当前科学教育中无限的科学知识与有限学习时间的矛盾日益显现,如何把两者的关系协调好成为关注重点。学习进阶因揭示了学生科学认知水平发展的过程,实现了概念的整合,成为了近十几年来科学教育研究的热点。我国2018年颁布的《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中为充分体现学生的认知规律和生物学学习规律,借鉴学习进阶的研究范式设计了课程、教学与评价紧密联结的整体框架。学科大概念是较为抽象的处在学科中心位置的上位概念,在教学活动需要教师围绕学科大概念把重要概念作为脚手架,使学生的学习聚焦在少数概念的深入理解上,保证在有限的学习时间内达到科学学习的最大化。因此本研究选取人教版教材必修一“细胞的能量供应与利用”主题,拟通过学习进阶实证研究范式构建重要概念的学习进阶框架。在确定“细胞的能量供应与利用”主题的重要概念部分,通过对高中生物学相关课程文本和已有研究成果的分析,结合问卷调查法调查一线教师对重要概念的认可程度最终确定“细胞的能量供应与利用”主题的17条重要概念。学习进阶是基于实证研究的范式,依据确定的17条重要概念编制了学习进阶测量工具,并进行试测。利用Rasch模型的Winsteps3.72.0软件对测试结果进行质量分析,根据试测结果进一步优化,通过两轮测试,得到了较为可靠的信度和效度,基本认为测量工具可以用于下一步大范围样本的研究。利用优化的工具进行大范围样本实测构建重要概念学习进阶框架。研究随机选取了山西省吕梁市某实验中学的高二和高三年级的学生作为样本来源,测试数据分别利用Winsteps3.72.0软件和SPSS25.0进行统计分析。首先利用Winsteps3.72.0软件对大样本进行参数指标的分析,当测量得到的数据符合Rasch模型预期时,得到重要概念的难度值大小,以此为基础构建了“细胞的能量供应与利用”主题5个内容维度的重要概念学习进阶框架,通过SPSS25.0揭示了高二和高三年级学生在重要概念理解上的表现差异,结合重要概念学习进阶的框架以“细胞呼吸的原理和应用”为例开展教学设计,并对研究结果进行分析和讨论。通过研究,本文得出了以下结论:（1）高中生物学“细胞的能量供应与利用”主题包含了 17条重要概念。（2）构建了“细胞的能量供应与利用”主题重要概念的学习进阶图,重要概念学习进阶刻画出学生概念序列的发展路径。（3）不同年级的学生在重要概念的发展上存在显著差异。本文围绕刻画学生在学习重要概念时的进阶序列开展了科学研究,通过测量得到学生在不同重要概念上发展的程度,清晰描绘了学生重要概念的学习进阶发展路径。