纵观各国虽然对发展学生核心素养的具体路径有着差异化的理论解读与实践探索，但都体现了同一个理念，即核心素养的培养需要以具体的学科课程与教学为载体。基于学科培养学生核心素养，教育界一个重要的共识是“重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化”。
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学科大概念与单元教学的融合
基于学科大概念开展单元教学在落实学科核心素养方面具有得天独厚的优势。如何继承传统单元教学的有益经验，借助学科大概念，打开设计与实施单元教学的新视界是值得思考和解决的问题。
·学科大概念的内涵与教育意义
大概念是指处于课程学习中心位置的概念、观念或论题等， 是在事实基础上抽象出来的深层次的、可迁移的概念。学科大概念则是隐藏在具体学科知识背后反映学科本质、居于学科中心地位、具有广泛的适应性和解释力的思想或观点，是认识论、方法论和价值论的统一体。
从这个意义上看，学科大概念是搭建学科知识结构体系的逻辑起点，能将分散的课程、学科知识联结成系统、结构化的整体。同时，这个意义模型还能被迁移应用于解释更深层次的科学意义。
基于学科大概念的单元教学
大概念教学应该是生成意义和获得方法的教学，这是其优于知识点灌输的地方。学生在具体的情境中，不断运用知识武器解决问题的过程，本就是一个有意义的知识建构过程，同时学生能够逐渐掌握运用知识的操作方法，获得了许多能力之知。
此外，由于学生需要不断地在动态过程中尝试和应用，他们又会生成一系列持久性的态度和立场。从这个角度看，基于学科大概念的单元教学实现了学科教学由知识教学向素养培育的转变。由于大概念具有抽象性、统摄性等特征，故单元教学成为促进学科大概念理解的基本教学样态。正如威金斯所言，“通过与数以千计的教师工作多年，我们发现单元为设计过程提供了恰当而实际的切入点……单课相对简单，时间太短，以至于无法考虑大概念的深入发展，也无法探究本质问题和实际应用。当一堂课被包含在更大的单元和课程设计中，通常才会有目的性和连接性”。
可见，基于学科大概念的单元教学，在大概念统摄下进行单元整体建构，能解决学生思维发展低阶性、课时之间零散性和教学单元之间割裂性等现实问题，进而促进学生对学科大概念的深度理解与学科核心素养的培育。
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基于学科大概念的单元教学设计
基于学科大概念的单元教学设计需要树立整体观，从单元的高度出发统筹知识、情境、问题、活动、评价等教学要素，通过对各部分的逻辑整合，帮助学生把握表层知识背后所蕴含的学科本质与关键，发展学科大概念和培育学科核心素养。
目前较受推崇的单元教学设计模式包括威金斯、麦克泰格提出的指向大概念的“逆向教学设计”以及“论证式教学”。“逆向教学设计”是在大概念的基础上构建的三阶段教学设计模式，其中，第一阶段由大概念的学习要求制定的学习目标成为阶段二、阶段三设计的依据。“论证式教学”则是通过寻找具体知识之间的关联，提炼出大概念和小概念，再由上位概念组织教学。
上述模式涉及基于大概念的单元设计核心要素的微观问题，但对如何基于不同单元类型，科学凝练大概念；如何基于大概念，提高基本问题与活动任务及单元内容的契合度等问题还缺乏深入探讨。
·构建学科大概念体系
建立学科大概念体系是基于大概念进行单元教学设计的前提。可以根据现有的学科大概念，基于教师的理解并依据实际的教学需求、学生水平等形成大概念体系。具体而言，课程标准所陈述的素养目标或内容要求中往往包含了学科大概念的具体内容，因此，可以通过对课程标准等课程文本的分析提炼获取学科大概念体系。
例如，《义务教育化学课程标准（2022年版）》中的每个学习主题均凝练了学科大概念，在学习主题内部以“大概念”为线索构架起包含核心知识、思路与方法、科学态度、实践活动等的主题内容结构，使得“大概念”成为基于课标规划教材内容体系以及实施单元教学的基础。另外，由于利用大概念进行教学是突破教学重难点的有效途径之一，因此，也可以借助对教学重难点的分析来发现大概念，实现知识点的化零为整。
如高中地理关于地球基础知识的教学重点包括地球所处的宇宙环境、太阳辐射和太阳活动对地球的影响、地球圈层结构的划分及其特点、地球的演化历史；教学难点包括地球适宜生命生存的条件、太阳活动的类型与特点、地质年代的划分、主要地质年代特征、地震波特点、岩石圈的位置及其组成、大气外部圈层结构的关系、有关地球运动的知识等。通过对上述重难点的剖析可以发现， 这些重难点都是围绕地球基础知识展开的。因此，可以提取出关于地球基础知识的大概念，即“地球的自然状态与进化发展是地球其他自然现象形成与发展的基础”。
·基于大概念形成单元内容体系
在提炼大概念体系的基础上，需要进一步围绕大概念进行不同层级知识内容的选择和整合，以构建单元学习内容体系。
以《义务教育化学课程标准（2022年版）》中主题2《物质的性质与应用》为例，统领该主题的大概念为“物质的多样性”，其内涵包括：物质是多样的，可以从物质的元素组成、成分组成、性质差异、自然存在还是人工造物、有机物还是无机物等角度进行物质分类；可以基于分类认识物质的共性及差异，并据此对物质加以利用。因此，这一单元内容体系的构建首先需要基于大概念“物质的多样性”，提取出核心概念“基于多少的物质分类（纯净物和混合物）”和“基于元素组成的物质分类（单质和化合物）”；随后进一步引出常见的物质，包括混合物（空气、溶液）、单质（氧气、常见金属）以及化合物（水、金属化合物、酸碱盐）等次位概念；而在理解学科概念或认识具体物质的过程中将会涉及常见物质的组成、性质和用途等学科事实性知识，至此形成了由核心概念（混合物、纯净物等）、次位概念（酸碱盐等）和具体的学科事实（水由氢元素和氧元素组成等）三个层级的知识要素构成的内容体系。由于该内容体系容量很大，涉及面广，故考虑到教学的可操作性还可以将其进一步划分为多个具体内容板块，从而形成相应单元的学习内容。
·确定单元类型及组建逻辑
单元主要可以划分为两种类型，类型不同则基于大概念构建单元内容的方式也不同。
第一类是自然单元，它是按照课程标准中涉及的内容模块以及现行教材中所规定的章节模块确定的。例如，《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中，将高中化学教学内容分为三类课程，其中必修课程涉及6个内容主题，而不同版本化学教材又对这6个主题做出了不同的章节内容划分。由于此类单元偏向于体现学科逻辑和侧重学科内容的深度学习，我们又将其称为学科内容主题单元。
第二类为自主单元，是在课程标准以及教材章节内容的基础上，按照教学需求对自然单元进行重新规划与组织的单元类型。自主单元还可以进一步区分为方法单元和任务单元，前者基于学科关键能力或方法组织单元教学内容，后者则以任务驱动的方式，按照问题解决路径组织单元教学内容。在这一环节中，我们可以根据学科核心素养发展的要求，对照初步构建的大概念体系及其内容结构和教材章节框架，对上述基于某一大概念而建构出的单元所属的基本类型做出判断，并明确其组建的基本逻辑思路。
·设计单元教学目标
基于大概念的单元教学目标是学生在单元学习结束后应当达成的预期结果。这一目标的确立首先必须反映课程标准的要求；其次要着眼于学科核心素养的发展，即从素养的基本维度出发对学生在单元学习中对学科知识应掌握到何种程度、学会何种解决学科问题的方法、建立怎样的态度立场等加以分析，并合理使用不同程度的行为动词进行清晰的定位；再次目标要指向大概念，即通过单元教学目标关注学生对大概念的建构过程，促进学生对知识的深层理解。
·设置单元和课时基本问题
大概念教学是在解构和建构间不断重构的过程，学生理解大概念是遵循具体—抽象的思维过程。因此，基于大概念的单元教学不同于传统的“灌输式”教学方式，需要通过问题的引导和各项学习任务推动学生展开合作探究，进而在问题的解决中学习新知识，掌握新技能，培养学生的核心素养。
首先，通过对一系列问题的设置，让学生在回答、解决问题的过程中实现由事实不断向上位概念的建构，从而加深和扩展对大概念的理解。如我们可以通过对“重力做功是重力势能转化的量度，重力做了多少功重力势能就改变多少”“合外力做功是动能转化的量度，合外力做了多少功动能就改变多少”“除重力或弹簧弹力以外的其他力做功是机械能转化的量度，其他力做了多少功机械能就改变多少，如果除重力或弹簧弹力以外的其他力不做功，则机械能守恒，即为机械能守恒的条件”这３个问题的研究来理解大概念“功是能量转化的量度”。
其次，问题是联系大概念和学习活动之间的纽带。学习活动均承载了具体的目的，并相互联系呈现指向大概念的活动逻辑，但若限于活动的开展而没有核心引领，上述活动逻辑则不易被学生感知理解，从而导致学生无法从相应的学习活动中聚焦大概念学习。因此，需要借助问题聚焦、外显大概念，引领学习活动。
最后，基本问题具有层次条理之分，根据大概念的层级结构，基本问题可以分为学科基本问题、单元间基本问题、单元基本问题和课时基本问题。学科基本问题指向学科大概念，和单元基本问题之间是整体与局部的关系。基本问题是理解大概念的关键，因此，基本问题的设计可以从遵循大概念的提炼方向来寻找，比较常见的提炼途径包括：从课程内容中发现基本问题，如“化学反应中物质质量为什么会守恒”；从大概念的不同形式中发现基本问题，如观念形式的大概念“物质微粒观”对应形成的基本问题是“物质是由哪些微粒构成的、微粒具有什么特征、微粒是如何构成物质的”等。
·创设学习活动和探究任务
单元学习目标明确了要学什么，但如何落实目标则关系到如何学，需要对单元学习进程与关键学习活动或任务加以设计。在设计单元学习进程时，需要紧扣单元基本问题，设计学习活动或任务来引导学生解决这些问题并推动课程的展开。将基本问题转化为学习任务和探究活动系列，并结合学习任务、探究活动与单元基本问题和课时基本问题的对应关系，安排其出现的先后顺序及课时。
此外，学习活动和探究任务的组织要充分考虑学生对基本问题的认识角度和推理路径，将学科知识逻辑转变为学生的思维过程与方法，以此让学生的学习体现认识的连贯性和递进性，并促进知识向能力素养的转化。
·选择单元评价方式
单元教学的评价是为了测量学生是否达到了预期的教学结果，应立足於单元教学目标，特别关注大概念的理解水平，有针对性地采用思维结构评价和表现性评价的方式展开。基于大概念的单元教学设计的主要目的之一是为了促进学生知识的结构化，思维结构评价关注的是学习过程中学生思维的结构化发展。
教师在进行评价设计时，可以围绕学生对单元基本问题的回答展开，依据答案中蕴含的学科知识、技能、方法等要素的数量和关系将其划分成不同水平的层级，以此评价学生思维的结构化程度。表现性评价则是针对学生在学习过程中的不同行为表现展开的评价。基于大概念的单元教学致力于培养学生面对真实情境的问题解决能力，并为此设计了一系列的学习任务和探究活动。表现性评价即通过对学生完成这些任务和活动时在合作交流、知识整合、解决应用、成果展示等方面展现的个体差异，把握学生在面对复杂情境时展现的能力水平