科学探究能力的评价方式通常包括纸笔测试、现场观察和工作单。纸笔测试对科学探究能力中科学思维和科学推理的某些要素如:提出问题、猜想与假设等具有良好的评价效果,而现场观察和工作单则能有效地评价学生在科学探究中的过程技能。在一线教学中,往往使用“实验报告册+纸笔测试”的方式来评价学生的科学探究能力。本研究将现场观察、工作单和纸笔测试三种评价方式进行了适当组合,建构了基于多元评价的科学探究能力评价体系,根据此“现场观察+工作单+纸笔测试”的多元评价体系编制了多元评价工具,并利用编制的多元评价工具进行了教育实验。实验以重庆市万州区A校高一年级两个班的69名学生作为被测对象,X班为实验班,Y班为对照班,以人教版高中生物必修1中的三个探究性实验作为内容载体,实验班级X班学生采用“现场观察+工作单+纸笔测试”的多元评价,对照班级Y班学生采用“实验报告+纸笔测试”的传统评价,在经过一学期的评价实践后,以自编的多元评价工具对所有被测对象进行测试,以研究多元评价对学生科学探究能力的影响。在重庆市万州区A校的个案中,得到如下研究结论:第一,相对于传统评价,多元评价能够从总体上显著提高学生的科学探究能力。第二,相对于传统评价,多元评价能够显著提高学生科学探究能力的八个要素的能力。第三,相对于传统评价,多元评价对不同性别学生的科学探究能力均起到了显著的促进作用,同时对女生的促进作用比对男生更加明显。第四,相对于传统评价,多元评价对不同层次学生的科学探究能力均起到了显著的促进作用,同时对后进生的促进效果最明显,其次是中等生,最后是上进生。