建立对自然系统的特性和行为的科学解释的能力一度被认为是科学课程学习的核心能力。认知心理学的研究表明,如果学生在学习或解决问题时能自行产生解释,就可以加深对主题的理解,并改善知识的传播。2012年,NGSS将“建构解释”视为主要的科学实践之一,多项科学教育文献和有关科学教育的改革文件一直在强调学生参与建构自己的科学解释的重要性。关于评价物理学科领域学生的科学解释能力,本文根据科学解释的哲学释义对学生的科学解释能力进行概念界定,结合国外现有研究成果构建了包括解释的深度、解释的结构性、解释的统一性三个维度的科学解释能力的理论框架,编制了三道高中物理电学部分的测试题对上海市不同层次水平的三类学校10个物理等级考班级的学生的科学解释能力进行了调查。结果表明高中物理等级班的学生具有推论最佳解释的能力,但学生所表现出的整体科学解释能力水平较低,大多数学生只能解释到活动深度,其解释不具有良好的逻辑结构,而在统一性方面学生很难推论出具有广泛适用性的解释。同时我们发现三个维度之间,学生的解释深度、解释结构分别于解释统一性存在一定的相关性。对不同层次学校学生的解释能力的对比分析,三类学校学生解释能力具有显著性差异。对学生所作科学解释特点进行分析,我们发现:(1)高中的学生不再出现目的论解释,具有较高的因果敏感性和知识储备能够完成解释推论。(2)受直觉思维的影响,进行局部推理、集中式推理,难以对系统中作为微观级交互结果出现的宏观级属性进行推理。(3)专注于线性顺序因果链,难以进行复杂结构关系解释。针对提高学生科学解释能力,我们提出了进行情境式学习、探究式学习,进行明确的科学解释培训,进行交互式计算机仿真和提高学生元认知能力的教学建议。