随着高中各学科新课程标准体系的颁布,新一轮的课程改革拉开了序幕。本次新课改的一大特点在于各个学科都集中强调了学科核心素养的凝练,对培养学生的核心能力和关键品格进行了整理和精炼。21世纪科学教育界掀起了一股以学习进阶为关键词的变革热潮,学习进阶理论的不断融合和发展,为核心素养的凝练提供了一条重要途径。在这种背景下,“整合式进阶”应运而生,它对已经开发出来的学习进阶进行系统化,是一种将学科观念与关键能力的进阶发展相融合的认知模型。本研究在“整合与发展”教育理念的引导下,探究概念学习进阶和问题解决整合的教学设计。通过理论研究提出概念学习进阶发展层级模型和问题解决进阶发展层级模型,并将二者进行整合,提出以生物概念学习进阶为主线,问题解决为支架的整合理论框架,在理论框架的指导下构建以问题解决为支架的概念学习进阶教学设计模型,选取“绿色植物的光合作用和呼吸作用章节”为教学内容,在本研究开发的教学设计模型指导下进行教案编写,通过教育实验检验教学设计的有效性。研究尝试解决以下问题:怎样描绘学生在生物概念学习中所要经历的认知发展路径;怎样对问题解决的进阶水平进行划分,并发挥其支架功能进行生物概念的进阶学习;生物概念学习进阶与问题解决整合的教学设计在教学中是否切实可行,能否取得良好的教学效果。在实习学校进行为期两周的教育实验,通过调查选取初一年级两个互为对照的平行班级,进行绿色植物的光合作用和呼吸作用章节的教学,两个班级除了所用的教学设计不同之外,其他实验条件都相同。教学结束后利用《学生生物学习情况调查问卷》和章末测试卷收集学生成绩数据,分析后得出以下结论:初中生在生物概念建构上存在困难,问题解决能力较低;生物概念学习进阶与问题解决整合的教学设计模型具有可行性;相比传统教学,生物概念学习进阶与问题解决整合的教学设计更能发展学生的情感态度、提高生物概念的掌握水平以及问题解决水平。据此,提出三条教学建议:将整合式学习进阶应用于教学实践;以整合式学习进阶为基础的教学设计应注重学生原有的认知水平和生活经验;重视问题解决在概念教学中的作用。本研究的创新之处在于首次在生物教学中实现概念学习进阶与问题解决的整合,对学习进阶的研究视角由传统单一的概念进阶研究走向了融合重要概念与关键能力的整合式进阶研究,在理论框架的指导下构建了生物概念学习进阶与问题解决整合的教学设计模型,并依据教学模型开发出绿色植物的光合作用与呼吸作用章节的教学设计,为一线教师提供了新的教学设计思路。