关于大单元教学的研究最早开始于阶段性学习的探索。从研究的内容结构而言，经历了从单元教学到大单元教学的转变；从研究的地域范围而言，经历了从国外到国内的扩展；从研究的时间跨度而言，经历了从近代到现代的延续。
我们当前进行的大单元教学研究，起源于国外单元教学的理论与实践。自近代以来，虽然教育界先进人士进行了艰难的初步探索与实践，但更主要的还是对国外不同阶段研究成果的引入、消化、吸收、创新、发展，直至先进理论的本土化实施，应用于我国课堂教学相关实践中，并最终结出丰硕的教学成果。
国外“单元教学”的研究
1.单元教学理念的雏形
单元教学理念源于阶段学习理论、系统学习理论，萌芽于19世纪德国哲学家、心理学家、科学教育学的奠基人赫尔巴特。他从心理学出发揭示教育和教学的规律，根据儿童学习活动的思维方式，强调教育的系统化，认为学习应该是一个统一、动态的发展过程，经验和兴趣是学习与认识过程的核心，并由此提出形式教学阶段理论，将学习过程分为清楚、联想、系统和方法四个阶段。也就是学生在清楚、明确地学习、认知、理解新知识、新教材的基础上，教师运用分析、综合教学方法，帮助学生连接新旧知识，实现新旧观念的联合，通过一定形式的练习与作业，并把系统化了的知识应用于实际。这种理论揭示了学习由简单到繁杂、由感性到理性、由书本知识到实践应用的规律。由此后，其学生齐勒尔和赖因又把这个学习过程发展为五阶段，即准备、提示、联想、概括和运用。赫尔巴特将这种阶段化的学习方法成为方法论单元，逐步传播至世界许多国家，成为教师广泛运用的教学模式，推动了教育事业的发展，也为后来单元化教学理念的出现创造了条件。
2.单元教学理念的提出
19世纪末，欧美的工农业和自然科学都取得了新的发展，资本主义进入垄断时期，新的经济与政治状况需要教育培养具有创造精神，能够掌握现代科学技术，善于合作与交流并且能够充分自由地表现自己人格的人。单调、机械、僵化的传统学校教育已不能满足社会发展的要求，必须进行改革。在此大背景下，新教育运动随之兴起，主张用现代教育的新理论、新内容、新形式和新方法对传统学校教育进行改革，单元教学相关理论、方法也犹如雨后春笋般地涌现出来。
首次正式提出单元教学这一概念的是比利时教育家德克乐利。1907年，他在布鲁塞尔创办了一所专门培养儿童的学校即“生活学校”，以儿童的需要和兴趣作为教育的出发点和目的，提出了“整体化”和“兴趣中心”的教学原则，即强调儿童心理认知的整体结构，要以儿童的本能需要和兴趣为中心设置课程，形成了德克乐利教学法。所以，在教学组织结构上，他打破了分科界限，设立了教学单元，根据单元主题整合教学内容，然后选择合理的教学方法，把一个单元作为一个相对独立的整体，使教与学能够在一段时间内持续发生，避免了课时教学存在的因时间短不能充分学习成长的局限性。这一时期的学校教学大都重视学生的兴趣和需要，在设置课程时主要考虑学生的个人兴趣、年龄特征和全面发展，而单元的设立作为一个空间更广、容量更大、时间更持续的教学载体，能够把学生的各种活动与学习融为一体，把学习与社会生活紧密联系，为学生自由成长提供了更多的空间，为学生充分发展提供了更多的可能，学生合作结伴成长提供了更多的时机，也为学生个性发展提供了更多的选择。
3.单元教学模式的建立
20世纪初，美国学者杜威坚决反对传统的灌输性机械化学习方式，提出“从做中学”的基本原则，认为好的教学必须能唤起学生的强烈意愿、浓厚兴趣和真正思维，因此，学校必须要提供可以引发学生思维、获取经验的情境，教师也要给学生提供一个与的社会生活经验相联系的情境，让学生在情境中自己去计划去执行解决问题，生成新的问题，创造新的知识，只有这样学生的生长和发展才能真正实现。杜威虽然没有明确提出单元教学的概念，但是他的这些理论都被后来的单元教学所继承和发展，对后来的单元教学及大单元教学的发展有着深远的影响。
作为学生，美国教育家克伯屈沿袭了杜威的教育思想，并进一步创造性地发展，使杜威教育思想进一步通俗化，大众化，成为“杜威教育学说的阐释者”，使其为普通教师所接受、理解、实践。1918年克伯屈提出设计教学法，也叫单元教学法，他详细地论述了设计教学法的理论基础和实施步骤，并成为单元教学理念的重要代表性人物。设计教学法以儿童发展为中心，要求废除传统的班级授课制，摒弃教科书，不受学科限制；以实际生活知识为主要内容，为儿童提供充分的自由和选择的机会，由儿童根据自己的兴趣决定学习内容，自己制定学习计划，自己设计学习过程，自己执行的单元计划，自己负责有目的有意义的单元活动，自己获得有关知识，最终提高自己独立思维、批判、计划及解决实际问题的能力，让学生在轻松自由的环境中，通过不断自我改进、自我反思获得生活的经验，实现真正的成长。可以说，克伯屈的设计教学法为单元教学实施奠定了基础。
4.单元教学理念的发展
20世纪三十年代美国教育界在教育理念与方法上出现明显分歧，产生采用传统模式要是现代模式的争论。一些反对杜威思想的教育家对儿童中心主义、问题教学法、设计教学法进行否定和批判，并予以严厉指责，认为设计教学法严重弱化了教师的主导作用，学生通过这一方法只能掌握一些零碎知识，并不能获得真正成长与发展。因而，强烈主张回归以教师为中心、以系统讲授为主要特征的传统教学模式。在这样一个背景下，1931年，莫里逊在芝加哥大学附属中学实践的基础上，撰写《中学教学实践》一书，首先提出莫里逊计划，阐述了单元教材精习制教学法，也叫莫里逊单元教学法。莫里逊认为教师有两个基本任务：一是选择并且组织学习单元的内容；二是确定适宜于学生能力和兴趣的教学程序，以便使学生易于掌握教学内容。为此，他提出一个基本的教学“公式”和五个具体的教学“程序”。
基本的教学“公式”是：“预测—教学—测验教学效果—调整教学步骤—再教学、再测验……”以此循环往复，直到掌握为止，也就是单元教材精习制。他提出实施单元教材精习制的第一步是依据内在的特点和关联，把教材内容整合划分为若干单元；然后，按照循序渐进原则，教师应按照单元次序严格组织教学，注重每一个单元教学的实际效果，不能进行跳跃式学习，使学生由表及里、由浅入深、进阶性地掌握知识。
具体的教学“程序”是：
①探究。教师通过提问、讨论、测验发现学生对即将学习的教学单元有否兴趣、兴趣在什么地方以及存在着什么问题。
②提示。由教师提供该单元的提纲，只作提示，不详细讲解，主要激发学生的动机，自学后再测验，发现学生的疑难困惑点。
③理解。教师发挥主导作用答疑解惑，学生根据教师的讲解，查阅相关材料，拓展认识，加深对单元问题的理解。
④推理。在以上四步的基础上，作出逻辑上的结论。
⑤表述。学生通过多种方式包括口头的、书面的，展示在该单元学习活动中的成果和收获，据此判断学生是否达到了前置的教学效果。
1944年，莫里逊的单元教学法在美国开始推行。后来此法在不同的教学实践中有所创新和发展，开发了项目单元、问题单元、课题单元、作业单元、活动单元、经验单元等多样的单元教学模式。
二战之后，随着第三次科技革命的兴起特别是随着系统论、信息论和控制论的出现，世界各类教育探索和改革日趋活跃，各种教育思想和模式日新月异，单元教学也得以获得新的发展。20世纪60年代，布鲁姆基于“任何教师实际上都能帮助他的所有学生获得优异成绩”这一理念提出了“掌握学习模式”，进一步推进了单元教学的研究。为了实施“掌握学习模式”，教师要明确学习内容的范围，通过双向细目表的形式明确具体的学习目标，并编制能够反映目标达成情况的测验。另外，教师还要制定达到掌握目标的具体教学计划，包括设计教学单元，每个单元相当于一章或一个专题，时间约两周；制订单元具体的掌握目标、编制单元“双向项目表”；编制单元的形成性测验题等。“掌握学习模式”以单元为单位组织教学，以教学目标为统领，单元教学围绕教学目标这个中心开展，一门学科要有一个总的教学目标，并把总目标分解成一系列小目标，按照目标，将教材划分成若干教学单元。在教学中不断运用反馈和矫正程序，保证学生掌握单元内容，达到教学目标。由于有明确的教学目标和有效的评价手段，教师能够获得学生真实的学习信息反馈，因而可以有效地控制教学，及时改进教学中存在的问题，大面积地提高了教学质量，激发了教师的教学信心和学生的学习兴趣。由于这种教学模式在实践中获得了巨大的成功，因而为世界各国争相学习，为其他国家单元教学的发展提供了重要参考。
到了21世纪，日本著名教育家佐藤学教授提出以“学的课程”为中心来设计课程，创造性地提出“创造课程”这一概念，为单元教学提供了独特的路径。其中心任务是以“主题·探求·表现”设计学习过程，以学生的认知兴趣和需要为基础设置单元主题，选取主题探究需要的资源素材，采取多种方式展开合作的、探究的学习活动，并相互表现和分享学习的成果。佐藤学的全新的单元教学论一时风靡全球，也给我国的教学改革吹进一缕春风。
纵观国外单元教学的起源和发展的历史，我们可以发现单元教学由一种理念发展为多种教学模式，由教材、知识为主题发展到以活动、兴趣作为主题，由以教师为中心发展到以学生为中心，由浅层次学习发展到深度学习阶段，对单元教学研究的范围越来越广泛，研究的层次也越来越深入，对单元教学过程的设计也更具体、更完善，对单元的划分也趋于多样化。
国外“大单元教学”的研究
随着教育改革的不断深入，单元教学为教育发展提供了更大的空间和想象。为满足核心素养培养的需要，大单元教学理念逐渐成为教育界热议的话题。国际上关于大单元教学并没有直接的说法，普遍认为大单元源于“大概念”理论的提出，“大概念”的实施需要大单元为组织架构和依托。崔允漷教授认为：“这里所说的单元是一种学习单位，一个单元就是一个学习事件，一个完整的学习故事，因此，一个单元就是一个微课程。”这是大单元教学区别于传统单元教学的重要特征。
自美国学者格兰特·威金斯等人在《追求理解的教学设计》（1998）中最早系统阐述大概念以来，关于大概念大单元的理论研究成果比较多，但是可供借鉴的大单元教学模式较少。目前较受研究者推崇的大单元教学设计模式重要包括埃里克森提出的观念为本的整合课程单元设计，威金斯、麦克泰格提出的指向大概念的逆向教学设计，基于Stemberg开发的三元教学与评估（TIA）单元设计模型等。在《概念为本的课程与教学》中，埃里克森提出用三维的概念为本的模式，能够激发学生的高阶思维，能够帮助学生理解新旧知识之间的规律和联系，认为“如果不将观点与支持性内容相联系，人们将无法形成深刻的概念性理解”，为此设计了知识结构模式，建立起教学主题和事实及其相关联的概念、概括、原理和理论的关系，指出教师的教学应围绕概念、概括及原理，并把主题和事实作为工具来帮助学生发展深层理解力。为了实施概念为本的课程和教学，他提出要进行跨学科的与学科内的单元课程设计，即单元整体课程设计，引导教师通过概念性的视角来聚焦单元学习，针对事实性、概念性和激发性（辩论性）的问题，组织学生开展合作探究学习，以此来获得概念性理解。
具体的课程设计模式包括：
（1）单元主题是什么？
（2）核心概念是什么？
（3）基本理解是什么？即这单元的教学，得出什么样的基本结论和原理，是对概念关系的表示，可以随着时间和跨文化的迁移。
（4）基本问题是什么？
（5）建议活动是什么？围绕着基本问题展开教学过程和课外作业，分配教师和学生学习的任务。
（6）行为表现的编写和评定？
美国学者格兰特·威金斯等人在《追求理解的教学设计》中提出指向大概念的逆向教学设计，他们要求改变传统的“目标－活动－检测”的教学设计，重新考虑课程、教材和教学的关系，围绕大概念、基本问题和核心任务把教学单元放在一个更大、更连贯、更结构化的课程和项目框架中进行设计，也就是大单元教学设计，提出逆向设计“三阶段法”，在教学设计中，首先明确学习目标和预估学习过程应该达到的结果，将评价任务的设计先于教学活动的设计，然后设计学习体验和教学活动。这一创新性的教学思路颠覆了传统的教学设计模式，主要变化是：教师在决定教什么和如何教之前必须思考如何开展评估，而不是教学活动结束之后才构建评估；为了保证评估证据的有效性，教学目标也必须是清晰具体、可测可评。这种逆向教学设计以终为始，以学生为中心，力图避免因活动导向和灌输式教学设计导致的惯性思维，受到广泛认可和推崇。
“大单元教学”相关理论依据
1.一般系统论
20世纪50年代美籍奥地利人L.V.贝塔朗菲提出了一般系统论，从物理学、生物学与心理学探讨同型性的系统论原理，其核心思想是系统的整体观念。强调任何系统都是有机的整体，系统是若干事物的集合，反映了客观事物的整体性，但又不简单地等同于整体。系统的有机联系性，存在于整体中的要素，都必定具有构成整体的相互关联的内在根据，所以要素只有在整体中才能体现其要素的意义。贝塔朗菲的一般系统论的思想是在总结前人优秀哲学思想基础上的创新，他从理论生物学的角度进行的阐释。他的思想深刻改变了人类的思维方法，为解决社会问题提供更多的方案，为人们提供了新的分析研究问题的工具。这一理论也成为大单元教学法重要的理论依据。大单元教学设计以整本教材或整个学段为围拢归整教材知识，按照经验或概念、活动或兴趣等划分大单元，全面把握知识之间的逻辑性和全面性，呈现整体化和序列化的特点，遵循了一般系统论的整体性原则和联系性原则。一般系统理论对大单元教学设计具有重要意义，它为大单元教学设计的系统分析，整体规划，逆向设计，结构化设计，重构单元教学目标、内容、过程和评价提供了系统方法和工具。
2.认知结构理论
布鲁纳强调知识结构的重要性。认为知识结构就是某一学科领域的基本观念，它不仅包括掌握一般原理，而且还包括学习的态度和方法。任何一门学科知识的学习其最终目的是“对题材结构的一般理解”“掌握一门学科的结构，是以使许多其他事物富有意义的和它联系起来的方式去理解它。”也就是说知识的学习就是在学生的头脑中形成一定的知识结构，而这种知识结构是由学科知识中的基本概念、基本思想或原理组成的。大单元教学设计就是基本概念、基本思想或原理组成的知识共同体。布鲁纳认为“认识是一个过程，而不是一种产品”学习的主要目的不是要记住教师和教科书上所讲的内容，而是要学生参与建立该学科的知识体系的过程。学习的本质不是被动地形成刺激—反应的联结，而是主动地形成认知结构。学习者需要主动地获取知识，并通过把新获得的知识和已有的认知结构联系起来，积极地建构其知识体系。布鲁纳的认知结构理论对于大单元教学中转变教师的传统的角色定位，对于建构新型师生关系，对于学习方案的制定，学习任务的设计，学习情境的设置，学习活动的优化，教与学方式的变革，提供了重要的理论依据。
3.深度学习理论
1976年，瑞典教授马飞龙和罗杰·塞里欧发表了《学习的本质区别：结果和过程》一文，首次提出并阐述了深度学习与浅层学习两个概念。随后，约翰·比格斯等多位学者读深度学习进行了研究，他们认为浅层学习是对零散的、无关联的内容不加批判地机械记忆，学习内容脱离生活实际，与学生以往的经验缺乏关联，学不致用；而深度学习则是对学习内容积极主动的理解、联系和结构的建立、基本原理的追求、相关证据的权衡、批判反思和应用。
美国学者格兰特·威金斯等人提出“为理解而设计”，从“理解”的角度来阐述何为深度学习，认为深度学习就是让学生能够实现对学习内容的理解。他们还将“理解”分为六个不同的维度，包括解释、释艾、运用、洞察、移情和自我认识，每一维度都对学生学习后能够达到的要求进行了详细的阐述。这种以理解作为深度学习结果的界定，对于教师进行大单元课程开发、教学设计和目标设计，具有指导性。随着深度学习理论的研究走向深入，大单元教学在深度学习方面发挥了重大作用。深度学习与大单元教学密不可分，教育专家们不约而同地积极探索在大单元教学下的深度学习模式，以求核心素养的落地落实。
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