及评价学生的素养水平具有重要意义。但目前尽管有关科学建模的研究一直占据国际科学教育热点,我国大部分研究仍处于对其教学及策略等的探索阶段,少有研究关注对科学建模的评价。本研究旨在开发小学、初中和高中三个阶段一体化、纵向连贯性的“物质粒子性”大概念学习进阶,并根据整合发展的观点,探索如何运用“物质粒子性”学习进阶进行学生科学建模能力测试题的开发,并对小初高学生科学建模能力进行分析与评价。具体包括三个大问题和五个子问题。三大研究问题为小初高“物质粒子性”学习进阶是怎样的?如何基于小初高“物质粒子性”学习进阶进行科学建模能力评价试题的开发和检验?以及小初高学生在“物质粒子性”科学建模能力评价试题上的表现如何?为了回答上述研究问题,本研究综合采用了多种研究方法。理论研究主要基于对相关文献的综述及国内外科学课程标准内容分析比较。实证和应用研究采用了跨学段铆合测试工具,Rasch模型及多种量化统计方法等。本研究主要包括三个研究任务。研究任务一和任务二是小初高学生“物质粒子性”大概念学习进阶的理论构建和实证检验。理论学习进阶的构建主要通过对国内外课标分析与已有研究综述（结构中心方法论）进行。理论学习进阶主要包括三个阶段（小初高）,八个进阶水平,详见第五章。构建理论学习进阶后,根据科学测量与评价的基本开发原理（四基石模型）和检验测评工具（Rasch模型）对理论学习进阶进行实证检验,详见第六章。测量工具的开发和检测运用项目反应理论中的Rasch模型进行检验与修订。经过实证检验,“物质粒子性”大概念学习进阶由原来的三阶段八水平修正为三阶段七水平。具体水平为,小学阶段水平1基于宏观尺度认识物质,初中阶段的水平2基于元素组成认识物质,水平3基于微粒种类及其运动认识物质,和水平4基于原子之间的化合认识物质,以及高中阶段的水平5基于分子间作用力认识物质,水平6基于原子之间相互作用认识物质和水平7基于“位构性关系”认识物质。实证检验后的学习进阶各项参数均符合标准,测评工具具有较好的信度和效度,具有充足的实证依据支撑。研究任务三是对基于该学习进阶的“物质粒子性”科学建模测试题的开发进行探索和实证检验,并对小初高学生的科学建模能力水平进行评价（第七章）。本研究以整体效度理论为理论基础,采用ECD和CCD整合框架,基于小、初和高三阶段学生“物质粒子性”学习进阶水平来指导有关该大概念的科学建模能力试题的开发,并测评小初高学生的科学建模能力。领域分析和领域构造是试题开发的两个主要部分。通过分离度、信度及题目难度与被试能力对应图等指标,对所开发的基于学习进阶的科学建模试题进行了质量检验与分析,结果显示题目均质量良好。本研究进一步运用基于“物质粒子性”学习进阶的科学建模能力测评工具,对小初高不同学段及不同性别学生的科学建模能力进行测评,发现小初高三阶段学生的能力水平有所不同;初高学生在应用“物质粒子性”大概念进行科学建模来解释真实问题的能力明显高于小学阶段学生的能力,但初高学生之间的能力并没有显著性差异;男女在科学建模能力上没有显著性差异。整体而言,小初高学生“物质粒子性”科学建模能力仍需进一步提高。本研究是对学习进阶从进阶开发向进阶应用,从关注学科概念到学科素养研究的一次尝试。本研究的创新点有三:首先,本研究尝试刻画小初高三阶段连贯性与一体化的“物质粒子性”大概念发展路径,这对课程设计、教学诊断和学生评价等均具有一定的价值。其次,本研究尝试基于“物质粒子性”学习进阶进行学生科学建模能力试题的开发,可以为当前学生核心素养的测量与评价提供技术路线支撑和思路;第三,本研究所开发的小初高“物质粒子性”科学建模能力测评工具能够为当前学科核心素养的测评提供一定思路。研究探索的基于纵向连贯的三阶段学习进阶的学生科学建模能力测评,可以为学习进阶如何指导评价提供一定的思考,也为实现学生的跨学段、长期素养评价监控提供一定的借鉴。