在認知方面，主要集中于上海中考數學測評的目標、相應分析框架及框架制定。
上海中考數學測評的依據是數學學科的課程標準。為了根據測評要求，全面、準確反映初中畢業生學科學習所達到的水平，以及滿足課程標準中知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的三維目標等要求，上海市教委在2009年4月正式出版了《2009年上海市初中畢業統一中考數學測評考試手冊（實驗本）》，此后逐年修訂考試手冊，力求進一步明確考試目標及要求，數學測評的框架也在該考試手冊中得到體現。
整個上海中考數學測評框架被納入考試標準。框架的制定有各方人員的參與，既有課程方面的專家，又有第一線的教師，還有學科測量方面的人員，以及有多年命題經驗的專家。整個框架的制定過程中，非常注意保持框架內容、要求與課程標準的一致性，對不同內容領域的知識點和相應的認知水平進行細化，并且對能力進行了界定。整個過程如圖6-3所示。
圖6-3 上海中考數學測評標準形成過程
上海中考數學測評以課程標準為命題依據，在考核目標和測試內容范圍上不能超出課程標準目標框架及內容領域。而且上海中考數學測評對學業水平具有評定功能，在制定過程中，過程與方法維度以及知識認知水平的要求就需要進一步細化。整個上海中考數學測評的目標分析框架，它呈現出兩維的框架結構，由內容部分、過程與方法部分構成。在內容部分，主要考查5個內容領域：數與運算、代數與方程、函數與分析、數據整理與概率統計、圖形與幾何。在過程與方法部分，主要考查學生的4種能力：邏輯推理能力、運算能力、空間觀念、解決簡單問題的能力。
測評標準制定的難點在于對過程與方法的確定，特別是能力的確定。在課程標準的過程與方法目標維度中，共提到了11種能力，分別是邏輯推理能力、運算能力、空間觀念、數學探究能力、應用能力、創新能力、運用數學語言的能力、研習能力、批判思維能力、自我調控能力、交流與合作能力。通過查閱相關資料，[8]以及研究小組專家、評價專家的積極參與，最終形成了邏輯推理能力、運算能力、空間觀念、解決簡單問題的能力這4個目標分類分析框架。在制定整個目標分析框架的過程中，資料的匯總分析及專家的經驗起了很大的作用。
目前上海中考數學測評的目標如下。[9]
本考試考查考生的數學基礎知識和基本技能，考查考生的邏輯推理能力、運算能力、空間觀念和解決簡單問題的能力。 同時依據2004年版課程標準規定的初中階段（六至九年級）課程目標，確定如下具體考試目標。
·基礎知識和基本技能
A.知道、理解或掌握“數與運算”“代數與方程”“圖形與幾何”“函數與分析”和“數據整理與概率統計”中的相關知識；
B.領會字母表示數的思想、化歸思想、方程思想、函數思想、數形結合思想、分類討論思想、分解與組合思想等基本數學思想；掌握待定系數法、消元法、換元法、配方法等基本數學方法；
C.能按照一定的規則和步驟進行計算、畫圖和推理。
·邏輯推理能力
A.知道進行數學證明的重要性，掌握演繹推理的基本規則和方法；
B.能簡明和有條理地表述演繹推理過程，合理解釋推理演繹的正確性。
·運算能力
A.知道有關算理；
B.能根據問題條件，尋找和設計合理、有效的運算途徑；
C.能通過運算進行推理和探求。
·空間觀念
A.能根據條件畫簡單平面圖形和空間圖形；
B.能夠想象幾何圖形的基本運動和變化；(www.toyotajt.cn)
C.能夠從復雜的圖形中區分出基本圖形，并能分析其中的基本元素及其關系；
D.能由基本圖形的性質導出復雜圖形的性質。
·解決簡單問題的能力
A.能對文字語言、圖形語言、符號語言進行相互轉譯；
B.知道一些基本的數學模型，并通過運用，解決一些簡單的實際問題；
C.初步掌握觀察、操作、比較、類比、歸納的方法；懂得“從特殊到一般”“從一般到特殊”及“轉化”等思維策略；
D.初步會對問題進行多方面的分析，對問題解決的結果進行合理解釋；
E.會利用已有的知識經驗，解決新情境中的數學問題。
具體的上海中考數學測評內容及水平要求呈現如下。[10]
考試內容中各認知水平層級、基本特征及用于表述的行為動詞如表6-1所示。
表6-1 考試水平層級、基本特征及行為動詞
具體考試內容及相應水平層級要求如表6-2所示（以數與運算為例）。
表6-2 數與運算考試內容及相應水平層級
這里顯現出，內容領域的知識—水平層級結構的測評要求，同過程與方法領域的能力相結合，形成了整個測評框架的知識—水平層級—能力三維結構。上述水平層級一定程度上受到布盧姆分類目標的影響，但與此同時，能力在水平層級上的關系和能力與知識之間的關系沒有進一步細化，這會直接影響過程與方法、知識與技能之間的關系處理。上述相關內容的表現描述，包括能力的表現描述，主要是基于課程標準。對上述描述是否能在命題中實現的問題，這里或許需要依賴基于大規模測評中的經驗來進行判斷。對實現的程度如何，以及基于上述表現所編制的試題對相關能力的體現是否能在試卷中概括出來的問題，需要逐步進行相應的實證研究。[11]
結合PISA測評的目標分析框架及制定，上海中考數學測評的目標分析框架及制定主要呈現的特點，如表6-3所示。
表6-3 上海中考數學測評和PISA數學測評框架及制定的特點
（續表）
上海中考數學測評的目標分析框架，著重依據現有的課程標準，力求保持與課程標準的一致性，但是數學素養、數學知識、能力之間的內在聯系性在框架中沒有充分體現出來，特別對于能力在內容認知水平層級上的關系不夠明確。從測評系統的角度來看，對上海中考數學測評目標分析框架的量化有待進一步論證，這里更多的是經驗和理論層面的思考。
