國內(nèi)生物學逆向教學設(shè)計研究的可視化分析

摘要：本文以中國知網(wǎng)收錄的78篇文獻為例，采用CiteSpace軟件對國內(nèi)“生物學逆向教學設(shè)計”領(lǐng)域的發(fā)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(jié)果。結(jié)果表明，近年來該領(lǐng)域的發(fā)文量不斷增長；研究熱點聚焦生物學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、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(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物學；逆向教學設(shè)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(shè)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(shè)計》一書中提到的一種區(qū)別于傳統(tǒng)教學的教學設(shè)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(jù)，并在此基礎(chǔ)上進行教學設(shè)計，安排學習及教學活動。逆向教學設(shè)計有利于落實學科課程標準理念，轉(zhuǎn)變教師教學觀念，促進學生綜合能力的發(fā)展，發(fā)揮課堂教學評價的效用。查閱文獻發(fā)現(xiàn)，逆向教學設(shè)計在生物學教學領(lǐng)域逐漸呈現(xiàn)出多元化的研究態(tài)勢，但目前尚未有研究者對該領(lǐng)域內(nèi)的文獻進行系統(tǒng)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(shè)計的研究進程進行可視化分析，探究該領(lǐng)域的研究熱點和演變歷程，梳理發(fā)展脈絡(luò)，以期為學者對該領(lǐng)域的持續(xù)研究提供的參考。

1研究內(nèi)容與方法

1.1數(shù)據(jù)來源

以中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（CNKI）為數(shù)據(jù)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(shè)計+逆向教學+逆向設(shè)計+UbD”，時間設(shè)為2011年1月至2023年5月進行條件檢索，經(jīng)過手動篩選排除無關(guān)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(lǐng)域的發(fā)展趨勢和熱點動向。本研究主要采用CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)、關(guān)鍵詞突現(xiàn)和關(guān)鍵詞時間線圖譜開展研究。

2研究結(jié)果

2.1年發(fā)文量的統(tǒng)計及分析

年發(fā)文量是反映該學科發(fā)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(shè)計的關(guān)注度較低，僅在2011年有l(wèi)篇文章發(fā)布。2017年起，學者紛紛關(guān)注該領(lǐng)域，自2020年起，年發(fā)文量逐年增長，出現(xiàn)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(wù)教育生物學課程標準（2022年版）》兩版課標的發(fā)布有一定關(guān)系，初、高中課程標準均明確提出培育學生的學科核心素養(yǎng)的目標，強調(diào)評價在教學中的作用，而逆向教學設(shè)計有利于促進“教、學、評”一致性的實現(xiàn)，因此受到學者的廣泛關(guān)注。

2.2高產(chǎn)機構(gòu)分析

通過研究逆向教學設(shè)計的高產(chǎn)機構(gòu)，可以了解該領(lǐng)域?qū)W術(shù)資源的分布情況。據(jù)統(tǒng)計，對該領(lǐng)域有研究并發(fā)文的機構(gòu)共計76所。發(fā)文量在2篇及以上的機構(gòu)共有9個（見表1）。其中，發(fā)文量最多的為北京教育學院數(shù)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(shè)計近年來正逐步成為研究熱點。從發(fā)文地區(qū)來看，以北京、福建兩地最為突出。

2.3文獻互引網(wǎng)絡(luò)分析

從CNKI的文獻互引網(wǎng)絡(luò)關(guān)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(guān)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(guān)系。

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

2.4關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜度聚類圖譜分析

關(guān)鍵詞反映的是文獻內(nèi)容的核心要點，通過關(guān)鍵詞可以初步判定一篇文章的研究方向。CiteSpace的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜能夠清楚的展示一段時間內(nèi)某個領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點變化及其之間的相互聯(lián)系。導入選中的文獻，將“Time Slicing”設(shè)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(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜（見圖3）。圖中每一個節(jié)點代表一個關(guān)鍵詞，節(jié)點越大代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率越高；圖中字體大小代表不同關(guān)鍵詞的中心性，字體越大代表此關(guān)鍵詞的中心性越高；節(jié)點之間的連線代表兩關(guān)鍵詞之間存在共現(xiàn)，連線越粗代表關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)情況越頻繁。

通過對各個關(guān)鍵詞的出現(xiàn)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(yǎng)”“教學設(shè)計”和“逆向設(shè)計”等方面。將各個關(guān)鍵詞及其所出現(xiàn)的頻次、中心性大小和首次出現(xiàn)的年份進行整理（見表3），發(fā)現(xiàn)“高中生物學”的出現(xiàn)頻次和“初中生物學”的出現(xiàn)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(shè)計”之外，中心性最高的搜索主題詞為“核心素養(yǎng)”，并且其出現(xiàn)頻次也位于前列，這表明有關(guān)逆向教學設(shè)計培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)方面已有一定數(shù)量且具有影響力的研究。

對關(guān)鍵詞進行聚類，得到關(guān)鍵詞聚類圖譜（見圖4）?？梢钥吹剑恳粋€聚類都標有相應的序號，數(shù)字越小，代表聚類中包含的關(guān)鍵詞越多。每個聚類中的關(guān)鍵詞都是緊密相連的，多個緊密相連的關(guān)鍵詞就構(gòu)成了一個聚類。聚類圖譜中有兩個數(shù)值：Q值，即聚類模塊值，一般認為大于0.3代表聚類結(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞聚類圖譜聚類結(jié)構(gòu)顯著且令人信服。

按照關(guān)鍵詞的多少，排在前5的聚類分別是“逆向設(shè)計”“行動研究”“核心素養(yǎng)”“評價”和“單元教學”。通過進一步閱讀有關(guān)文獻，結(jié)合圖譜可以發(fā)現(xiàn)，中學生物學逆向教學設(shè)計的研究熱點集中于以下方面。

2.4.1關(guān)注學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

自學科核心素養(yǎng)提出后，許多研究者開始著眼于學生學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的研究，徐小媖等人以“免疫調(diào)節(jié)”一節(jié)為例，對逆向教學設(shè)計如何更有效地提升生物學核心素養(yǎng)展開探究。馬香華則以“細胞的增殖”一節(jié)為例，詳述了以“探尋知識站位、錨定核心素養(yǎng)”“追尋任務(wù)定位、敲定評估證據(jù)”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(shè)計，促進生物學學科核心素養(yǎng)落地?！昂诵乃仞B(yǎng)”“生命觀念”“社會責任”等關(guān)鍵詞高頻出現(xiàn)，由此不難發(fā)現(xiàn)目前的研究正逐漸轉(zhuǎn)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(shè)計和作業(yè)布置，在課堂教學設(shè)計方面也多以具體的章節(jié)為例，給出具體的逆向教學設(shè)計參考，為生物學教學提供了創(chuàng)新性的思路。

2.4.2以新課程標準為導向

“逆向設(shè)計”“評價”的聚類標簽能夠折射出：在逆向設(shè)計的教學過程中，教師要以目標為導向設(shè)計評價，通過學生表現(xiàn)性任務(wù)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(zhì)量發(fā)展。例如劉清鋒通過分析逆向教學設(shè)計在具體教學中的應用，指出這種評價先行的教學設(shè)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(shè)計為基礎(chǔ)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(jié)內(nèi)容進行單元教學設(shè)計，指出逆向單元教學設(shè)計不僅有利于教師在宏觀上把握教學內(nèi)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(nèi)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(shè)計的研究也逐漸與單元教學相結(jié)合，幫助學生進行重要概念的學習。

2.5生物逆向教學設(shè)計研究的演進前沿

運用CiteSpace制作關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜，顯示關(guān)鍵詞突現(xiàn)的時間和強度，可以反映該段時間內(nèi)關(guān)鍵詞在生物學逆向教學設(shè)計領(lǐng)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(xiàn)的25個關(guān)鍵詞，從中可以看出，生物學逆向教學設(shè)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(fā)表的“逆向教學設(shè)計理論下的生物探究式教學設(shè)計案例研究”，以酶的特性為例探討了高中階段逆向教學設(shè)計的應用，所以2011年突顯的關(guān)鍵詞都與此篇文章有關(guān)。

2.4.2發(fā)展階段（2017年后）

新學科課程標準的頒布使得逆向教學設(shè)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(guān)注生物學概念學習的途徑。自2018年，關(guān)鍵詞“理解”的出現(xiàn)，凸顯了逆向教學設(shè)計能夠幫助學生更有效地理解重要概念。近年來，核心素養(yǎng)中“生命觀念”引起了學者的關(guān)注，核心素養(yǎng)的研究逐漸走向下位，并更加具體化。2022年，“單元教學”突現(xiàn)，自此逆向教學設(shè)計傾向于和單元教學設(shè)計相結(jié)合，進一步促進學生對于科學本質(zhì)的理解，幫助學生理解生物學重要概念，促進學科核心素養(yǎng)的達成。

3結(jié)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(xiàn)出國內(nèi)生物學逆向教學設(shè)計研究領(lǐng)域的進展，得出結(jié)論如下。

從年發(fā)文量和高產(chǎn)機構(gòu)來看，近三年來發(fā)文量呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢，高校和中學對此都有所研究，但發(fā)文總數(shù)并不多，且發(fā)表在核心期刊上的高質(zhì)量文章數(shù)量較少，所以關(guān)于逆向教學的研究仍有較大的上升空間。

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

從關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜來看，逆向教學設(shè)計研究的發(fā)展存在明顯的階段性，新課程標準的出現(xiàn)是逆向教學設(shè)計發(fā)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(fā)展，逐漸與其他教學方式融合發(fā)展，研究內(nèi)容也向著更加具體、細化的方向延伸。