中学生的科学探究能力在其个人认知发展过程中和将来从事社会工作时扮演着重要的角色。在科学研究中要想取得预期的探究成果就必须掌握处理探究活动中变量之间关系的能力,即控制变量的能力。笔者通过对文献、文本的查阅,对一线教师进行访谈,将初中学生控制变量的能力划分为四个子能力,分别为变量识别、实验假设与设计、操作与判断、分析与推理,并依据表现对其进行了水平划分,从而构建了初中生控制变量能力框架。依据构建的控制变量能力框架,笔者开发了共包含有三个科学探究任务的《初中学生控制变量能力测试任务》并进行试测。试测之后利用Rasch模型的Winsteps3.72.3软件对试测结果进行统计分析并依据分析结果对测试任务进行了修订,将修订后的测试任务用于初中生控制变量能力发展的实证研究。笔者在西安市周边乡镇和西安市主城区分别选取了一所初级中学,再分别从两所学校的每个年级随机抽取一个班级作为样本并对其进行了初中生控制变量能力发展研究的测试。将测试所得数据用Winsteps3.72.3软件进行分析。在确定测试工具具有良好性能指标的情况下,笔者对各年级学生的控制变量能力MEASURE值进行整体分析,同时对不同样本群体的控制变量能力进行了比较。此外,通过对各控制变量子能力的发展平衡性进行研究,确定了不同子能力的关键发展期。不同样本群体间的控制变量能力比较主要从以下三个方面进行:①不同年级学生控制变量能力进阶水平比较;②不同地域学校学生控制变量能力水平比较;③不同性别学生的控制变量能力水平比较。分析发现不同年级间学生的控制变量能力MEASURE值均值存在显著性差异,从初一到初三能力不断提高;两所不同地域学校学生的控制变量能力不存在显著性差异;初中男生和女生的控制变量能力存在显著性差异,女生的控制变量能力优于男生。对控制变量各子能力的发展平衡性研究结果表明随着年级的增长,初中学生的控制变量能力呈整体增长趋势,其中初一到初二是实验假设与设计子能力发展的关键期,初二到初三是变量识别、操作与判断和分析与推理子能力发展的关键期。研究结果表明,初中学生在进行科学探究的过程中已经具备一定的控制变量能力,部分学生已经能够设计对照实验对假设进行验证,并能基于已有数据进行推理。基于此,学校和教师应该积极开展教育研究,促进初中学生相关能力的发展。最后笔者在基于部分研究不足的基础上探讨了有待于进一步研究的问题,以期能够为后续研究者进行进一步研究和一线教师进行教学提供一定的参考。