縱觀各國雖然對發展學生核心素養的具體路徑有着差異化的理論解讀與實踐探索，但都體現了同一個理念，即核心素養的培養需要以具體的學科課程與教學爲載體。基於學科培養學生核心素養，教育界一個重要的共識是“重視以學科大概念爲核心，使課程內容結構化，以主題爲引領，使課程內容情境化”。
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學科大概念與單元教學的融合
基於學科大概念開展單元教學在落實學科核心素養方面具有得天獨厚的優勢。如何繼承傳統單元教學的有益經驗，藉助學科大概念，打開設計與實施單元教學的新視界是值得思考和解決的問題。
·學科大概念的內涵與教育意義
大概念是指處於課程學習中心位置的概念、觀念或論題等， 是在事實基礎上抽象出來的深層次的、可遷移的概念。學科大概念則是隱藏在具體學科知識背後反映學科本質、居於學科中心地位、具有廣泛的適應性和解釋力的思想或觀點，是認識論、方法論和價值論的統一體。
從這個意義上看，學科大概念是搭建學科知識結構體系的邏輯起點，能將分散的課程、學科知識聯結成系統、結構化的整體。同時，這個意義模型還能被遷移應用於解釋更深層次的科學意義。
基於學科大概念的單元教學
大概念教學應該是生成意義和獲得方法的教學，這是其優於知識點灌輸的地方。學生在具體的情境中，不斷運用知識武器解決問題的過程，本就是一個有意義的知識建構過程，同時學生能夠逐漸掌握運用知識的操作方法，獲得了許多能力之知。
此外，由於學生需要不斷地在動態過程中嘗試和應用，他們又會生成一系列持久性的態度和立場。從這個角度看，基於學科大概念的單元教學實現了學科教學由知識教學向素養培育的轉變。由於大概念具有抽象性、統攝性等特徵，故單元教學成爲促進學科大概念理解的基本教學樣態。正如威金斯所言，“通過與數以千計的教師工作多年，我們發現單元爲設計過程提供了恰當而實際的切入點……單課相對簡單，時間太短，以至於無法考慮大概念的深入發展，也無法探究本質問題和實際應用。當一堂課被包含在更大的單元和課程設計中，通常纔會有目的性和連接性”。
可見，基於學科大概念的單元教學，在大概念統攝下進行單元整體建構，能解決學生思維發展低階性、課時之間零散性和教學單元之間割裂性等現實問題，進而促進學生對學科大概念的深度理解與學科核心素養的培育。
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基於學科大概念的單元教學設計
基於學科大概念的單元教學設計需要樹立整體觀，從單元的高度出發統籌知識、情境、問題、活動、評價等教學要素，通過對各部分的邏輯整合，幫助學生把握表層知識背後所蘊含的學科本質與關鍵，發展學科大概念和培育學科核心素養。
目前較受推崇的單元教學設計模式包括威金斯、麥克泰格提出的指向大概念的“逆向教學設計”以及“論證式教學”。“逆向教學設計”是在大概念的基礎上構建的三階段教學設計模式，其中，第一階段由大概念的學習要求制定的學習目標成爲階段二、階段三設計的依據。“論證式教學”則是通過尋找具體知識之間的關聯，提煉出大概念和小概念，再由上位概念組織教學。
上述模式涉及基於大概念的單元設計核心要素的微觀問題，但對如何基於不同單元類型，科學凝練大概念；如何基於大概念，提高基本問題與活動任務及單元內容的契合度等問題還缺乏深入探討。
·構建學科大概念體系
建立學科大概念體系是基於大概念進行單元教學設計的前提。可以根據現有的學科大概念，基於教師的理解並依據實際的教學需求、學生水平等形成大概念體系。具體而言，課程標準所陳述的素養目標或內容要求中往往包含了學科大概念的具體內容，因此，可以通過對課程標準等課程文本的分析提煉獲取學科大概念體系。
例如，《義務教育化學課程標準（2022年版）》中的每個學習主題均凝練了學科大概念，在學習主題內部以“大概念”爲線索構架起包含核心知識、思路與方法、科學態度、實踐活動等的主題內容結構，使得“大概念”成爲基於課標規劃教材內容體系以及實施單元教學的基礎。另外，由於利用大概念進行教學是突破教學重難點的有效途徑之一，因此，也可以藉助對教學重難點的分析來發現大概念，實現知識點的化零爲整。
如高中地理關於地球基礎知識的教學重點包括地球所處的宇宙環境、太陽輻射和太陽活動對地球的影響、地球圈層結構的劃分及其特點、地球的演化歷史；教學難點包括地球適宜生命生存的條件、太陽活動的類型與特點、地質年代的劃分、主要地質年代特徵、地震波特點、岩石圈的位置及其組成、大氣外部圈層結構的關係、有關地球運動的知識等。通過對上述重難點的剖析可以發現， 這些重難點都是圍繞地球基礎知識展開的。因此，可以提取出關於地球基礎知識的大概念，即“地球的自然狀態與進化發展是地球其他自然現象形成與發展的基礎”。
·基於大概念形成單元內容體系
在提煉大概念體系的基礎上，需要進一步圍繞大概念進行不同層級知識內容的選擇和整合，以構建單元學習內容體系。
以《義務教育化學課程標準（2022年版）》中主題2《物質的性質與應用》爲例，統領該主題的大概念爲“物質的多樣性”，其內涵包括：物質是多樣的，可以從物質的元素組成、成分組成、性質差異、自然存在還是人工造物、有機物還是無機物等角度進行物質分類；可以基於分類認識物質的共性及差異，並據此對物質加以利用。因此，這一單元內容體系的構建首先需要基於大概念“物質的多樣性”，提取出核心概念“基於多少的物質分類（純淨物和混合物）”和“基於元素組成的物質分類（單質和化合物）”；隨後進一步引出常見的物質，包括混合物（空氣、溶液）、單質（氧氣、常見金屬）以及化合物（水、金屬化合物、酸鹼鹽）等次位概念；而在理解學科概念或認識具體物質的過程中將會涉及常見物質的組成、性質和用途等學科事實性知識，至此形成了由核心概念（混合物、純淨物等）、次位概念（酸鹼鹽等）和具體的學科事實（水由氫元素和氧元素組成等）三個層級的知識要素構成的內容體系。由於該內容體系容量很大，涉及面廣，故考慮到教學的可操作性還可以將其進一步劃分爲多個具體內容板塊，從而形成相應單元的學習內容。
·確定單元類型及組建邏輯
單元主要可以劃分爲兩種類型，類型不同則基於大概念構建單元內容的方式也不同。
第一類是自然單元，它是按照課程標準中涉及的內容模塊以及現行教材中所規定的章節模塊確定的。例如，《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中，將高中化學教學內容分爲三類課程，其中必修課程涉及6個內容主題，而不同版本化學教材又對這6個主題做出了不同的章節內容劃分。由於此類單元偏向於體現學科邏輯和側重學科內容的深度學習，我們又將其稱爲學科內容主題單元。
第二類爲自主單元，是在課程標準以及教材章節內容的基礎上，按照教學需求對自然單元進行重新規劃與組織的單元類型。自主單元還可以進一步區分爲方法單元和任務單元，前者基於學科關鍵能力或方法組織單元教學內容，後者則以任務驅動的方式，按照問題解決路徑組織單元教學內容。在這一環節中，我們可以根據學科核心素養髮展的要求，對照初步構建的大概念體系及其內容結構和教材章節框架，對上述基於某一大概念而建構出的單元所屬的基本類型做出判斷，並明確其組建的基本邏輯思路。
·設計單元教學目標
基於大概念的單元教學目標是學生在單元學習結束後應當達成的預期結果。這一目標的確立首先必須反映課程標準的要求；其次要着眼於學科核心素養的發展，即從素養的基本維度出發對學生在單元學習中對學科知識應掌握到何種程度、學會何種解決學科問題的方法、建立怎樣的態度立場等加以分析，併合理使用不同程度的行爲動詞進行清晰的定位；再次目標要指向大概念，即通過單元教學目標關注學生對大概念的建構過程，促進學生對知識的深層理解。
·設置單元和課時基本問題
大概念教學是在解構和建構間不斷重構的過程，學生理解大概念是遵循具體—抽象的思維過程。因此，基於大概念的單元教學不同於傳統的“灌輸式”教學方式，需要通過問題的引導和各項學習任務推動學生展開合作探究，進而在問題的解決中學習新知識，掌握新技能，培養學生的核心素養。
首先，通過對一系列問題的設置，讓學生在回答、解決問題的過程中實現由事實不斷向上位概念的建構，從而加深和擴展對大概念的理解。如我們可以通過對“重力做功是重力勢能轉化的量度，重力做了多少功重力勢能就改變多少”“合外力做功是動能轉化的量度，合外力做了多少功動能就改變多少”“除重力或彈簧彈力以外的其他力做功是機械能轉化的量度，其他力做了多少功機械能就改變多少，如果除重力或彈簧彈力以外的其他力不做功，則機械能守恆，即爲機械能守恆的條件”這３個問題的研究來理解大概念“功是能量轉化的量度”。
其次，問題是聯繫大概念和學習活動之間的紐帶。學習活動均承載了具體的目的，並相互聯繫呈現指向大概念的活動邏輯，但若限於活動的開展而沒有核心引領，上述活動邏輯則不易被學生感知理解，從而導致學生無法從相應的學習活動中聚焦大概念學習。因此，需要藉助問題聚焦、外顯大概念，引領學習活動。
最後，基本問題具有層次條理之分，根據大概念的層級結構，基本問題可以分爲學科基本問題、單元間基本問題、單元基本問題和課時基本問題。學科基本問題指向學科大概念，和單元基本問題之間是整體與局部的關係。基本問題是理解大概念的關鍵，因此，基本問題的設計可以從遵循大概念的提煉方向來尋找，比較常見的提煉途徑包括：從課程內容中發現基本問題，如“化學反應中物質質量爲什麼會守恆”；從大概念的不同形式中發現基本問題，如觀念形式的大概念“物質微粒觀”對應形成的基本問題是“物質是由哪些微粒構成的、微粒具有什麼特徵、微粒是如何構成物質的”等。
·創設學習活動和探究任務
單元學習目標明確了要學什麼，但如何落實目標則關係到如何學，需要對單元學習進程與關鍵學習活動或任務加以設計。在設計單元學習進程時，需要緊扣單元基本問題，設計學習活動或任務來引導學生解決這些問題並推動課程的展開。將基本問題轉化爲學習任務和探究活動系列，並結合學習任務、探究活動與單元基本問題和課時基本問題的對應關係，安排其出現的先後順序及課時。
此外，學習活動和探究任務的組織要充分考慮學生對基本問題的認識角度和推理路徑，將學科知識邏輯轉變爲學生的思維過程與方法，以此讓學生的學習體現認識的連貫性和遞進性，並促進知識向能力素養的轉化。
·選擇單元評價方式
單元教學的評價是爲了測量學生是否達到了預期的教學結果，應立足於單元教學目標，特別關注大概念的理解水平，有針對性地採用思維結構評價和表現性評價的方式展開。基於大概念的單元教學設計的主要目的之一是爲了促進學生知識的結構化，思維結構評價關注的是學習過程中學生思維的結構化發展。
教師在進行評價設計時，可以圍繞學生對單元基本問題的回答展開，依據答案中蘊含的學科知識、技能、方法等要素的數量和關係將其劃分成不同水平的層級，以此評價學生思維的結構化程度。表現性評價則是針對學生在學習過程中的不同行爲表現展開的評價。基於大概念的單元教學致力於培養學生面對真實情境的問題解決能力，併爲此設計了一系列的學習任務和探究活動。表現性評價即通過對學生完成這些任務和活動時在合作交流、知識整合、解決應用、成果展示等方面展現的個體差異，把握學生在面對複雜情境時展現的能力水平