普通高中生物学课程标准强调课程的组织要围绕大概念,从整体上构建知识框架,发展学生的生物学核心素养。从复杂知识体系中提炼大概念的过程与科学思维的运用密切相关,因此在大概念教学教学过程中应注重发展学生的科学思维。本研究在对大概念教学和科学思维相关理论的分析基础之上,以大概念教学为落脚点,结合教学实践探讨大概念教学对于科学思维培养的有效性,旨在为广大教育工作者实施大概念教学及培养学生科学思维提供参考,推动学生生物学核心素养的发展。本研究主要分为理论研究和实践探索两部分:第一部分,运用文献研究法分析了实施大概念教学对培养科学思维的可行性和必要性,在概念转变理论、学习进阶理论、建构主义学习理论的基础上,分析研究了在学生知识结构中大概念形成的规律;其次,对大概念教学培养科学思维的领域进行理论分析,并从大概念教学出发,提出了培养科学思维的教学策略,包括概念图策略、单元教学策略、模型建构策略和实验教学策略。第二部分,首先采用问卷调查、访谈等方法,对所在实习学校的师生进行了调查,然后根据现状提出了改进措施;其次,选择了“细胞的基本结构”、“细胞的物质输入和输出”两个单元进行教学设计;结合前测结果和入学测试成绩,选择科学思维水平和生物学知识水平均无显著差异的两个班级作为实验组和对照组,通过实验研究法在实验班进行大概念教学,在对照班进行讲授法为主的常规教学,教学结束后采用科学思维水平测试卷检测大概念实践教学后学生科学思维的发展状况,采用SPSS 20.0处理数据,结果发现实验班的科学思维水平各维度与对照班相比具有显著性差异。研究结果表明:1.大概念教学可以有效实现科学思维的培养,实验组学生的科学思维在归纳与概括、演绎与推理、批判性思维、模型与建模四个维度的表现能力均高于对照组,由此可见大概念教学的优势。2.大概念教学能有效指导教学,对于教学设计与教学活动的实施具有重要意义,使教师从系统的视角开展教学,把握学科核心内容,并按照不同层级概念的结构体系组织课程内容,实现知识结构的整体性。3.大概念教学能够促进学生的有意义学习,引导学生探究概念的本质,可以有效培养学生构建概念的能力,实现科学思维的进阶。这些研究结果期望可为一线生物学教师者提供教学范例和参考。