21世纪的信息化时代对科学教育提出了更高的要求,日益增长的科学知识与有限的课程学习之间出现了矛盾,科学课程的“一英里宽,一英寸深”特点使得学生头脑中留存的是大量孤立、细碎的事实性知识,同时课程在横向主题与纵向学段上又缺乏必要的关联度与连贯性,因此研究者认为K-12阶段(即从幼儿园至12年级)的科学教育未能帮助学生搭建连贯的知识体系。国际科学教育领域以“少而精”的指导思想对上述问题进行了回应,提倡以少数的、处于学科核心的概念贯穿科学课程,以“学习进阶”(Learningprogressions,LPs)为教学实践提供科学的理论指导。本研究在分析国内外学习进阶相关文献的基础上,将学习进阶定义为“学生围绕某一特定主题学习时,所遵循的连贯、由浅入深、逐级复杂的思维路径,并在实证基础上可应用于教学实践的假设性描述”,其中“特定主题”指向了我国高中生物学的核心概念或大概念,为“少而精”的生物概念教学提供了“脚手架”。由此确定了本文的研究方向:以大概念1为例,基于大概念的高中生物学学习进阶研究。本文的研究内容如下:(1)结合我国的课程标准文件与教材内容,以大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”统整概念体系,并预设其学习进阶;(2)以高考题、模拟题、课后习题为基础开发测试工具验证进阶假设是否合理,得到基于实证的大概念1学习进阶;(3)整理基于学习进阶的大概念教学设计模型,应用学习进阶设计具体的章节教学案例。最终得到的以下两方面的研究结论:(1)大概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”学习进阶模型本研究以全景图的形式呈现了大概念1的学习进阶图。大概念1的建构是基于下位的4个核心概念,各核心概念又分别由4～17个一般概念和事实所支撑。笔者将“知道”各一般概念和事实定位在不同的学习进阶水平,表示核心概念的习得需经历以下由低至高的四个水平。其中学习进阶图中的箭头表示各一般概念和事实之间的“促成或实现”关系,呈现了学生在大概念1建构中的可能思维路径。除此之外,本研究一方面为强调学生在初高中概念建构中的连贯性,划分了大概念1的进阶起点,即学生在初中阶段就已掌握的学科知识或生活经验;另一方面梳理了学生在大概念1中的常见错误概念,其中错误率最高的为概念C5,即学生难以理解细胞膜控制物质进出的相对性。(2)基于学习进阶模型的教学设计本研究提出了基于学习进阶的大概念教学设计模型:基于学习进阶的学情分析、以学习进阶为脚本的教学路径设计、以问题为驱动的教学任务开发、评价反思以优化教学设计;同时根据大概念1的教学设计模型,以“细胞中的糖类和脂质”为例开发出具体案例设计。本研究在理论上填充了国内高中生物学学习进阶空缺的部分,在实践上以大概念1统整了课程内容体系,顺应了学生的认知发展规律,以期将学习进阶理论更好地应用于高中生物学教学研究。