纵观世界各国学科教育领域的改革、探索及实践，都旨在培养以素养为导向的未来学习者，并以此作为奋斗目标，帮助学习者应对未来社会持续不断的挑战。近年来，伴随着人们对于其他学科领域的认知，「大概念」教学作为一类科学的教学方式，能够帮助学习者获得整合信息的「聚合器」、形成知识体系的脚手架以及产生元认知的驱动力。同时以学习环境为载体，以元认知为内在动力的实践路径，也能够有效地促进学习者思维结构体系的发展，落实核心素养。
纵观近几十年世界各国及区域开展的教学类实践改革，「大概念」在教学过程中所发挥的引领和统摄作用开始受到教育领域专家及一线教师的普遍关注，同时他们也开始对「大概念」教学实践过程所彰显的内部机制展开探索，并尝试将学科教育情境中的「大概念」进行系统化的设计与转化，使其能够匹配未来学习者所需要的持久性学习能力。这一目标导向也促使人们开始思考，如何将「大概念」构建的方式从教师讲授的学科逻辑逐渐转变为学生思考的学习逻辑，实现学习者从知识「搬运工」到知识「生产者」的角色转换。
一、「大概念」教学的本质属性
「大概念」教学也被称之为概念本位教学，即超越知识和技能的传递，以「大概念」作为主要的课程内容，以植根真实情境的学科实践作为基本的教学方式，以发展学生的概念性理解及核心素养为课程目标的教学。其是一类在课程内容设置和方法上有别于传统教学的教学模式, 同时也兼具了认识论、方法论和价值论的三重含义，以灵活和多样化的方式让学生获取广泛的迁移观念。
深度理解和实践「大概念」教学的前提是要对「大概念」在教学过程中的地位和功能有所认知。无论是奥苏伯尔提出的「要领概念」，布鲁纳的「一般概念」，布卢姆的「基本概念」，还是怀特海提出的「惰性观念」，菲尼克斯的「惰性概念」，虽然在形式上这些名词存在着表述性差异，但其本质都对「大概念」在学习者知识构建过程中的统摄地位进行了诠释。「大概念」作为「上位概念」，能够在更大的范围内具有广泛的解释力，从而帮助学习者获得更为长久的记忆存储。同时「大概念」具有为学习者提供学习和认知框架的功能。
当前国内外对「大概念」的功能和构建路径已经展开了一定的探索与实践，但对「大概念」教学的研究尚处于起步阶段。因此要真正地实施「大概念」教学就必须要对其实践的环节和路径展开分析，并对其中的若干问题展开深度探讨。伴随着教育领域对「大概念」的认知和理解，一些学者和教师也开始对「大概念」教学的内在学科属性及学习者的认知过程展开研究。在学科领域的划分上，「大概念」教学已经不再是某一个单一学科或者学科内部的事件，而是一个包含了教育学、认知科学、教育心理学、计算机科学、人类学、社会学等多领域的复杂化、跨学科的集合体。自20世纪80年代，一些学者就开始借鉴学习科学理论及思想对「大概念」的构建过程及发展进行了深度分析，还有学者从学习者学习特征的社会性、描述性以及实验性的视角，同时对「大概念」教学的功能属性也进行了研究；也有学者借鉴了学习科学的工具属性，尝试在「大概念」教学中运用产品设计的方法来描述学习者个体对社会环境的整体认知过程。那么「大概念」教学作为一类可以帮助学习者形成统摄性思维的发展性工具，是如何促进学习者思维体系的形成，其引领的教学行为又是如何在教学情境中得到有效转化和落实的？
（一）「大概念」教学是获得信息「聚合器」的重要内容载体
以往学习者在常规、非常规的学习过程中，会主动或被动地接收到来自外界环境中的大量信息，并试图建立这些信息之间的内在联系。但如果没有一个适合的信息「聚合器」，大量、无序的信息将会被学习者进行随机分配和存储，仿佛一个堆积着「惰性知识」的杂乱仓库，永远尘封在学习者的大脑深处，无法被激活。因此，学习者如果希望信息能够被有效地筛选、分类，并获得更为持久的存储，就需要在短暂的时间内进行快速的信息整合、调节和编码。那么如何让学习者快速、有效地实现这一过程？一些教育工作者通过实践教学发现「大概念」教学能够在一定程度上实现这一目标，并产生较好的教学结果。它区别于传统教学的一个重要特点就是能够以一个复杂的真实情境问题作为实现这一过程的重要内容载体，将以往学习者潜在的认知储备、个人体验以及即将获取的新知识进行重新整合，充分调动学习者身体的感觉系统，使其感知外界的具体事物。最终学习者基于感性经验的积累和总结，通过概括和抽象等思维过程，发现某类事物所具有的内在共性特征。
这一获取方式正如建构主义所主张的，「知识存在于具体的情境性的、可感知的活动中。但它不是一套独立于情境的知识符号（名词术语等），不可能脱离活动情境而单独存在」。其过程会让学习者分别经历「初习概念—概念演练—抽提概念—去情境化—迁移应用」几个不同的教学阶段，即基于同一个「大概念」统摄下的事实性知识和一般概念可以让学习者在经历多个熟悉、相似的情境和问题之后，发现这些多样化事实背后的相同属性或者内在规律，以此帮助学习者处理相似的复杂事件，更好地进行信息的批量处理与应对。
（二）「大概念教学」是搭建知识体系「脚手架」的重要方式
「大概念」教学能够帮助学习者明确研究中的核心探究问题，它是知识体系搭建最为朴素的表现形式。因此，「大概念」教学的理想化推进方式就是一系列具有目标性、挑战性、层次性和开放性问题所构建的程序链条，并依托其内在的逻辑联系进行问题框架的组建，来帮助学习者基于「大概念」展开深度的理解和学习。这些问题链共同构成了学生知识体系构建过程中的「脚手架」，每一个组成问题都在不同的阶段实现着各自独特的功能和价值，并对应学生每一阶段的形成性认知。正如「脚手架」搭建是为了整体建筑物的竣工，但也要考虑每一个搭建节点中的内部细节。
因此为了使其更加有效、顺利地帮助学习者实现知识体系的构建，一些基本原则可为其更好地落实提供参考：其一，那些与阶段目标关联较少的一般概念、事实性、知识性的问题应在这一阶段有所删减；其二「大概念」教学相关问题的提出要能够促进学生思维的发展，让「大概念」作为思维构建的产物和思维拓展的工具，同时以结构不良的引导性问题来激发学习者产生学习兴趣；其三，「大概念」教学搭建知识体系的程序也是一个由表及里、由浅入深的过程，要能够提供学习者从表象到本质的体验经历；其四，「大概念」教学中的引导问题不能是封闭的、机械化的，这会固化学习者的思维。非此即彼的绝对性答案在真实情境问题中往往并不存在，这样的问题也不利于学习者在不同情境中迁移能力的培养，形成自身对于事物及现象的独特见解。
（三）「大概念」教学是获得元认知驱动力的重要来源
「大概念」是人类认知的基础，同时也是学习者心理表征的呈现方式。弗洛伊德就曾在其驱力理论中提出学习过程的出现源自动机和情绪领域。即当人类在接收到自我身体和外界环境刺激时，就会激发这些冲动有意识或者无意识的反应，而「大概念」教学就是动机产生和情绪调节的源泉和聚集地。更为关键的是它能够对于学习者的元认知知识和元认知思维产生影响，从而帮助学习者通过自主探究式的学习方式，逐步形成自我构建「大概念」的能力，完成从初学者思维向专家型思维的转换。
具体而言，「大概念」教学中的元认知被分为两个层面，其中元认知知识包括了帮助学习者进行任务理解的陈述性知识、推进认知转变的程序性知识以及提供判断依据的条件性知识；思维元认知则包括了元认知监控、元认知控制以及自我协调三个方面，诸如学习者能够依据记忆按照顺序进行回忆，调整学习方法，分析学习影响因素等都与此相关。因此，也有学者将元认知看作是有关认知的知识，尽管「大概念」教学可通过间接的经验传递、持续的探究过程以及学习者的自我体验来构建概念体系，但「大概念」教学目标的达成仍然要依托于元认知的这两个层面，这一过程不仅增加了学习者对于概念的理解，也培养了他们的科学探究能力，并最终形成其终身的科学态度。
二、以往「大概念」教学中存在的认知误区
「大概念」教学的内在属性特征与培养学生核心素养的育人目标具有一致性。但是对「大概念」教学本质属性的认知误区往往会造成教师实际教学行为的转化偏差，主要表现在这些教学行为只是采用了「大概念」教学的外在形式，而没有体现其本质特征。
（一）重视主题内容的选择，而非概念体系的构建
在传统的教学方式中，课程的设计者往往无法仔细地区分学习环境中的事实性知识和概念性知识，教学目标过于聚焦事实性知识的累积，而非追求学科本质的内在规律和固有属性。例如，有的学校想要开展以「苹果」为主题的跨学科教学活动，不同学科的教师采用了「拼盘式」的教学方式，英语学科的教师让学生朗读有关苹果主题的文章，美术学科的教师让学生采集苹果树叶制作图画，数学学科教师让学生们按照比例配比苹果酱，看似各学科都在实施以「苹果」为内容主题的实践教学活动，但实际上这种教学的设计耗费了教师大量课程研发精力，却没有建立学生认知不同学科之间的内在联系、形成持久性的问题解决能力，这就造成了学生看到的仍然是独立的学科主题和明显的学科边界，甚至于课程的研发者如果将「苹果」换成其他的水果，似乎也没有任何影响，这样的课程不是「大概念」视角下的教学行为，而是浅层的主题划分，而非「大概念」的搭建或重塑。
（二）关注教学形式的呈现，而非学科本质的追求
还有些教学行为过分地追求了课堂上学生活动的「热闹」程度，课程内容看似非常丰富，学生也在其中表现出了非常高的学习热情，但这些外表包装成「项目式学习」「探究式学习」「大单元教学」等不同形式外衣的教学行为，其实却忽视了活动的根本目的是要实现学科育人的价值。在这些看似热闹的课堂中，有的课堂教学只是大量活动的堆砌，教师所列举的大量任务之间往往缺乏逻辑关系和递进层次，不同任务与学科育人目标之间往往并不相互匹配。一些「大概念」的建构与设计活动之间彼此割裂，只是教师以讲授的形式进行传递，让学生枯燥地记忆、背诵「大概念」，表面上学生似乎能够说出「大概念」，但并非是其基于事实性知识、通过活动体验、学科归纳、演绎，反复思考的结果，也必将随着时间的推移而被学习者所淡忘。
（三）注重短期效益，忽视教学的未来效应
过于功利化地追求教学成果也是当前「大概念」教学中亟待解决的问题，教师在设计和实施了一次「大概念」教学行为之后，就迫切地期待马上能够获得成果反馈。但在实际教学中，「大概念」教学的成果往往是一个「水到渠成」的过程，也是一个对学习者逐步浸润的过程。但是，一些实践者却忽视了一旦学习者具备了构建「大概念」的能力，就可以提高学习者在面对新学习环境和任务中的知识迁移能力，增加其对学习内容的理解以及思考不同学习情境下的任务应该采用哪种思考方式和问题解决策略，而不仅仅是机械地使用它们。由此可见，「大概念」教学不是一种短期、功利性的教学形态，它所呈现出的基本原理和结构应该在学科内部，甚至在不同学科之间进行不断迁移，发挥其持久的功能属性。
三、「大概念」教学实践路径的基本阐释
「大概念」的形成是学习者学习和教师教学的根本目的。因此，基于学习科学理论，「大概念」教学普遍蕴含着复杂的情境问题，同时也是一系列有序体验与驱动性问题的实施载体，并通过学习者的自主参与，内化为学习者终身、持久的认识、技能以及价值。那么如何让「大概念」的教学理念转化为教师日常的教学行为？笔者认为「大概念」教学可以通过以下实践路径，帮助学习者构建科学的知识结构体系，建立知识之间的普遍联系，如图1所示，该实践路径被划分为「教学过程的整体设计—挑战性学习环境的构建—元认知效应的产生」三个阶段。
（一）教学过程的整体设计是「大概念」教学实施的重要前提
「大概念」教学的实施过程往往渗透着工程学设计的思想，学习者学习兴趣的激发、概念的构建过程以及教学策略的选择，在教学行为实施之前就已经开始进行规划，并要具备一定的个性化和动态化的特点。首先，不同年龄阶段的学习者往往具有差异化的认知水平，使得「大概念」的表述、理解范围也有所不同，并伴随着学习者年龄的递增，呈现出阶梯化、螺旋上升的特点。因此，作为「大概念」教学的设计者要优先考虑现阶段学习者的学习兴趣与参与动机。即教学过程的设计者对「大概念」的选择应定位于学习者现阶段认识水平下的生活情境或问题，并在一定程度上与学习者现有的能力水平相匹配，能够通过其自主实践，帮助学习者解决现有困惑，或者能够在学习者可接受的范围内，对未来现实生活中产生的新问题具有一定的预期效应。
其次，设计者要根据目标群体的认知和理解范畴，发挥「大概念」作为「聚合器」的信息整合功能。由于「大概念」教学不是采用简单、粗暴的方式将概念传递给学生，或者直接让学生去记忆总结性的概念名词，而是要让学习者经历一个自我体验、自我形成的过程。例如，在学习过程中，相比于科学家长期的探索、专研历程，「大概念」教学所追求的是让学习者在相对较短的时间内体验或模拟这一过程，形成类似于学者的思考方式，最大限度地整合和存储信息，在头脑中搭建具有结构层次的概念体系。
同时，为了保障各个阶段有效信息获取的完整性，其中的体验步骤并不会因为时间的缩短而缺失，需要设计者能够综合、全面地考虑如何像科学家一样去思考问题。如图2所示，笔者对比了学者和普通学生在这一过程中的行为差异：在学者研究的领域中，「大概念」一般是科学家对于一般经验类事实的总结和归纳，并通过成果发表与学术分享的形式进行传播；而在学习者学习的过程中，为了增加学习者的实际体验，学者的研究目标、研究内容等部分也需要设计者进行转化，以一种学习者可接受的方式进行呈现，应涵盖学生探索的现有问题、伴随产生的新问题，以及预留给学习者的想象和发挥空间等，每一个对应转化的部分都具有着鲜明的设计目标和实施形式，并遵循逆向教学的设计原则，实现一一对应。
但是，设计者如果只是关注了教学设计对于学者思维形成过程的效仿，缺乏实际研究领域过程中技术工程方面的必备技能和策略引导，就如同没有提供给学习者解决问题的工具和思想方法，使得学习者局限在一个由低维技术充斥着的内部空间，无法触及高维空间中的外部信息。因此，限制学习者解决这些问题、实现新知识衍生与突破，此时已经不再是自身的思维现状，而是无法突破的技术屏障。因此，设计者还应在学习者思维形成的不同阶段适当地提供一定的技能和策略方法，以此作为学习者探索高维空间的补充信息。
（二）挑战性学习环境的搭建是「大概念」教学落实的重要载体
「大概念」的获得需要学习者经历一个完整的学习过程，它是概念或图式的表征变化，也是建构主义对于概念学习这一过程的基本理解。「大概念」教学的根本目标是更好地理解和产生最有效的学习认知和社会过程，并运用这方面的知识去重新设计课堂和其他学习环境，使学习者能够更深入、更有效地开展和实践学习过程。基于维果斯基的概念理论，依据不同的学习环境可以将概念划分为校内概念和校外概念。由此可见，不同类型概念的形成与所在学习环境有着密切的联系，「大概念」教学所构建的挑战性学习环境可以分为四个不同的区域（见图1）。其中，一类学习环境来源于校内，由正式学习环境和真实学习环境组成，包含了常规教学中的建模、科学探索以及常规的信息传播媒介；另一类学习环境来源于校外，由非正式学习环境和虚拟学习环境所构成，包含了博物馆和新兴通信、互联网媒体等。这种对于学习环境的划分已经极大地扩展了传统观念对于学习环境的界定，挑战性学习环境不是一个狭义范围内的地点名词，而是对校内外环境所涵盖的学习驱动任务和情境问题的具体描述，且校内外环境互为补充，使得学习者知识结构体系的搭建更加丰满。
一个优质的挑战性学习环境的搭建往往需要设计者与学习者的共同参与，由挑战性学习环境中的四个重要元素进行驱动，他们在这一变化过程中承担着不同的作用与功能。其中学习任务是核心主线，能够调用和转化其他三个要素。「大概念」教学的学习任务对应了学习者的预期学习成果，通过分析学习成果达成所需的预设条件，形成具有层级化的若干个小型学习任务。由于学习者自身学习能力的局限性，挑战性任务一定程度上需要教师的引导，由教师提供一定的支持性条件，即教师可在学习者无法独立完成任务时提供一定的支持信息（如事件背景、经验总结等）以及程序信息（如探究方法、思想方法、实验技能等），以此帮助学习者实现学习任务，达成教学目标。例如，生物学科中学生在完成校园群落调查的这一任务中，当学习者认识到现阶段的知识储备已经无法解决下一阶段的问题时，就会促进他们去主动学习并寻找新的信息。此时教师就可适当地提供一些超越学习者现有能力的背景信息和情节线索，包括问题发生的背景、适用条件等信息来作为支持，诸如提供基本种群数量的计算方法（支持信息），学校当前园林规划的图纸（程序信息）等。但对于没有经验的学习者而言，当其进入一个新的学习环境时，往往需要通过多次的场景实践，才能理解和感受到具体问题解决的条件、因素以及彼此之间的内在关系，这就是任务的练习过程。这是学习者将知识转化为技能，进行认知结构重建和改组的重要环节，也是对已形成概念体系有效性的检验。
（三）学习者元认知效应的产生是「大概念」教学的有效保障
由于「大概念」的获得并非是教师与学习者之间知识直接传递的结果，如果仅依靠学习环境所创设的外部条件，而没有学习者内部元认知的参与，「大概念」教学所追求的育人目标仍然无法实现。因此，落实「大概念」的首要任务是要实现教学整体设计、挑战性学习环境搭建以及元认知发展这三者之间的有效互动。学习科学理论认为元认知侧重于学习者对于知识的理解以及思维形成过程的监测、促进与反馈，并通过陈述性知识、程序性知识和条件性知识来发挥其功能。这三类具有不同功能属性的知识类型可以从设计者可触及的知识载体予以落实。简而言之，陈述性知识解决了「是什么」的问题，程序性知识解决了「如何做」的问题，而条件性知识解决的是「在什么情况下做何种选择和操作」的问题。其一，陈述性知识是对事实性内容的叙述、语句的表达或者是对任务情境的说明，元认知在这一过程中将发挥监测的功能，表现为学习者根据学习任务和情境问题进行判定，建立事实性知识和概念性知识之间的内在关联，选择出适合解决这一问题的具体策略。虽然在一定程度上这些策略不一定能够作为学习者解决该问题的最佳路径，但是对于策略实施结果的期待往往可以成为学习者学习的内在驱动，能够充分地调动学习者的自我效能感，驱动学习者进一步去理解和研究问题，找出事实背后的答案。其二，程序性知识关注于学习者执行任务时所需的行为转化，元认知所具有的促进功能可以表现为学习者在解决任务时所获得的技能，其能够帮助学习者建立学科技能、学科方法与解决问题之间的联系，形成个体对于「大概念」的理解和认知，改变学习行为，不断地学会调整自我的学习过程、学习方法，筛选策略，最终达成意向目标。同时，这种元认知水平的发展还会随着学习者在情境参与过程中的经验积累而得以发展。其三，条件性知识是联结陈述性知识和程序性知识的纽带，能够及时为前两者的应用提供适当的时机和支撑，并以此作为有效的反馈信息，使学习者知晓在不同任务情境中应该调用哪些程序性知识和陈述性知识来解决实际问题。
以往研究发现，学习者能够基于概念的学习过程，在解决问题、自我调节的基础上建立对于概念的深度理解。特别是学习者在面临结构不良的问题时，往往需要通过自主研究来改善自身知识不足的现状，并对于他们所设计的解决方案进行综合评估。因此基于条件性知识的元认知反馈功能还能够帮助学习者在理解「大概念」的过程中作出合适的决定，实施动态的选择和判断，充分调动个人经验、事实性知识以及程序性知识，协调自我的学习方式。此外，元认知还涵盖了学习者对以往试错与成功经验的总结，这种探究的过程也会成为人类个体认知未知世界的独特方式，并对相似的场景或新的问题产生应激反应。三种形式的知识和思维方式的有机结合，能够动态化地调整学习者的学习行为，最终达成教学目标，实现自身对于「大概念」的内化过程。
「大概念」教学根植于迭代设计的体系之中，是一个不断通过知识和思维结构变化而更新的动态教学模式。当学习者经历多个情境的练习和持续强化之后，就会按照「大概念」知识体系构建的过程实现三种类型知识的灵活变换，客观地揭示学科的本质，形成对于外界问题的独特认识。由此可见，「大概念」教学是促进学习者知识更新与迭代的有效方式，并伴随着人类社会的演变与发展而产生新的表现形式。在宏观层面上，「大概念」教学促进了人类文化的传承与升华，不同边界的信息开始打破时间和空间的壁垒，进行无边界融合，不同领域的学习共同体开始进行信息的交互与传递，让属于人类文明的共有知识能够在研究和探讨过程中得以修正和完善。不同学科的理论、技术在不同区间内所展开的穿插与交流，也会最终形成具有强大生命力的学科发展动力；在微观层面上，「大概念」教学促进了不同学科领域人才的交流与沟通，并通过「跨学科大概念」的力量，对于实际生活中的问题进行解析，并在原有的基础上生长出新的开创性问题，不断发生着知识的更新与迭代。因此，当人们回顾和展望「大概念」教学在学习者学习过程中的作用和价值时，往往能够从科学本质的视角发现学习进程的内在形成规律，同时这些内在规律与理论也能够为「大概念」教学在基础教育阶段的具体实施与转化提供更好的指导。
