在物理学科背景下开展高中生科学论证能力测评研究具有重要意义。本文以科学论证能力为主线,构建了合适的评价框架,设计了适用的评价工具,调查了山东省两所学校高一年级学生的科学论证能力、论证态度的表现,并探讨了不同表现与物理学业成就之间的关系。首先,基于现有研究,将科学论证能力定义为:个体在面对未知问题时,基于证据,通过推理提出观点,对不同观点进行反驳,为自己观点辩护的能力。密切围绕科学论证能力的定义,在多维度论证能力评价标准的基础上确定了科学论证能力评价框架的四个维度:“概念复杂性”、“规则精确性”、“证据可靠性”和“推理有效性”。并分别依据概念复杂度、对规则表述的精确程度、证据的数量和相关充分性以及推理的复杂程度将四个维度划分为三个水平。其次,设计了科学论证能力评价工具。选择“力与运动”、“磁现象”、“物态变化”等初、高中物理学科重点内容作为问题情境的知识载体,依据“证据使用框架”中的“流程-要素对”设计问题,围绕科学论证能力评价框架设计评分标准。分别对44名和250名高一年级学生进行两轮实证检验,应用Winsteps软件分析数据,结果显示:设计的科学论证能力评价工具信、效度高;试题-被试对应呈现良好特征;试题具有单维性的特点;评分分档设置合理。随后,使用SPSS软件分析第二轮实测数据,从科学论证能力测试得分、科学论证不同维度得分率和论证态度三个方面描述了被试科学论证能力的表现,得到如下结论:(1)大多高中生的科学论证能力处于中等水平。被试在“规则精确性”和“推理有效性”维度表现较好,“概念复杂性”维度表现较差。(2)不同性别被试科学论证能力不存在显著性差异(t=0.312,p>0.05)。(3)不同学校被试科学论证能力不存在显著性差异(t=-1.835,p>0.05),不同学校被试在“概念复杂性”、“推理有效性”和“证据可靠性”维度得分率存在显著性差异。(4)大部分被试论证态度为“倾向避免论证”;不同性别被试论证态度存在显著性差异(t=2.044,p<0.05);不同学校被试论证态度不存在显著性差异(t=-0.601,p>0.05)。科学论证能力与论证态度之间存在显著正相关(r=0.450,p<0.01)。科学论证能力各维度与论证态度之间均存在显著正相关,其中“证据可靠性”维度与论证态度相关性最高。(5)科学论证能力与物理学业成就之间存在显著正相关(r=0.595,p<0.01),女生被试科学论证能力与物理学业成就的相关系数大于男生被试。科学论证能力可以解释物理成绩变异的34.8%。科学论证能力各维度与物理学业成就均呈现显著正相关,其中“概念复杂性”维度与物理学业成就相关性最高,“证据可靠性”维度与物理学业成就相关性最低。最后,基于研究结论,对科学论证能力评价和教学提出具体建议。同时,分析可以进一步研究的问题,对后续研究提出展望。