作为宏观指导性质的教育思想,素质教育不再只是强调应试应考,而是开始注重于培养全面健康发展的人。在义务教育阶段,为了全面发展素质教育,需要从提升学生智育水平出发,努力培养学生的认知能力,促进思维发展。义务教育阶段是学生形成与发展抽象的逻辑思维能力的关键期,对学生的思维能力进行科学的培养,促进思维在不同阶段与层级进行发展,是非常重要的研究问题。因此,本研究致力于对初中生的科学思维发展层级进行测评,以期呈现初中生科学思维的发展水平,让教师在教学时对学生的思维发展水平有较好的掌握,以在设计教学时有的放矢;创造性地以科学思维为学习进阶变量,通过学习进阶教学实践解决学生的思维障碍,提高学生的思维水平,让学生学会学习。这对于丰富义务教育阶段物理学科科学思维和学习进阶的研究、提出培养科学思维的有效策略、切实提升学生的思维水平有重要的理论及实践意义。为了完成上述研究目标,本文做了如下的工作:（1）通过文献研究法对初中物理科学思维进行了理论探讨,梳理了科学思维、学习进阶的相关研究,深刻理解其研究背景、研究现状及理论基础,确定本研究的方法与思路。（2）通过对文献、教材和高中及初中物理课程标准及初中生心理特征的研究,结合SOLO理论构建适合于初中生的科学思维发展层级。（3）基于Wilson“四基石”模型的理论,编制初中物理科学思维量表。在实习学校进行实证研究,通过预调查和二次调查,基于Rasch模型对量表的质量进行检验,并对量表内容进行调整,验证理论的正确性,了解初中生科学思维发展现状。（4）以科学思维为进阶变量,进行初中物理科学思维学习进阶的教学实践,并在教学实践之后通过科学思维调查了解教学效果。通过研究工作,形成如下的研究结论:（1）通过对于理论的梳理,结合义务教育阶段物理课程标准中对初中生物理能力培养要求和初中生的思维发展特点,基于SOLO分类理论构建了科学思维发展层级。（2）通过编制的初中生科学思维量表对初中生进行调查。调查结果表明,编制的科学思维量表具有很好的信度和效度;学生的科学思维处于第三层级（系统层级）的学生人数最多,处于第一层级和第二层级（单维层级和联系层级）的学生人数次之,科学思维能够达到第四层级（整合层级）的人数最少。大多数初中学生的科学思维正处在发展中,具有较大的发展空间。（3）本文以《功的原理》的教学设计为例,对科学思维学习进阶的教学过程进行分析。在进行了两个月对实验班和对照班进行的科学思维学习进阶和传统式教学实践之后,对实验班级和对照班级进行后测,由Winsteps软件和SPSS软件进行效果分析。研究结果表明:科学思维学习进阶的教学效果优于传统教学,科学思维学习进阶教学实践能够很有效促进学生科学思维水平的发展,同时,传统教学也对科学思维的发展也起到了一定的作用。（4）为了促进学生从现有科学思维层级经历不同水平发展至以批判为主的整合层级,提出了发展到不同层级的相应教学建议,并在对研究进行总结和反思的基础上,做出了研究展望。