国内生物学逆向教学设计研究的可视化分析

摘要：本文以中国知网收录的78篇文献为例，采用CiteSpace软件对国内“生物学逆向教学设计”领域的发展进程和研究热点进行可视化分析，并以知识图谱的形式展示研究结果。结果表明，近年来该领域的发文量不断增长；研究热点聚焦生物学学科核心素养的培养、概念学习、单元教学、“教、学、评”一致性；研究前沿集中于单元教学、核心素养。

关键词：生物学；逆向教学设计；CiteSpace

文章编号：1003-7586（2024）05-0068-04 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

逆向教学设计（Backward Design）是杰伊·麦克泰格（Jay McTighe）和格兰特·威金斯（Grant Wiggins）于1999年在《追求理解的教学设计》一书中提到的一种区别于传统教学的教学设计模式。在这种教学模式下，教师需要先确定课堂学习目标，再明确学生掌握学习目标的证据，并在此基础上进行教学设计，安排学习及教学活动。逆向教学设计有利于落实学科课程标准理念，转变教师教学观念，促进学生综合能力的发展，发挥课堂教学评价的效用。查阅文献发现，逆向教学设计在生物学教学领域逐渐呈现出多元化的研究态势，但目前尚未有研究者对该领域内的文献进行系统的可视化分析。鉴于此，笔者通过CiteSpace软件对中学生物学逆向教学设计的研究进程进行可视化分析，探究该领域的研究热点和演变历程，梳理发展脉络，以期为学者对该领域的持续研究提供的参考。

1研究内容与方法

1.1数据来源

以中国知网数据库（CNKI）为数据来源，使用高级检索功能，主题输入“生物学+生物”和“逆向教学设计+逆向教学+逆向设计+UbD”，时间设为2011年1月至2023年5月进行条件检索，经过手动筛选排除无关文献，最终获得78篇有效文献作为研究样本。

1.2研究方法和工具

本研究运用CiteSpace软件（CiteSpace 6.2R2版本）对文献样本进行分析，通过分析知识图谱，可以研究该领域的发展趋势和热点动向。本研究主要采用CiteSpace的关键词共现、关键词突现和关键词时间线图谱开展研究。

2研究结果

2.1年发文量的统计及分析

年发文量是反映该学科发文变化趋势和研究热度的重要指标。在2016年以前，学者对于生物学逆向教学设计的关注度较低，仅在2011年有l篇文章发布。2017年起，学者纷纷关注该领域，自2020年起，年发文量逐年增长，出现明显上升趋势（见图1）。这与《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》以及《义务教育生物学课程标准（2022年版）》两版课标的发布有一定关系，初、高中课程标准均明确提出培育学生的学科核心素养的目标，强调评价在教学中的作用，而逆向教学设计有利于促进“教、学、评”一致性的实现，因此受到学者的广泛关注。

2.2高产机构分析

通过研究逆向教学设计的高产机构，可以了解该领域学术资源的分布情况。据统计，对该领域有研究并发文的机构共计76所。发文量在2篇及以上的机构共有9个（见表1）。其中，发文量最多的为北京教育学院数学与科学教育学院和福建省厦门第二中学，均为4篇。这表明逆向教学设计近年来正逐步成为研究热点。从发文地区来看，以北京、福建两地最为突出。

2.3文献互引网络分析

从CNKI的文献互引网络关系图谱（见图2）中，可以清楚地看出文献的被引情况以及文献之间的互引关系。图中每一个点代表一篇文献，各点之间的连线代表各文献之间存在的引用关系。

通过对被引频次较多的前6篇文献进行标注和统计（见表2），可以看出，被引量最多的文章为“逆向教学设计理论下的生物探究式教学设计案例研究”，发文于2011年，是原始文献中年份最早的文章，并且处于互引网络图谱的中心位置，对于该领域的研究有着深远的影响。

2.4关键词网络图谱度聚类图谱分析

关键词反映的是文献内容的核心要点，通过关键词可以初步判定一篇文章的研究方向。CiteSpace的关键词共现图谱能够清楚的展示一段时间内某个领域内的研究热点变化及其之间的相互联系。导入选中的文献，将“Time Slicing”设为2011-2023年，“Year Per Slice”为默认值1年，“Node Types”选择为“Keyword”，“Selection Criteria”选定“Top N”并保持默认值，“Pruning”选取“Pathfinder”“Pruning the merged network”以及“Prulung sliced network”，获得关键词共现图谱（见图3）。图中每一个节点代表一个关键词，节点越大代表关键词出现的频率越高；图中字体大小代表不同关键词的中心性，字体越大代表此关键词的中心性越高；节点之间的连线代表两关键词之间存在共现，连线越粗代表关键词之间的共现情况越频繁。

通过对各个关键词的出现频次和中心性进行分析，可以得出，研究热点主要集中在“核心素养”“教学设计”和“逆向设计”等方面。将各个关键词及其所出现的频次、中心性大小和首次出现的年份进行整理（见表3），发现“高中生物学”的出现频次和“初中生物学”的出现频次虽相差不大，但“高中生物学”的中心性远高于“初中生物学”，由此得出，在两学段的研究中，目前高中阶段的研究影响力要高于初中。除了“逆向设计”之外，中心性最高的搜索主题词为“核心素养”，并且其出现频次也位于前列，这表明有关逆向教学设计培养学生的核心素养方面已有一定数量且具有影响力的研究。

对关键词进行聚类，得到关键词聚类图谱（见图4）。可以看到，每一个聚类都标有相应的序号，数字越小，代表聚类中包含的关键词越多。每个聚类中的关键词都是紧密相连的，多个紧密相连的关键词就构成了一个聚类。聚类图谱中有两个数值：Q值，即聚类模块值，一般认为大于0.3代表聚类结构显著；S值，即聚类平均轮廓值，一般认为大于0.5代表聚类是合理的，大于0.7是令人信服的。图4中只显示了前5个聚类，Q=0.795 8>0.3，S=0.944 4>0.7，表明此关键词聚类图谱聚类结构显著且令人信服。

按照关键词的多少，排在前5的聚类分别是“逆向设计”“行动研究”“核心素养”“评价”和“单元教学”。通过进一步阅读有关文献，结合图谱可以发现，中学生物学逆向教学设计的研究热点集中于以下方面。

2.4.1关注学生学科核心素养的培养

自学科核心素养提出后，许多研究者开始着眼于学生学科核心素养培养的研究，徐小媖等人以“免疫调节”一节为例，对逆向教学设计如何更有效地提升生物学核心素养展开探究。马香华则以“细胞的增殖”一节为例，详述了以“探寻知识站位、锚定核心素养”“追寻任务定位、敲定评估证据”与“辫寻资源配位、推定教学流程”三个步骤来进行逆向教学设计，促进生物学学科核心素养落地。“核心素养”“生命观念”“社会责任”等关键词高频出现，由此不难发现目前的研究正逐渐转向更加具体的维度和要素。另外，初高中都有涉及的课堂类型包含新授课、实验课和复习课，研究角度包括课堂教学设计和作业布置，在课堂教学设计方面也多以具体的章节为例，给出具体的逆向教学设计参考，为生物学教学提供了创新性的思路。

2.4.2以新课程标准为导向

“逆向设计”“评价”的聚类标签能够折射出：在逆向设计的教学过程中，教师要以目标为导向设计评价，通过学生表现性任务的完成判断学生是否达到了学习目标，以评价来促进学生学习，进而促进教学质量发展。例如刘清锋通过分析逆向教学设计在具体教学中的应用，指出这种评价先行的教学设计有利于明确教学目标，从而促进教学活动的开展。

2.4.3以逆向设计为基础的概念学习

柴志瑾基于逆向教学理论对“细胞由多种多样的分子组成”一节内容进行单元教学设计，指出逆向单元教学设计不仅有利于教师在宏观上把握教学内容，引导学生深度理解重要概念，还有利于学生进行知识迁移，达到深层次的理解。嗍“内容聚焦大概念”是新课程标准的基本理念之一，单元教学有助于学生的概念性学习，当下逆向教学设计的研究也逐渐与单元教学相结合，帮助学生进行重要概念的学习。

2.5生物逆向教学设计研究的演进前沿

运用CiteSpace制作关键词突现图谱，显示关键词突现的时间和强度，可以反映该段时间内关键词在生物学逆向教学设计领域里的影响力。表4列出了自2011年1月至2023年4月以来突现的25个关键词，从中可以看出，生物学逆向教学设计的研究可以分为两个阶段。

2.5.1萌芽阶段（2011-2016年）

在萌芽阶段，只有吴佳发表的“逆向教学设计理论下的生物探究式教学设计案例研究”，以酶的特性为例探讨了高中阶段逆向教学设计的应用，所以2011年突显的关键词都与此篇文章有关。

2.4.2发展阶段（2017年后）

新学科课程标准的颁布使得逆向教学设计又回归学者的视野。而“重要概念”自2017至2020年都有着深远而长久的影响力，这表明为落实大概念教学，学者集中关注生物学概念学习的途径。自2018年，关键词“理解”的出现，凸显了逆向教学设计能够帮助学生更有效地理解重要概念。近年来，核心素养中“生命观念”引起了学者的关注，核心素养的研究逐渐走向下位，并更加具体化。2022年，“单元教学”突现，自此逆向教学设计倾向于和单元教学设计相结合，进一步促进学生对于科学本质的理解，帮助学生理解生物学重要概念，促进学科核心素养的达成。

3结论

本文利用CiteSpace软件进行可视化分析，以知识图谱的形式呈现出国内生物学逆向教学设计研究领域的进展，得出结论如下。

从年发文量和高产机构来看，近三年来发文量呈现持续增长的趋势，高校和中学对此都有所研究，但发文总数并不多，且发表在核心期刊上的高质量文章数量较少，所以关于逆向教学的研究仍有较大的上升空间。

从文献互引和关键词来看，逆向教学设计研究紧跟课程标准的变化，高度关注学生核心素养的培养和概念的学习，同时也不断结合当下教学的要求，积极促成“教、学、评”一致性，以结合单元教学、应用于作业设计等方式促进学生学习。

从关键词突现图谱来看，逆向教学设计研究的发展存在明显的阶段性，新课程标准的出现是逆向教学设计发展的催化剂，生物学逆向教学研究也逐渐朝着多样化的方向发展，逐渐与其他教学方式融合发展，研究内容也向着更加具体、细化的方向延伸。