基于核心素养的课程改革是当前教育的重点。新时代立德树人背景下科学课程核心素养包含哪些要素还不清楚,评价指标体系还不够完善,学生科学课程核心素养发展的学段特征还有待进一步系统研究,这些都制约着科学课程改革的发展。本研究从多元化和本土化的视角,建构了小学生科学课程核心素养的结构和测评框架,并在测评基础上归纳了小学生科学课程核心素养的学段特征,为科学课程改革提供了理论和实证依据。主要做了四个方面的研究:第一,建构了小学生科学课程核心素养的结构和测评框架。首先,从国际比较的视角对12个国家和地区当前小学科学课程标准中的核心素养进行比较,从历史沿革的视角对我国百年以来小学科学课程标准文件进行文本分析,从公民科学素养的视角对52名利益相关者进行非结构化深度访谈,本研究发现:当前国际科学教育和利益相关者都重视培养学生的科学知识、科学探究、科学思维和科学态度;科学探究和科学态度的内涵不断丰富,科学思维的核心地位凸显;我国科学课程标准中持续强调人地和谐的观念。在此基础之上,本研究综合考虑科学课程的育人价值、科学课程特色、国际趋势、历史传承和现实需求,建构了小学生科学课程核心素养的结构,确定了小学生科学课程核心素养测评的四个维度和13个观测指标。根据各观测指标在科学发现、科学教学中的作用,基于已有研究,本研究确定了各指标的进阶变量,并对学生在各指标上的表现作出了进阶假设。第二,开发并优化了小学生科学课程核心素养的评价工具。根据理论建构的小学生科学课程核心素养结构和测评框架,开发了表现性任务评价工具。通过试测、初测和实测,修订了小学生科学课程核心素养的学习进阶,并验证了小学生科学课程核心素养的结构。评价工具的专家效度、编码一致性较好。Conquest 4.0软件运行多维Rasch模型分析的结果显示,测评工具整体质量良好;四维结构比一维、二维和三维结构更能拟合实测数据;13个观测指标的3级表现标准划分较合理。第三,界定了小学生科学课程核心素养的表现标准。为了客观认识小学生科学课程核心素养的发展现状,本研究对235名学生的临床访谈表现进行聚类分析,将小学生的科学课程核心素养及其四个维度的表现划分为三个类别。判别分析的结果显示,三个类别之间差异显著,且能将94.5%的学生正确分类,表明三个类别的划分是有效和可靠的。在此基础上,结合三个类别学生的具体表现,从量化和质化方面描述了小学生科学课程核心素养及四个维度的表现标准。第四,归纳了小学生科学课程核心素养发展的学段特征。使用已界定的表现标准对小学生的科学课程核心素养进行发展研究。通过描述性统计、方差分析、卡方分析和多分类logistic回归分析,结果显示:小学生科学课程核心素养及其4个维度的表现都随着学段升高而提升,学段之间差异显著。低段学生主要表现为水平1,中段学生主要表现为水平2,高段学生主要表现为水平3。