高等教育翻转课堂研究综述
来源：UC论文网2016-05-14 09:54
摘要：
翻转课堂作为信息技术与学习理论深度融合的典范，近年来成为高等教育改革的热点。翻转课堂 是一种“先学后教”模式，是从“被动学习”转向“主动学习”。翻转课堂建立在掌握学
翻转课堂（flippedclassroom,invertedclass-room)作为信息技术与学习理论深度融合的典范，近年来成为教育改革的热点。翻转课堂的大体做法是，学生在课前进行自定步调的学习（观看视频讲座或阅读文献），课堂时间则用来深化概念和参与合作性的问题解决。这种模式将“学习时间”进行重新规划和设计，通过对知识传授和知识内化的颠倒安排，改变了传统教学中的师生角色，实现了“先学后教”和对传统教学模式的革新。
翻转课堂的实质是从被动学习转向主动学习。主动学习关注学习内在动机的激发，强调学习过程中学生的“做”或“活动”，例如阅读、写作、讨论等，而不仅仅是“听”，注重发挥学生在课堂教学过程中的参与者角色。主动学习教学方法涵盖从讨论到结构化教学方法这一连续体，主要包括合作学习、案例分析、同伴互助教学、基于探究的学习、基于问题的学习和基于项目的学习等。主动学习方法有助于激发学生参与和做学习的主人，促进生师互动和知识应用，鼓励高阶思维和创造性问题解决，引导学生面向职业实践，这些都是21世纪社会毕业生品质的重要体现，是个体不可或缺的生存本领。在这一意义上，开展翻转课堂有效教学研究，有助于回应21世纪社会的人才培养需求。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010一2020年）》明确指出，“借鉴国际上先进的教育理念和教育经验，促进我国教育改革发展，提升我国教育的国际地位、影响力和竞争力。”《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》也指出，“教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心。”教育改革的核心环节是课程改革，课程改革的核心环节是课堂教学。翻转课堂改变了传统课堂被动和单向讲授的一统天下局面，为信息时代的教与学提供了新的思路。
相较于基础教育或一般性的翻转课堂研究，当前国内学术界关于高等教育翻转课堂的研究相对较少。本文以高等教育翻转课堂作为考察对象，拟从翻转课堂的理论界定、翻转课堂的理论基础、高等教育翻转课堂促进学生学习成果的研究、高等教育翻转课堂教学有效性的影响因素研究等几个方面进行系统梳理，以期为信息时代我国髙校教学改革提供有益的借鉴。
一、翻转课堂的理论界定
高等教育中的翻转课堂并不是一个全新的理念。把内容传递和知识应用加以翻转在大学教学实践中并不鲜见，例如文学课学生在课外阅读小说而课上时间则用于讨论主题和原理，法学院学生在研讨课前做好准备以便更有效地参与研讨。高等教育翻转课堂研究始于20世纪90年代，较早开展翻转课堂研究的是哈佛大学物理教授Mazur，他把学习分为知识传递和知识内化两个步骤，并在课堂上使用同伴互助教学（peerinstruction)。进人21世纪以来，伴随信息技术进步以及教育资源开放运动、MOOCS以及可汗学院的产生与发展，翻转课堂因其理念获得更深更广的技术支持而广受关注。
关于什么是翻转课堂，比较有代表性的研究是范德堡大学教学发展中心给出的定义翻转课堂是对传统教学的一种翻转，学生首先在课外接触课程即将学习的新材料(通常是阅读文献或观看视频讲座），然后在课堂时间通过问题解决、讨论或辩论等策略完成知识的内化。”“翻转学习”是从学生学习角度对“翻转课堂”的另一种表述，因为归根结底“教”是为了促进学生的“学”。美国FlippedLearningNetwork网站给出“翻转学习”的定义是，“翻转学习即直接教学从面向群体学习空间转向面向个体学习空间，而群体学习空间则转变成为一个动态的、互动的学习环境，学生在其中应用概念和进行主动学习，教师则在身旁进行指导。”
翻转课堂实际上是一种“先学后教”模式，它不仅仅是翻转了时空、流程和结构，更是一种“范式的转换”。就教学目标而言，学生在课外实现的是布卢姆教学目标中的低阶认知目标（知识和理解），课上时间则在同伴和教师的支持下专注于高阶认知目标(应用、分析、综合和评价）。师生的角色和期望也发生了改变，学生成为学习的主人，教师则从“讲台上的圣人”转变成为“学生身旁的指导者”。从教学方法看，教师课堂教学是为了促进学生主动学习，关注课堂师生面对面环境下的概念探究、意义建构和知识应用。
很多研究指出，翻转课堂的核心特征是主动学习与教育技术的结合。就教育技术而言，其优势主要体现在以下几个方面：(1)方便学生自定步调的学习；（2)提供各种形式的学习材料（如文本、视频、音频、多媒体），适应于不同的学生学习方式；（3)利用各种工具(测验工具、讨论工具、内容创建工具)提供课内外交流和互动的机会；（4)传递即时信息（如微博、发布工具（5)利用在线测验或问卷调査等提供学习反馈与评价；（6)利用数据分析学生学习进步情况，识别学习困难的学生。
二、翻转课堂的理论基础
翻转课堂主要建立在掌握学习、建构主义、认知负荷和有效教学等理论的基础之上，这些理论从不同视角为翻转课堂研究提供了思想精髓和方法学启示。
(一）掌握学习理论。美国心理学家布卢姆早在20世纪60年代提出掌握学习理论。他提出学校教学的主要变量是认知准备状态、情感准备状态和教学质量。认知准备状态和情感准备状态是指学生具备学习新任务所需要的知识技能和动机。教学质量是指学习任务各要素（教师指导、学生参与、强化和反馈一矫正）的呈现、解释和排列秩序对学生均臻最佳状态。他认为只要提供最佳的教学质量并给以足够的时间使学生在认知和情感上做好准备，就有可能使绝大多数学生（90%以上)都能达到掌握水平。翻转课堂直接吸收了掌握学习的思想精髓，也因之成为实现学生掌握学习目标的一个有效方法。不让每一个学生掉队，让每个学生成为最好的自己，这就是翻转课堂的目标。在翻转课堂上，学生的学习不再受时间限制，按自己的步调学习，直至达到掌握水平和标准。
(二）建构主义学习理论。建构主义学习理论的先驱人物有心理学家皮亚杰和心理学家维果茨基等。建构主义认为知识是由个人创造或建构的。建构主义有三个重要的命题：（1)理解是人与环境的相互作用；（2)认知冲突或困惑是学习的刺激物，并决定学习的组织和本质；（3)知识通过社会协商和对个人理解的评价而演进发展。建构主义学习环境的四大要素是情境、协作、会话和意义建构。翻转课堂通过将知识传递放在课前完成从而把课堂时间释放出来用于开展学生主动学习，这充分体现了学生学习的个体建构特征。
(三）认知负荷理论。认知负荷理论是由澳大利亚认知心理学家Sweller于1988年首先提出。认知负荷是指人在学习或任务完成过程中进行信息加工所耗费的认知资源的总量。Sweller根据来源的不同，区分出三种认知负荷：一是内在的认知负荷，它是由学习材料的结构和复杂性所引起；二是外在的认知负荷，它是由信息呈现的形式和方式所施加；三是有效认知负荷，它是由学习者努力加工并理解材料所形成。三种类型的认知负荷是可以相加的。教学设计的目标就是要使个体认知负荷达到最优化，即引发较低的内在认知负荷、外在认知负荷和最佳的有效认知负荷，使学习者能合理地利用认知资源，达到最好的学习效果。有研究指出，小步子、经常重复和精致化有助于降低总体认知负荷，而预习则是管理内在认知负荷的有效方法，这些研究提供了翻转课堂促进学习的可能机制，正是通过为学生提供课前教学，学生实际上已经为课堂主动学习任务做好了预备。
(四）有效教学理论。有效教学既是人们的长时期追求，也是一种全新的教学理念。有效教学的理念源于20世纪上半叶西方的教学科学化运动，特别是在受美国实用主义哲学和心理学影响下的教学效能核定运动以后，这一概念频繁地出现在英语教育文献中。20世纪60年代以来，有效教学研究不断得以丰富和发展。有效教学实质上是通过一系列的教育活动，使学生学习达到预期的最佳效果。关于有效教学研究的基本框架，英国教育家基里亚库在《学校有效教学》一书中提出了由环境变量、过程变量和结果变量构成的基本框架。美国高等教育协会支持的一项研究发现，本科生有效教学的七项原则是鼓励师生互动、鼓励学生之间合作、鼓励主动学习、提供及时反馈、强调时间投人、对学生寄予高期望、尊重学生差异和不同的学习方式。这七项原则成为高等教育界一个广为传播的有效教学研究框架。翻转课堂正是在有效教学理论指导下致力于促进学生多方面的学习进步和发展，关注学生学习成果。
三、高等教育翻转课堂促进学生学习成果的研究
翻转课堂没有单一的结构或模式可供遵循，它作为一个总称涵盖了具备以下特征的任何一种形式的教学，即信息传递教学主要移到课前进行，学生在课前观看预先录制的讲座或阅读其它文本材料，被释放出来的课堂时间则用于学生主动学习。
在翻转课堂研究中有关同伴互助教学（peerinstruction)和即时教学（just—in—timeteaching)的研究成果相对较多。同伴互助教学和即时教学既可以单独使用，也可以联合使用。大体的做法是，学生被要求在课前完成课本阅读和网上测验，课堂上学生手持移动应答设备Cliker对阅读材料提出的选择题进行应答，然后，学生与邻座同学一起检验自己的答案。在学生对正确答案有重大分歧时，教师启用微型讲座和同伴互助教学，余下课堂时间则用于小组学习活动。哈佛大学物理教师Mazur的同伴互助教学、华盛顿大学生物教师Freeman的即时教学以及加拿大英属哥伦比亚大学计算机教师Carter对这两种方法的联合使用，他们的研究表明，翻转课堂有效提高了学生学习成绩，学生对于翻转课堂的喜欢程度显著高于传统讲授课堂。此外，莫纳什大学的相关研究也揭示同伴互助教学在人文学科也有类似结果。
翻转课堂促进学生有效学习的研究来自于诸多学科，例如数学、工程学、英语、现代教育技术、计算机等如。Lage,Platt和Treglia有关经济学翻转课堂的研究比较具有代表性。他们的研究显示，翻转课堂教学与学生的学习风格匹配良好，学生认为他们在翻转课堂上的收获大于传统课堂，他们喜欢动手实践、小组活动、与同伴互动，而且感觉在非正式的翻转课堂上进行提问更为舒适。
翻转课堂的优势同样体现在大班课堂上。加拿大英属哥伦比亚大学一门本科生大班物理课(250人以上）实行课程的“部分翻转”实验研究，其结果表明：实验组学生在翻转课堂部分的出勤率提高20%，参与程度增长40%，在多项选择题测验中实验组学生的分数是控制组学生的2倍，有90%的学生报告喜欢这种翻转学习方法。
总之，关于高等教育翻转课堂的有效性研究主要关注的是学生学习成绩的提升以及学生的主观报告。然而，并非所有有关高等教育翻转学习的研究都报告有积极的效果。究竟哪些因素影响了翻转课堂有效教学，例如谁会从翻转课堂模式中受益，以什么方式或在什么情境下进行翻转，是否存在学科、年级的差异，所有这些问题还需要进一步深人的研究。
四、高等教育翻转课堂教学有效性的影响因素研究
以上关于翻转课堂促进学生学习成果的研究，实际上涉及的是一个“有效教学”（effectiveteach¬ing)或“教学有效性问题”（effectivenessofteach¬ing)0进一步说，这实际上涉及了翻转课堂教学评价标准问题，即什么样的翻转课堂教学是好的、优秀的或成功的？而与此相关联的问题是，究竟是什么因素影响了翻转课堂有效教学？除了翻转课堂内部影响因素，还会受到哪些外部因素的影响？
关于内部影响因素，美国FlippedLearningNetwork网站指出翻转课堂教学的四个核心要素或支柱是:(1)灵活的学习环境，表现为多样化的学习方式、灵活的学习进程和评价；（2)以学生为中心的学习文化，表现为学生主动参与知识的建构；（3)有意义的内容，表现为最大限度地利用课堂教学时间，运用多种主动学习方法；（4)教师作为专业教育者，意味着教学视频等并不能取代训练有素的专业教师的指导者角色。正是基于以上要素，FlippedLearningNetwork指出“翻转课堂”和“翻转学习”二者之间不能互换，教师单纯让学生在课外阅读课文、观看视频或解决更多的问题来翻转课堂还仅仅是一种表面形式，为了让学生真正投入翻转学习，教师必须在实践中整合和优化以上四大支柱或要素。
范德堡大学指出翻转课堂的四个核心要素是：
(1)课前学习（阅读文献或观看视频讲座）；（2)课前学习准备动机(课前作业或在线测验）;(3)学生理解的评价机制（课前作业、在线测验、课上测验或讨论等）；（4)注重发展高阶认知目标的课堂活动。仔细分析，这四个要素实质上涉及了“课前内容学习”（含学习任务与动机）、“课上学习活动”、“学习目标”和“反馈与评价”。
国内学者张金磊指出翻转课堂教学模式的三个关键因素是：（1)教学视频设计；（2)个性化协作式学习环境的构建；（3)课堂活动的设计[4°]。这三个因素涉及了课前学习、课堂活动和贯穿课前和课上的学习环境。
一些有关翻转课堂教学设计模型的研究也为考察内部影响因素提供了思路。代表性的研究有美国学者Gerstein所构建的由“体验参与”、“概念探究”、“意义建构”和“展示应用”四个阶段构成的环式模型，钟晓流构建的包含“教学准备”、“记忆理解”、“应用分析”、“综合评价”四个阶段的太极环式模型，美国学者Talbert所构建的“课前”(“视频讲座”、“有针对性练习”）和“课上”(“快速而少量的反馈”、“解决问题以完成内化”、“总结与反馈”）的流程结构图，以及在Talbert基础上张金磊所构建的“基于问题的学习”的教学模型。
关于翻转课堂可能的阻碍因素或担忧，很多研究有简单提及，如学生认同与负担、课程再设计所致教师额外负担、网络资源或平台支持等。其中尤其值得关注的是课程再设计问题，它涉及了按照学科知识内容图谱制作微视频、学习平台搭建和课堂活动设计等。
五、结语
目前，欧美很多大学将翻转课堂应用到教学实践并取得了良好效果，我国部分研究型大学也已经率先开展了翻转课堂的实践探索。随着翻转课堂实践的深入，它对传统课堂知识观、教学观、教师教学能力、教学模式、教学评价、教师发展和教学制度等提出了极大的挑战，其核心指向翻转课堂有效教学问题：翻转课堂有效教学的结构维度是什么？翻转课堂有效教学如何评价？翻转课堂有效教学的影响因素及其相互作用机制如何？学校应该采取哪些干预方案，才能有效促进翻转课堂有效教学？考察现有关于高等教育翻转课堂的研究，理论研究居多，实证研究偏少。就实证研究而言，多停留于“过程一结果”的研究模式上，对环境变量研究不够，缺乏对翻转课堂“环境一过程一结果”综合影响机制的研究，其中实验研究多考察翻转课堂对于学生学习成绩的影响，忽视多方面的学习成果，而且对于不同形式的翻转课堂模式或方法，如从课前媒体的角度看，对基于视频（含慕课）的翻转课堂和基于文本的翻转课堂的有效性是否存在显著差异，未见有相关研究。
尤其是，翻转课堂有效教学目标如何在教学评价标准中得到体现，以评促教，为教师教学改进、反思和自主发展提供一个可持续发展的参照系和路线图，这是一个值得关注的重要问题，也是有待于学术界和高校深人研究和探索的一个方向。
【作者简介】杨春梅(197O)，女，黑龙江兰西人，北京理工大学教育研究院副教授、博士。
