國內生物學逆向教學設計研究的可視化分析

摘要：本文以中國知網收錄的78篇文獻為例，采用CiteSpace軟件對國內“生物學逆向教學設計”領域的發展進程和研究熱點進行可視化分析，并以知識圖譜的形式展示研究結果。結果表明，近年來該領域的發文量不斷增長；研究熱點聚焦生物學學科核心素養的培養、概念學習、單元教學、“教、學、評”一致性；研究前沿集中于單元教學、核心素養。

關鍵詞：生物學；逆向教學設計；CiteSpace

文章編號：1003-7586（2024）05-0068-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

逆向教學設計（Backward Design）是杰伊·麥克泰格（Jay McTighe）和格蘭特·威金斯（Grant Wiggins）于1999年在《追求理解的教學設計》一書中提到的一種區別于傳統教學的教學設計模式。在這種教學模式下，教師需要先確定課堂學習目標，再明確學生掌握學習目標的證據，并在此基礎上進行教學設計，安排學習及教學活動。逆向教學設計有利于落實學科課程標準理念，轉變教師教學觀念，促進學生綜合能力的發展，發揮課堂教學評價的效用。查閱文獻發現，逆向教學設計在生物學教學領域逐漸呈現出多元化的研究態勢，但目前尚未有研究者對該領域內的文獻進行系統的可視化分析。鑒于此，筆者通過CiteSpace軟件對中學生物學逆向教學設計的研究進程進行可視化分析，探究該領域的研究熱點和演變歷程，梳理發展脈絡，以期為學者對該領域的持續研究提供的參考。

1研究內容與方法

1.1數據來源

以中國知網數據庫（CNKI）為數據來源，使用高級檢索功能，主題輸入“生物學+生物”和“逆向教學設計+逆向教學+逆向設計+UbD”，時間設為2011年1月至2023年5月進行條件檢索，經過手動篩選排除無關文獻，最終獲得78篇有效文獻作為研究樣本。

1.2研究方法和工具

本研究運用CiteSpace軟件（CiteSpace 6.2R2版本）對文獻樣本進行分析，通過分析知識圖譜，可以研究該領域的發展趨勢和熱點動向。本研究主要采用CiteSpace的關鍵詞共現、關鍵詞突現和關鍵詞時間線圖譜開展研究。

2研究結果

2.1年發文量的統計及分析

年發文量是反映該學科發文變化趨勢和研究熱度的重要指標。在2016年以前，學者對于生物學逆向教學設計的關注度較低，僅在2011年有l篇文章發布。2017年起，學者紛紛關注該領域，自2020年起，年發文量逐年增長，出現明顯上升趨勢（見圖1）。這與《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》以及《義務教育生物學課程標準（2022年版）》兩版課標的發布有一定關系，初、高中課程標準均明確提出培育學生的學科核心素養的目標，強調評價在教學中的作用，而逆向教學設計有利于促進“教、學、評”一致性的實現，因此受到學者的廣泛關注。

2.2高產機構分析

通過研究逆向教學設計的高產機構，可以了解該領域學術資源的分布情況。據統計，對該領域有研究并發文的機構共計76所。發文量在2篇及以上的機構共有9個（見表1）。其中，發文量最多的為北京教育學院數學與科學教育學院和福建省廈門第二中學，均為4篇。這表明逆向教學設計近年來正逐步成為研究熱點。從發文地區來看，以北京、福建兩地最為突出。

2.3文獻互引網絡分析

從CNKI的文獻互引網絡關系圖譜（見圖2）中，可以清楚地看出文獻的被引情況以及文獻之間的互引關系。圖中每一個點代表一篇文獻，各點之間的連線代表各文獻之間存在的引用關系。

通過對被引頻次較多的前6篇文獻進行標注和統計（見表2），可以看出，被引量最多的文章為“逆向教學設計理論下的生物探究式教學設計案例研究”，發文于2011年，是原始文獻中年份最早的文章，并且處于互引網絡圖譜的中心位置，對于該領域的研究有著深遠的影響。

2.4關鍵詞網絡圖譜度聚類圖譜分析

關鍵詞反映的是文獻內容的核心要點，通過關鍵詞可以初步判定一篇文章的研究方向。CiteSpace的關鍵詞共現圖譜能夠清楚的展示一段時間內某個領域內的研究熱點變化及其之間的相互聯系。導入選中的文獻，將“Time Slicing”設為2011-2023年，“Year Per Slice”為默認值1年，“Node Types”選擇為“Keyword”，“Selection Criteria”選定“Top N”并保持默認值，“Pruning”選取“Pathfinder”“Pruning the merged network”以及“Prulung sliced network”，獲得關鍵詞共現圖譜（見圖3）。圖中每一個節點代表一個關鍵詞，節點越大代表關鍵詞出現的頻率越高；圖中字體大小代表不同關鍵詞的中心性，字體越大代表此關鍵詞的中心性越高；節點之間的連線代表兩關鍵詞之間存在共現，連線越粗代表關鍵詞之間的共現情況越頻繁。

通過對各個關鍵詞的出現頻次和中心性進行分析，可以得出，研究熱點主要集中在“核心素養”“教學設計”和“逆向設計”等方面。將各個關鍵詞及其所出現的頻次、中心性大小和首次出現的年份進行整理（見表3），發現“高中生物學”的出現頻次和“初中生物學”的出現頻次雖相差不大，但“高中生物學”的中心性遠高于“初中生物學”，由此得出，在兩學段的研究中，目前高中階段的研究影響力要高于初中。除了“逆向設計”之外，中心性最高的搜索主題詞為“核心素養”，并且其出現頻次也位于前列，這表明有關逆向教學設計培養學生的核心素養方面已有一定數量且具有影響力的研究。

對關鍵詞進行聚類，得到關鍵詞聚類圖譜（見圖4）。可以看到，每一個聚類都標有相應的序號，數字越小，代表聚類中包含的關鍵詞越多。每個聚類中的關鍵詞都是緊密相連的，多個緊密相連的關鍵詞就構成了一個聚類。聚類圖譜中有兩個數值：Q值，即聚類模塊值，一般認為大于0.3代表聚類結構顯著；S值，即聚類平均輪廓值，一般認為大于0.5代表聚類是合理的，大于0.7是令人信服的。圖4中只顯示了前5個聚類，Q=0.795 8>0.3，S=0.944 4>0.7，表明此關鍵詞聚類圖譜聚類結構顯著且令人信服。

按照關鍵詞的多少，排在前5的聚類分別是“逆向設計”“行動研究”“核心素養”“評價”和“單元教學”。通過進一步閱讀有關文獻，結合圖譜可以發現，中學生物學逆向教學設計的研究熱點集中于以下方面。

2.4.1關注學生學科核心素養的培養

自學科核心素養提出后，許多研究者開始著眼于學生學科核心素養培養的研究，徐小媖等人以“免疫調節”一節為例，對逆向教學設計如何更有效地提升生物學核心素養展開探究。馬香華則以“細胞的增殖”一節為例，詳述了以“探尋知識站位、錨定核心素養”“追尋任務定位、敲定評估證據”與“辮尋資源配位、推定教學流程”三個步驟來進行逆向教學設計，促進生物學學科核心素養落地。“核心素養”“生命觀念”“社會責任”等關鍵詞高頻出現，由此不難發現目前的研究正逐漸轉向更加具體的維度和要素。另外，初高中都有涉及的課堂類型包含新授課、實驗課和復習課，研究角度包括課堂教學設計和作業布置，在課堂教學設計方面也多以具體的章節為例，給出具體的逆向教學設計參考，為生物學教學提供了創新性的思路。

2.4.2以新課程標準為導向

“逆向設計”“評價”的聚類標簽能夠折射出：在逆向設計的教學過程中，教師要以目標為導向設計評價，通過學生表現性任務的完成判斷學生是否達到了學習目標，以評價來促進學生學習，進而促進教學質量發展。例如劉清鋒通過分析逆向教學設計在具體教學中的應用，指出這種評價先行的教學設計有利于明確教學目標，從而促進教學活動的開展。

2.4.3以逆向設計為基礎的概念學習

柴志瑾基于逆向教學理論對“細胞由多種多樣的分子組成”一節內容進行單元教學設計，指出逆向單元教學設計不僅有利于教師在宏觀上把握教學內容，引導學生深度理解重要概念，還有利于學生進行知識遷移，達到深層次的理解。嗍“內容聚焦大概念”是新課程標準的基本理念之一，單元教學有助于學生的概念性學習，當下逆向教學設計的研究也逐漸與單元教學相結合，幫助學生進行重要概念的學習。

2.5生物逆向教學設計研究的演進前沿

運用CiteSpace制作關鍵詞突現圖譜，顯示關鍵詞突現的時間和強度，可以反映該段時間內關鍵詞在生物學逆向教學設計領域里的影響力。表4列出了自2011年1月至2023年4月以來突現的25個關鍵詞，從中可以看出，生物學逆向教學設計的研究可以分為兩個階段。

2.5.1萌芽階段（2011-2016年）

在萌芽階段，只有吳佳發表的“逆向教學設計理論下的生物探究式教學設計案例研究”，以酶的特性為例探討了高中階段逆向教學設計的應用，所以2011年突顯的關鍵詞都與此篇文章有關。

2.4.2發展階段（2017年后）

新學科課程標準的頒布使得逆向教學設計又回歸學者的視野。而“重要概念”自2017至2020年都有著深遠而長久的影響力，這表明為落實大概念教學，學者集中關注生物學概念學習的途徑。自2018年，關鍵詞“理解”的出現，凸顯了逆向教學設計能夠幫助學生更有效地理解重要概念。近年來，核心素養中“生命觀念”引起了學者的關注，核心素養的研究逐漸走向下位，并更加具體化。2022年，“單元教學”突現，自此逆向教學設計傾向于和單元教學設計相結合，進一步促進學生對于科學本質的理解，幫助學生理解生物學重要概念，促進學科核心素養的達成。

3結論

本文利用CiteSpace軟件進行可視化分析，以知識圖譜的形式呈現出國內生物學逆向教學設計研究領域的進展，得出結論如下。

從年發文量和高產機構來看，近三年來發文量呈現持續增長的趨勢，高校和中學對此都有所研究，但發文總數并不多，且發表在核心期刊上的高質量文章數量較少，所以關于逆向教學的研究仍有較大的上升空間。

從文獻互引和關鍵詞來看，逆向教學設計研究緊跟課程標準的變化，高度關注學生核心素養的培養和概念的學習，同時也不斷結合當下教學的要求，積極促成“教、學、評”一致性，以結合單元教學、應用于作業設計等方式促進學生學習。

從關鍵詞突現圖譜來看，逆向教學設計研究的發展存在明顯的階段性，新課程標準的出現是逆向教學設計發展的催化劑，生物學逆向教學研究也逐漸朝著多樣化的方向發展，逐漸與其他教學方式融合發展，研究內容也向著更加具體、細化的方向延伸。