大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究

邢磊，董占海

大學(xué)物理翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究

邢磊1，董占海2

（1.上海交通大學(xué)教學(xué)發(fā)展中心，上海200240；2.上海交通大學(xué)物理與天文系，上海200240）

上海交通大學(xué)于2013-2014年開展了“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)試點(diǎn)研究”。本報(bào)告為其中一個(gè)子課題的研究成果。本研究采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)和問卷調(diào)查法相結(jié)合的方法，探討了“翻轉(zhuǎn)課堂策略的教學(xué)效果”、“學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂策略的適應(yīng)性和傾向性”等問題。本研究對(duì)大學(xué)物理課的兩個(gè)平行班分別施以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)和傳統(tǒng)講授教學(xué)，進(jìn)而對(duì)比兩個(gè)班物理測(cè)試的分?jǐn)?shù)。研究發(fā)現(xiàn)，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的班級(jí)分?jǐn)?shù)提高的幅度顯著高于采用傳統(tǒng)教學(xué)的班級(jí)，效應(yīng)量為0.68。問卷調(diào)查顯示，58%的學(xué)生表示“喜歡翻轉(zhuǎn)課堂互動(dòng)形式的教學(xué)”。

翻轉(zhuǎn)課堂；準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)；大學(xué)物理

一、背景

（一）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的興起

100多年前杜威提出的“兒童（學(xué)生）中心”、“活動(dòng)中心”和“經(jīng)驗(yàn)中心”新“三中心”理念一直在持續(xù)發(fā)揮影響力。越來越多的教師接觸、嘗試、接受甚至信奉這種理念。過去幾十年里，很多教育實(shí)踐者也在此思潮中設(shè)計(jì)和開發(fā)出了種類繁多的新教學(xué)方法——小到課堂上花幾分鐘就很容易實(shí)施的“思考-結(jié)對(duì)-分享”（think-pair-share），大到跨度達(dá)好多次課的“項(xiàng)目式教學(xué)”（project-based learning）。很多實(shí)證研究將傳統(tǒng)講授方法與新教學(xué)法進(jìn)行了對(duì)比，這些研究在不同程度上支撐了這些新教學(xué)法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極作用[1]。然而，講授作為歷經(jīng)考驗(yàn)、廣受推崇的傳統(tǒng)教學(xué)方法，依然是全球高等教育界最普遍采用的教學(xué)方式[2-3]。究其原因，可能是因?yàn)闆]有任何一種新教學(xué)法能夠充分、完全地替代講授。因此，教師教學(xué)實(shí)踐的改革方向往往也是講授與新教學(xué)法的混合。

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式，為新老教學(xué)法的混合提供了新的路徑。在這種模式中，學(xué)生在課外提前觀看由教師提供的教學(xué)視頻或其他形式的課程材料，而課堂時(shí)間用于活躍學(xué)生學(xué)習(xí)過程并提供個(gè)性化指導(dǎo)[4]。學(xué)生在課堂外進(jìn)行課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而在課堂上通過做練習(xí)、討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)鞏固所學(xué)內(nèi)容、進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。這與傳統(tǒng)教學(xué)的課上講授、課后作業(yè)正好相反，所以得名“翻轉(zhuǎn)”。傳統(tǒng)的講授可以以視頻形式完整保留下來，供學(xué)生觀看；而原來用于講授的課堂時(shí)間又可以被新教學(xué)法填充。這就使得翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)模式邏輯上可以同時(shí)有力地支撐新老教學(xué)方法的實(shí)施，而原先兩者競(jìng)爭(zhēng)有限的課堂時(shí)間的矛盾則因教育技術(shù)的介入不再成為障礙。

（二）問題的提出

目前在高等教育領(lǐng)域，關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)的影響的實(shí)證研究還很少。其中最具有影響力的研究可能來自于2011年《科學(xué)》雜志上的一篇研究報(bào)告，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的三位教師嘗試了翻轉(zhuǎn)教學(xué)。他們沿用嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和方法，對(duì)大班教學(xué)的大一物理課電磁學(xué)部分進(jìn)行分組比對(duì)。評(píng)教極好的資深教授進(jìn)行常規(guī)教學(xué)，作為控制組。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)組里，讓一個(gè)博士后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，要求學(xué)生開展課前閱讀、課前測(cè)驗(yàn)、課堂討論、小組主動(dòng)學(xué)習(xí)、課堂反饋等活動(dòng)。結(jié)果表明，在同樣的授課內(nèi)容和目標(biāo)下，經(jīng)過一周的翻轉(zhuǎn)教學(xué)后，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在隨后的測(cè)驗(yàn)中獲得的成績(jī)顯著高于控制組[5]。

上海交通大學(xué)教學(xué)發(fā)展中心采用邀請(qǐng)和自愿報(bào)名的形式，于2013年秋季學(xué)期組織了5位一線教師開展翻轉(zhuǎn)課堂試點(diǎn)教學(xué)研究，以探索翻轉(zhuǎn)課堂是否適應(yīng)學(xué)校的實(shí)際情況。本文對(duì)其中1位項(xiàng)目教師所開展的大學(xué)物理課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果進(jìn)行報(bào)告。研究關(guān)注的問題是：（1）翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)大學(xué)教學(xué)是否有效？（2）學(xué)生是否接受翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式？

二、研究方法

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與抽樣

1.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

研究采用非對(duì)等組前后測(cè)的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)和問卷調(diào)查相結(jié)合的方法。實(shí)驗(yàn)組和控制組是兩個(gè)平行教學(xué)班，由同一位老師教授同一門課程。在總共16個(gè)教學(xué)周的32次課（每次2課時(shí)）中，前5-6周（11次課）兩個(gè)班都采用傳統(tǒng)的課堂講授方式，第6-7周的連續(xù)兩次課（第12-13次課程，共4課時(shí)）實(shí)驗(yàn)班采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法，控制組仍采用傳統(tǒng)講授方法。在第11次課和第14次課上，兩個(gè)班都當(dāng)堂進(jìn)行20分鐘的紙筆測(cè)試，兩個(gè)班的測(cè)試試卷相同。實(shí)驗(yàn)班還在第14次課上匿名填寫了一份調(diào)查問卷。

2.實(shí)驗(yàn)組與控制組的描述

選取的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是（PH002）大學(xué)物理A類（2）課程的兩個(gè)平行自然班。此類課程是工科院系的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，面向大學(xué)二年級(jí)學(xué)生開設(shè)。

A班為實(shí)驗(yàn)組，共101位注冊(cè)學(xué)生；B班為控制組，共107位注冊(cè)學(xué)生。兩個(gè)班的學(xué)生大部分都來自本科二年級(jí)：A班的二年級(jí)學(xué)生占98.9%，B班的二年級(jí)學(xué)生占94.7%，其他學(xué)生皆為高年級(jí)重修。A班學(xué)生中，來自電子信息與電氣工程學(xué)院的學(xué)生占83.9%，其余學(xué)生來自數(shù)學(xué)系、生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、致遠(yuǎn)學(xué)院、機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院等；B班學(xué)生中，來自機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院的學(xué)生占70.5%，其余學(xué)生來自電子信息與電氣工程學(xué)院、數(shù)學(xué)系、物理系、生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、化學(xué)化工學(xué)院等。A班的授課時(shí)間是每周一第1-2節(jié)課和每周三第3-4節(jié)課；B班的授課時(shí)間是每周一第3-4節(jié)課和每周三第1-2節(jié)課。

兩個(gè)班的學(xué)生都是在授課前一個(gè)學(xué)期末通過教務(wù)處的選課平臺(tái)進(jìn)行選課，學(xué)生選課時(shí)看到的兩個(gè)班的信息除了授課時(shí)間不同外，包括課程名稱、類別、授課教師、教室等在內(nèi)的其他信息完全相同。據(jù)推測(cè)，影響學(xué)生選擇A班或B班的主要因素可能是與其他選修課程在排課時(shí)間上的權(quán)衡。

3.教學(xué)內(nèi)容的選擇、教師

兩個(gè)班的授課教師是由同一位資深教師擔(dān)任。他也是本文的第二作者，擁有32年的大學(xué)物理課程授課經(jīng)驗(yàn)，曾多次獲得“最受學(xué)生歡迎的教師”、“優(yōu)秀教師獎(jiǎng)”等榮譽(yù)，也是國(guó)家級(jí)精品課程——“大學(xué)物理”的主講教師之一。在實(shí)施本次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)研究之前，該教師從未在教學(xué)中實(shí)際應(yīng)用過翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的方法。

兩個(gè)班教學(xué)進(jìn)度完全相同。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的第12-13次課覆蓋的教學(xué)內(nèi)容為“磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理”。

4.倫理

教師在第11次課的結(jié)尾部分分別向?qū)嶒?yàn)組（A班）和控制組（B班）介紹此研究，強(qiáng)調(diào)研究涉及的前測(cè)和后測(cè)與學(xué)生課程成績(jī)無關(guān)，并征求學(xué)生同意。作為對(duì)控制組的補(bǔ)償，教師承諾：如果教師和實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生都對(duì)新教學(xué)方法（翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法）感受良好，將在余下的課程教學(xué)中對(duì)控制組也采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

（二）實(shí)驗(yàn)處理：翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施模式

1.課前微課的制作與推送

在學(xué)期初制定完研究計(jì)劃后，教師就著手錄制用于課前學(xué)習(xí)的教學(xué)微課視頻，錄制工作由教師在辦公室獨(dú)立完成。微課類型為PPT錄屏和手寫板書，配以教師音視頻講授的形式。錄制設(shè)備包括筆記本、麥克風(fēng)、手寫板、錄屏，后期制作軟件采用Camtasia stvdio 8.0。兩次課總共錄制的微課數(shù)量為6節(jié)，累計(jì)70分鐘，視頻長(zhǎng)度從6.5分鐘到15分鐘不等。

微課視頻被提前上傳到校內(nèi)的文件管理系統(tǒng)，并在翻轉(zhuǎn)課堂開始之前以回家作業(yè)的形式向?qū)嶒?yàn)組的學(xué)生布置。教師還在網(wǎng)上提供PPT課件和往年錄制的課堂實(shí)錄視頻作為供學(xué)生預(yù)習(xí)的材料。另外，教師還預(yù)留了若干思考題，要求學(xué)生帶著問題預(yù)習(xí)視頻內(nèi)容。

2.課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)組實(shí)施翻轉(zhuǎn)的課堂教學(xué)活動(dòng)以習(xí)題練習(xí)為主。教師事先準(zhǔn)備了一組題目（包括選擇題、填空題、計(jì)算題和討論題），按照難易和復(fù)雜程度由淺入深排列，以PPT投影的形式當(dāng)堂逐一呈現(xiàn)。學(xué)生需要針對(duì)每道題先獨(dú)立進(jìn)行求解，然后教師再根據(jù)學(xué)生解答的情況適當(dāng)進(jìn)行解釋和總結(jié)。

控制組采用的是傳統(tǒng)講授的教學(xué)方法。教師先講解新的教學(xué)內(nèi)容（控制組并沒有在課前獲得網(wǎng)上微課視頻等教學(xué)資料的預(yù)習(xí)要求和訪問方式），再配以適量習(xí)題進(jìn)行講解。講授過程中，教師會(huì)穿插一些提問，引導(dǎo)學(xué)生思考。

實(shí)施翻轉(zhuǎn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)組和沿用傳統(tǒng)教學(xué)的控制組的教學(xué)活動(dòng)過程都被安裝在教室里的兩臺(tái)無人值守的自動(dòng)攝像機(jī)全程記錄下來。教師也在上課伊始的導(dǎo)入部分分別向兩組學(xué)生說明了攝像的研究目的，對(duì)保護(hù)學(xué)生的隱私做出了承諾。事后由研究者進(jìn)行視頻分析，還原實(shí)際教學(xué)活動(dòng)的過程，如表1所示。

表1　實(shí)驗(yàn)組和控制組的教學(xué)活動(dòng)過程

（三）教學(xué)效果的測(cè)量

1.前后測(cè)試卷的編寫

前測(cè)和后測(cè)的試卷是由教師編制的。兩份試卷均為包含10道單項(xiàng)選擇題的標(biāo)準(zhǔn)化試卷，每道題答對(duì)計(jì)1分，答錯(cuò)計(jì)0分，滿分10分。題目為教師憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，在原授課講義基礎(chǔ)上編寫而來。為了檢驗(yàn)兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)開始前在物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能上的差異，前測(cè)選題覆蓋的知識(shí)點(diǎn)范圍適當(dāng)放大，包括大學(xué)電學(xué)（學(xué)生在先修課程和課程前半階段中已學(xué)過）和較簡(jiǎn)單的磁學(xué)（磁學(xué)為開展翻轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的課時(shí)新教授的知識(shí)，前測(cè)時(shí)學(xué)生尚未學(xué)習(xí)，所以題目難度與高中物理相當(dāng)，起摸底作用）。為了確保測(cè)試能準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)蓚€(gè)組學(xué)生在實(shí)施對(duì)比的兩次課上的學(xué)習(xí)效果，后測(cè)試題覆蓋的知識(shí)點(diǎn)僅限于這兩次課的教學(xué)內(nèi)容，沒有覆蓋課程前半階段已講授的知識(shí)內(nèi)容。

2.試卷的發(fā)放、批閱、分?jǐn)?shù)登錄

研究者提前印好了紙質(zhì)試卷，在課上當(dāng)堂發(fā)放并按時(shí)回收。給兩組學(xué)生用來完成前后測(cè)試卷的時(shí)間均為20分鐘?；厥盏脑嚲碛?位研究助理（研究生）進(jìn)行試卷編碼、批閱和錄入（采用Epidata3.1軟件），并在錄入完成后由另1位研究助理按5%隨機(jī)抽樣進(jìn)行二次閱卷和數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

3.有效樣本的界定和初步數(shù)據(jù)概況

按照同時(shí)具備前測(cè)成績(jī)和后測(cè)成績(jī)的樣本作為有效樣本的原則，對(duì)兩組學(xué)生進(jìn)行了篩選。最后篩選出A班有效樣本87人，B班有效樣本95人。

（四）學(xué)生態(tài)度的測(cè)量

1.問卷的改編

為測(cè)量實(shí)驗(yàn)組學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)教學(xué)的態(tài)度，我們采用了問卷調(diào)查的方法。問卷的題項(xiàng)是在Deslavriers等人編制的問卷[5]基礎(chǔ)上翻譯和修改而來，量表為李克特5分量表。

2.問卷的發(fā)放、錄入

問卷隨后測(cè)試卷之后當(dāng)堂發(fā)放，只有實(shí)驗(yàn)組學(xué)生填寫了此問卷?；厥盏膯柧硗瑯佑?位研究助理（研究生）進(jìn)行試卷編碼和錄入（采用Epidata3.1軟件），并在錄入完成后由另一位研究助理按5%隨機(jī)抽樣進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

三、研究結(jié)果

（一）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的效果

實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前后測(cè)成績(jī)的分布如表2所示。

表2　實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前后測(cè)成績(jī)分布

進(jìn)一步對(duì)前后測(cè)差值進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，t（180）＝4.044（P＜0.01），差異顯著（見表3）。由此推斷，實(shí)驗(yàn)組在后測(cè)中的“進(jìn)步”大于控制組。這可以歸因?yàn)閷?shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，其效應(yīng)量（Effect Size）為0.68①。

表3　前后測(cè)差值的T檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)組的前測(cè)平均分?jǐn)?shù)比控制組低，說明實(shí)驗(yàn)組和控制組并不完全對(duì)等。這是由準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)的局限性造成的，即實(shí)驗(yàn)組和控制組不是隨機(jī)形成的分組。排除課程定位（皆為工科專業(yè)二年級(jí)專業(yè)必修基礎(chǔ)課）、教師執(zhí)教風(fēng)格（同一教師）、教材（同一教材）、教學(xué)方法（實(shí)施翻轉(zhuǎn)教學(xué)前兩個(gè)班教學(xué)方法都一樣）、授課時(shí)間（各有一次1-2節(jié)課，也各有一次3-4節(jié)課）和教學(xué)進(jìn)度（一樣）等因素的影響，能夠考察到的兩組學(xué)生的主要差別在于所屬專業(yè)的分布不同，這可能是所選課程與其他課程排課時(shí)間沖突導(dǎo)致的。我們進(jìn)而探索不同專業(yè)可能給學(xué)生帶來的差別：兩個(gè)班中占學(xué)生比例最高的專業(yè)（機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院和電子信息與電氣工程學(xué)院）都是學(xué)校最熱門的專業(yè)，生源質(zhì)量并沒有很大的差異。由此推測(cè)，導(dǎo)致前測(cè)分?jǐn)?shù)差異的原因可能是兩個(gè)班學(xué)生自身（如知識(shí)和能力基礎(chǔ)、過去1年在校學(xué)程體驗(yàn)等）的差異。在本研究范圍內(nèi)，無法進(jìn)一步收集有效證據(jù)來解釋歸因。

（二）學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的態(tài)度

如圖1所示，在對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生進(jìn)行的問卷調(diào)查中，對(duì)“我很喜歡這幾次翻轉(zhuǎn)課堂互動(dòng)形式的教學(xué)”持同意觀點(diǎn)（“完全同意”或“基本同意”）的學(xué)生占58%，認(rèn)為“不同意”或“不太同意”的學(xué)生占19%。

圖1　學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的態(tài)度（N＝92）

完全或基本同意“如果整門課程從頭到尾都采用這種互動(dòng)形式，我相信會(huì)學(xué)得更好”的學(xué)生占43%，不到一半；而選擇“說不清”的學(xué)生比例達(dá)到33%。這與實(shí)際后測(cè)成績(jī)體現(xiàn)出的學(xué)習(xí)效果并不一致。一種可能的解釋是：實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生在短短的兩次課（4課時(shí)）里嘗試了一種新的學(xué)習(xí)方式，還不足以幫助他們對(duì)學(xué)習(xí)效果形成準(zhǔn)確的預(yù)期判斷。更多的學(xué)生可能在感知上“喜歡這種教學(xué)形式”，但不確定“這樣會(huì)學(xué)得更好”。

而完全或基本同意“課前的微課視頻對(duì)我?guī)椭艽蟆钡膶W(xué)生占39%，同時(shí)有43%的學(xué)生選擇“不清楚”。這個(gè)結(jié)果可能受到兩個(gè)因素的影響。其一，教師提供課前翻轉(zhuǎn)的預(yù)習(xí)材料除了微課視頻外，還有PPT課件和往年課堂實(shí)錄，這些素材為學(xué)生課外的自學(xué)提供了多種選擇。特別是像PPT課件這樣的傳統(tǒng)教學(xué)資料，可能會(huì)削弱微課視頻的利用率。其二，新錄制的微課視頻質(zhì)量上可能存在一些不足（例如：有學(xué)生課間向教師反映，視頻中教師語速過于緩慢），這也可能會(huì)在一定程度上降低學(xué)生觀看微課視頻的意愿。

四、研究結(jié)論

（一）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)提高學(xué)生成績(jī)有積極效果

盡管由于準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究的局限性，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在前測(cè)中沒有表現(xiàn)得完全對(duì)等，但就選課分班機(jī)制、生源質(zhì)量、課程在培養(yǎng)方案中的定位、教師、教材、教學(xué)方法、授課時(shí)間等絕大部分因素而言，兩個(gè)班的學(xué)生并不存在邏輯上明顯的異質(zhì)性。從前后測(cè)的差值上還是能看出實(shí)驗(yàn)組相對(duì)控制組分?jǐn)?shù)提高顯著，效應(yīng)值達(dá)到0.68。由此可以推斷，實(shí)驗(yàn)組相對(duì)巨大的“進(jìn)步”是由于采用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，即采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)提高學(xué)生的成績(jī)有積極的效果。

（二）大部分學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式持正面態(tài)度

58%的實(shí)驗(yàn)組學(xué)生在體驗(yàn)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)后，表示“喜歡這種教學(xué)形式”?？梢哉J(rèn)為，大部分學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式持正面態(tài)度。同時(shí)也應(yīng)該注意到，并不是所有的學(xué)生都持肯定態(tài)度。對(duì)于不同于以往的教學(xué)方式，不同學(xué)生的接受程度存在差異。

五、反思與討論

本研究在實(shí)施過程中遇到了一些困難和挑戰(zhàn)。例如：微課視頻制作的成本與質(zhì)量之間存在矛盾；翻轉(zhuǎn)課堂模式中的面授教學(xué)活動(dòng)需要重新設(shè)計(jì)，而教師的教法遷移難以速成；翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生投入許多課外學(xué)習(xí)時(shí)間，這可能與他們繁重的課業(yè)負(fù)擔(dān)相矛盾。這些問題能否得到妥善解決，可能對(duì)于進(jìn)一步推廣和實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革具有決定性意義。

（一）微課視頻制作投入與產(chǎn)出難以匹配

本研究在實(shí)施過程中，教師投入了大量的時(shí)間和精力來錄制用于課前翻轉(zhuǎn)的微課視頻。作為使用特定的視頻攝錄設(shè)備和音視頻后期制作軟件的非專業(yè)人士，他們需要投入大量時(shí)間和精力成本去熟悉和掌握使用方法和技巧。另外，對(duì)于習(xí)慣了面對(duì)學(xué)生授課的教師而言，只面對(duì)攝像頭、手寫板和電腦“自說自話”式的錄課過程也需要時(shí)間適應(yīng)。凡此種種，都制約著教師錄制微課視頻的效率。

然而，最后的成品微課視頻可能與教師的投入并不匹配，其質(zhì)量難免有一些不盡如人意的地方。例如：工作化或生活化的錄像環(huán)境造成視頻光線不足或有噪音；教師出鏡表情和肢體語言不自然；呈現(xiàn)形式受限于教師講授、手寫板書或PPT演示等有限的幾種形式，無法充分發(fā)揮視頻媒體在動(dòng)態(tài)和視覺方面的優(yōu)勢(shì)；后期制作和剪輯生硬、粗糙；等等。雖然這里羅列的大部分不足都可以通過不斷實(shí)踐和練習(xí)得到改進(jìn)，但對(duì)于一線教師來說，花費(fèi)時(shí)間和精力去熟悉專業(yè)錄播設(shè)備和視頻制作軟件本身并不是值得提倡的方向，這會(huì)進(jìn)一步增加教師投入的成本。

比較理想的用于課堂翻轉(zhuǎn)的微課視頻，其實(shí)并不一定需要教師自己動(dòng)手錄制。用于介紹客觀知識(shí)的視頻資源，完全可以從充分復(fù)用和共享的角度出發(fā)來制作或借用。特別是近年來隨著精品課程、視頻公開課、MOOC等各種開放教育資源平臺(tái)的建設(shè)與普及，越來越多的學(xué)科視頻資源可以被教師方便地獲取與利用。類似的做法能夠大大降低教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)策略的門檻。

（二）課堂面授教學(xué)活動(dòng)的重新設(shè)計(jì)面臨教學(xué)法的挑戰(zhàn)

對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂已有的實(shí)證研究表明，決定學(xué)習(xí)效果最重要的部分是課堂上的學(xué)習(xí)活動(dòng)。只有在課堂上合理使用主動(dòng)學(xué)習(xí)策略，才可能增加學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)，減少學(xué)生的機(jī)械學(xué)習(xí)。因此，翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)教師提出了更高的要求：教師在制作微課視頻實(shí)施翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，要重新設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)相互交流、從做中學(xué)。

對(duì)于熟悉并習(xí)慣于傳統(tǒng)講授式教學(xué)的教師來說，涉獵、應(yīng)用和駕馭新課堂教學(xué)方法的確也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在本研究案例中，教師（第二作者）是各類教學(xué)培訓(xùn)研討活動(dòng)的積極參與者，在參與翻轉(zhuǎn)課堂試點(diǎn)研究之前，就已經(jīng)在自己的教學(xué)實(shí)踐中嘗試過教學(xué)發(fā)展中心推送的多種教學(xué)理念和方法（如以學(xué)習(xí)為中心、投票器等）。另外，教學(xué)發(fā)展人員（第一作者）對(duì)教師的個(gè)別化服務(wù)與指導(dǎo)起到至關(guān)重要的作用。作為教學(xué)設(shè)計(jì)師的教學(xué)發(fā)展人員和作為領(lǐng)域?qū)＜业囊痪€教師相互積極配合，可以加速教師由傳統(tǒng)講授向主動(dòng)學(xué)習(xí)策略等新教學(xué)法轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。但值得注意的是，當(dāng)教學(xué)發(fā)展人員“踏入”學(xué)科專家的領(lǐng)域“指手畫腳”時(shí)，這種合作并不必然會(huì)成功。這需要雙方事先已經(jīng)經(jīng)歷過一段相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的交流，并建立了一定的信任。

（三）學(xué)生課時(shí)繁重制約用于課前翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的時(shí)間

實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂遇到的第三個(gè)阻力來自學(xué)生。除了對(duì)新教學(xué)方法不適應(yīng)之外，更大的挑戰(zhàn)來自于學(xué)生培養(yǎng)方案中對(duì)課堂教學(xué)時(shí)間的安排過于繁密。特別是對(duì)于低年級(jí)學(xué)生而言，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間去課堂上課，而大量的課時(shí)和相應(yīng)的課后作業(yè)也導(dǎo)致學(xué)生能用于翻轉(zhuǎn)的課前學(xué)習(xí)時(shí)間受到限制。一旦學(xué)生沒有在課前完成翻轉(zhuǎn)課堂所布置的課前學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂教學(xué)活動(dòng)將難以按原計(jì)劃開展，翻轉(zhuǎn)可能就會(huì)以失敗告終。

教師可以設(shè)計(jì)一些策略來盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生完成課前的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)。例如：利用LMS課程管理系統(tǒng)做網(wǎng)上課前小測(cè)；實(shí)施當(dāng)堂計(jì)分的用于檢驗(yàn)課前學(xué)習(xí)效果的隨堂小測(cè)等。但是，當(dāng)實(shí)施翻轉(zhuǎn)教學(xué)的課程越來越多的時(shí)候，解決這個(gè)問題可能更多地需要從學(xué)校和院系教學(xué)規(guī)劃和管理的頂層進(jìn)行改變。減少學(xué)生“上課”的時(shí)間，增加“課外”自主學(xué)習(xí)的比重，才能在真正意義上為翻轉(zhuǎn)課堂的推廣創(chuàng)造條件。

六、研究回顧與展望

如果說本研究一定程度上回答了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響，那么就可以進(jìn)一步探討“是什么因素決定了翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)有效”這一問題。從理論上說，有多種推理和假設(shè)能夠支撐這種教學(xué)模式的效果。一方面，可以解釋為主動(dòng)學(xué)習(xí)的增加。將課堂時(shí)間更多地用于解題、練習(xí)、同伴學(xué)習(xí)等主動(dòng)學(xué)習(xí)策略，能夠更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，這是促進(jìn)深入學(xué)習(xí)和有意義學(xué)習(xí)的有效途徑。另一方面，也可以解釋為課外學(xué)習(xí)時(shí)間的增加。將原先課內(nèi)教師講授的內(nèi)容變成了課外的預(yù)習(xí)，可能會(huì)變向增加學(xué)生的課外學(xué)習(xí)時(shí)間，這對(duì)學(xué)習(xí)效果的提高也應(yīng)該有積極的影響。

另外一個(gè)角度是：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生的影響并不一定局限于學(xué)業(yè)成績(jī)，后續(xù)的研究還可以進(jìn)一步考察學(xué)生在其他一些學(xué)習(xí)效果（Learning Ovtcome）上的變化，如對(duì)學(xué)科領(lǐng)域的興趣、問題解決能力以及溝通能力等。

最后，高校的專業(yè)門類和課程覆蓋內(nèi)容差別很大，對(duì)各類學(xué)習(xí)效果的目標(biāo)要求也各不相同。對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂適用性的探討還需要結(jié)合學(xué)科、專業(yè)和課程來加以具體研究。

注釋

[1]PRINCE M. Does Active Learning Work？ A Review of the Research[J]. Journal of Engineering Education， 2004， 93（3）：229.

[2]SVINICKI M，MCKEACHIE W J. Teaching tips： Strategies，research， and theory for college and university teachers （13th Ed.）[M]. USA（CA）：Wadsworth， 2010.

[3]LAMBERT C. Twilight of the Lecture[J]. Harvard Magazine， 2012 （2）：23-27.

[4]HAMDAN N， MCKNIGHT P， MCKNIGHT K， et al. A Review of Flipped Learning[R/OL]. [2013-06-05]. http：//www.flippedlearning. org/cms/lib07/VA01923112/Centricity/Domain/41/LitReview_Flipped Learning.pdf.

[5]DESLAURIERS L， SCHELEW E， WIEMAN C. Improved Learning in a Large-Enrollment Physics Class[J]. Science， 2011， 332：862-864.

A Quasi-Experimental Study on the Flipped Classroom Strategies：The Case of Shanghai Jiao Tong University

XING Lei1，DONG Zhan-hai2
（1.Center for Teaching and Learning Development，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China；2.Department of Physics and Astronomy，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China）

Center for Teaching and Learning Development，Shanghai Jiao Tong University，lavnched the＂Flipped Classroom Pilot Research＂dvring 2013-2014，with an aim to explore new teaching methods within the E-environment，thereby improving teaching qvality.＂College Physics＂is one of the covrses investigated in this stvdy. Throvgh a combination of qvasi-experimental design and qvestionnaire，this stvdy addresses topics svch as＂the Effectiveness of the Flipped Classroom＂and＂Stvdents'Adaptability and Tendency towards the Flipped Classroom＂.It compares stvdents'post-test scores to their pre-test scores between the experimental class which adopts a flipped instrvction approach and the controlled one which vses traditional lectvre.The resvlt shows that the mean of stvdents'increased scores in the experimental grovp is significantly higher than that in the controlled grovp，with an effect size of 0.68.Based on the qvestionnaire，over 58%of stvdents report that they really enjoy interactive teaching in the flipped classroom.

Flipped Classroom；Qvasi-Experiment；College Physics

2014-07-21

邢磊，男，上海交通大學(xué)教學(xué)發(fā)展中心助理研究員，研究方向?yàn)楦咝＝處熃虒W(xué)發(fā)展、教育技術(shù)；董占海，男，上海交通大學(xué)物理與天文系教授，教學(xué)研究方向?yàn)槲锢斫虒W(xué)。