翻轉(zhuǎn)課堂對學生成績的影響及作用機制

姜勵卿

摘 ? ?要：與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂使得教師的教學實踐從“教師中心”轉(zhuǎn)換為“學生中心”，從而實現(xiàn)了學生的“個性化學習”。文章采用準實驗研究設計和問卷調(diào)查相結(jié)合的方法，基于兩期“微觀經(jīng)濟學”翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的對比實驗，通過回歸分析實證研究了大學翻轉(zhuǎn)課堂對學生成績的影響及作用機制。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;分層教學法;交叉教學法;高等教育

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2021）08-0046-04

一、引言

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped classroom）作為一種新型的教學模式由莫里·拉吉（Maureen J.Lage）等人正式提出，他們利用互聯(lián)網(wǎng)、多媒體計算機等設施實現(xiàn)了一種以學生為中心的新教學模式。由薩爾曼·可汗（Salman Khan）創(chuàng)辦的可汗學院使得翻轉(zhuǎn)課堂模式在更大范圍內(nèi)得到普及和推廣，在全球掀起了“翻轉(zhuǎn)課堂”熱。從2012年開始，我國的不同地區(qū)和不同學科的高等教育教師基于MOOC、SPOC以及雨課堂等平臺開展了多種類型的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學改革。

由于翻轉(zhuǎn)課堂強調(diào)“個性化學習”，與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂使得教師的教學實踐從“教師中心”轉(zhuǎn)換為“學生中心”。然而，這種對傳統(tǒng)教學模式的顛覆性改革是否適合我國的高等教育，能否顯著提高大學課堂教學質(zhì)量和水平，學者們的相關(guān)研究結(jié)果尚存在一定的分歧。部分學生研究結(jié)果表明，翻轉(zhuǎn)課堂有利于激發(fā)和維持大學生的學習動機、培養(yǎng)大學生自主學習與合作學習能力，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學班級的成績提高顯著高于采用傳統(tǒng)教學的班級[1-2]。另一部分學者的實證研究則顯示，翻轉(zhuǎn)課堂對于提升大學學習效果的影響尚待進一步論證。潘炳超認為由于人文學科自身特征的約束，翻轉(zhuǎn)課堂在概念原理類知識的教學效果上并不比傳統(tǒng)教學更有優(yōu)勢[3]。尹華東的研究表明，翻轉(zhuǎn)課堂在增進學習興趣方面效果明顯，但對增強學習動機作用有限[4]。

從國內(nèi)的研究文獻來看，翻轉(zhuǎn)課堂是否影響大學課堂教學效果的實證研究多采用了簡單的描述性對比研究或是相關(guān)性研究，多數(shù)研究缺乏嚴密的計量分析方法，因此影響了實證結(jié)果的科學性。本文為彌補現(xiàn)有文獻的不足，采用準實驗研究設計和問卷調(diào)查相結(jié)合的方法，基于兩期“微觀經(jīng)濟學”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的對比實驗，通過回歸分析實證考察了大學翻轉(zhuǎn)課堂對學生成績的影響及作用機制。

二、研究方法

（一）實驗設計與抽樣

1.兩期的準實驗模式。研究采用非對等組前后測的準實驗研究設計和問卷調(diào)查相結(jié)合的方法。實驗組和控制組是兩個平行教學班，由同一位教師教授同一門課程。在總共16周的教學中（48課時），實驗組的班級采用基于SPOC平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學方法，控制組的班級采用傳統(tǒng)方法講授。在16周的課程結(jié)束后兩個平行班匿名填寫了一份調(diào)查問卷，并在第17周同時參加閉卷形式的“微觀經(jīng)濟學”課程期末統(tǒng)一考試。

依據(jù)以上所描述的準實驗模式，我們分別于2016—2017學年第1學期和2017—2018學年第1學期作了兩期對比實驗。

2.兩期實驗的實驗組和控制組描述。每期實驗的對象都是“微觀經(jīng)濟學”課程的兩個平行班。此類課程是經(jīng)管類院系的必修專業(yè)基礎課，面向大學一年級學生開設。

在第一期實驗中，實驗組共有注冊學生61人，來自國民經(jīng)濟專業(yè)的學生占比為46.6%，其余學生均來自社會保險專業(yè)?？刂平M共有注冊學生105人，來自中英金融專業(yè)的學生占比為95.2%，其余學生來自審計、英語等專業(yè)。

在第二期實驗中，實驗組共有注冊學生56人，來自經(jīng)濟學專業(yè)的學生占比為91.1%，其余學生來自商務英語、投資等專業(yè)。控制組共有注冊學生95人，來自稅收專業(yè)的學生占比為94.9%，其余學生來自保險、財政等專業(yè)。

在兩期實驗中，所有班級的學生都是在授課學期初通過教務處的選課平臺進行選課，學生選課時看到的課程信息除了授課時間不同外，包括課程名稱、教師信息、教室等其他相關(guān)信息均完全相同。因此，影響學生選擇實驗組或控制組主要由該門課程是否與其他課程排課時間沖突相關(guān)。

（二）實驗處理：基于SPOC平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學實施方法

1.課前基于SPOC平臺的線上自學。本課程基于愛課程平臺上武漢大學文建斌老師的“微觀經(jīng)濟學”課程MOOC資源搭建了本地SPOC課程的基礎框架，并在此基礎上，由任課教師進一步完成了課程的本地化和拓展。經(jīng)過后期制作，新增并替換了累計240分鐘的微課視頻和11個典型案例分析，更新了部分課后習題。

所更新內(nèi)容提前上傳到校內(nèi)的SPOC平臺，并在每次翻轉(zhuǎn)課堂前以課前作業(yè)的形式向?qū)嶒灲M的學生布置，要求學生完成相關(guān)內(nèi)容的線上視頻自學和在線測試。

2.課堂教學活動設計。實驗組實施翻轉(zhuǎn)的課堂教學活動，主要分為以下三個步驟：首先，建立“微小組”，進行“微展示”。由教師隨機指定小組內(nèi)的某成員對重要知識點進行闡述?！拔⒄故尽惫膭畈捎枚鄻踊氖侄?，例如PPT課件、小品形式。其次，開展“微對話”。每次課堂討論選定1～2個論題（論題主要針對課程的重點和難點，并涉及學生在線學習中相對集中的疑點）或典型案例（從案例庫中抽?。捎媒M間辯論等多種形式。最后，由教師進行點評和總結(jié)，分析思維導圖，為學生答疑解惑，啟發(fā)學生以及引導學生進行更有效的學習。

（三）翻轉(zhuǎn)課堂對學生成績影響的分析框架

在借鑒相關(guān)文獻研究的基礎上，建立如下學生成績決定方程。

mscore=α+β1fz+β2gscore+β3exp+β4effort+β5attitude+ei（1）.其中：mscore表示學生成績;fz為學生是否在實驗組的虛擬變量;gscore為學生的高考成績，作為學生能力的代理變量;exp為學生的學業(yè)期望;effort為學生的學習行為，代表學生的客觀努力程度;attitude為學生學習態(tài)度。

上述模型中的被解釋變量為學生成績，本文用學生期末統(tǒng)一閉卷考試的卷面分數(shù)進入模型。解釋變量包括是否在實驗組的虛擬變量、高考成績、學業(yè)期望、學習行為和學習態(tài)度。具體說明如下。

1.為了控制學生能力對于該門課程成績的影響，本文將期末學生調(diào)查數(shù)據(jù)中的學生高考成績作為學生能力的代理變量。在兩期實驗中，所有班級的學生戶籍都為同一省份，參加了統(tǒng)一命題的高考，因此用高考成績作為學生能力的代理變量是恰當?shù)摹?/p>

2.學業(yè)期望。在期末學生調(diào)查問卷中，任課教師詢問了學生未來是否選擇考研、轉(zhuǎn)專業(yè)或者出國。選擇以上三種選項之一的學生，代表該學生具有較高的學業(yè)期望（此類學生為了達到未來目標客觀上必須獲得更高的績效點）。本文中的學業(yè)期望以虛擬變量形式進入模型。

3.學習努力程度。其中，控制組的學生用平時成績作為代理變量，包括課堂討論（30%）、平時作業(yè)得分（50%）、課堂紀律（20%）。實驗組的學生用其在線上（50%）和線下（50%）的綜合平時成績作為代理變量。在兩期實驗中，線上和線下的具體考核內(nèi)容和權(quán)重有所變化，具體如下：在第一期實驗中，控制組的學生用平時成績作為代理變量，包括課堂討論（30%）、平時作業(yè)得分（50%）、課堂紀律（20%）;實驗組的學生用其在線上（50%）和線下（50%）的綜合平時成績作為代理變量，其中線上包括知識點測驗（55%）、觀看視頻（35%）、線上討論（5%）、訪問數(shù)（5%），線下團隊作業(yè)（100%）。在第二期實驗中，其他測量項目和權(quán)重不變，線下部分增加了隨堂測試一項，因此，線下包括隨堂測試（50%）和團隊作業(yè)（50%）。

4.學習態(tài)度。在期末學生調(diào)查問卷中，用李克特的5點量表法測量了學生是否主動解決學習上的問題，以此作為學生主觀學習態(tài)度的代理變量。

三、兩期翻轉(zhuǎn)課堂教改的比較分析

（一）第一期翻轉(zhuǎn)課堂教學效果的實證分析

1.變量定義和描述統(tǒng)計。本研究的數(shù)據(jù)來源于愛課程平臺2016—2017學年第1學期“微觀經(jīng)濟學”SOPC課程線上學習統(tǒng)計數(shù)據(jù)、期末閉卷考試及期末學生調(diào)查數(shù)據(jù)。表1提供了相關(guān)變量定義及其統(tǒng)計性描述。

2.第一期學習成績決定的回歸結(jié)果及分析。基于第一期翻轉(zhuǎn)課堂的相關(guān)數(shù)據(jù)，本文利用STATA15統(tǒng)計分析軟件估計了式（1）中的多元線性回歸模型的回歸系數(shù)及顯著性檢驗，如表2所示。

研究結(jié)果表明，在第一期翻轉(zhuǎn)課堂中，控制了其他變量后，是否參加翻轉(zhuǎn)課堂的學習對學生的期末考試成績影響較小。高考成績、學業(yè)期望這兩個變量在5%水平下對學生期末成績產(chǎn)生了顯著的正向影響，學習努力程度在1%水平下對學生期末成績產(chǎn)生了顯著的正向影響，而學習態(tài)度則在10%水平上對學生期末成績產(chǎn)生了顯著的正向影響。經(jīng)過對兩個平行班的問卷調(diào)查和課后座談所收集數(shù)據(jù)的分析，存在以下主要原因影響了第一期翻轉(zhuǎn)課堂的效果。

（1）線上學習行為缺乏有效監(jiān)督致使線上學習效果欠佳，同時催生了不誠信行為。2016—2017學年第一期的翻轉(zhuǎn)課堂中學生線上學習行為的描述性統(tǒng)計如表3所示。數(shù)據(jù)顯示，學生在網(wǎng)上的自學能力差異較大。以觀看視頻這項為例，時長最短的學生只看了508.24分鐘，而看完全部視頻需要的時間最少是660分鐘，這說明有部分學生沒有按規(guī)定看完視頻;而時長最長的學生達到了1 320.6分鐘，超過時長最短學生兩倍。相應的線上討論次數(shù)也說明了同樣的問題，討論次數(shù)最少的學生僅僅發(fā)貼2次，而最多的學生達到65次。同時，數(shù)據(jù)也顯示學生在網(wǎng)上的自學效果并不理想。從知識點檢測的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，學生通過線上的學習，平均只能掌握50%左右的知識點。

學生的線上學習行為具有較強的信息不對稱性，任課教師雖然能通過平臺系統(tǒng)收集學生的線上學習行為數(shù)據(jù)（這些數(shù)據(jù)都是事后統(tǒng)計數(shù)據(jù)），但對學生的線上行為仍然缺乏實時、有效的監(jiān)督和修正，在一定程度上催生了學生的不誠信行為。根據(jù)學生的問卷調(diào)查顯示，有超過50.3%的學生在線上學習過程中存在不同程度的不誠信行為（包括空轉(zhuǎn)視頻，重復發(fā)帖湊數(shù)等），其中17.5%的學生存在較為嚴重的不誠信行為（主要包括代做線上練習、代發(fā)討論區(qū)帖子等）。由此可見，缺乏有效監(jiān)督的線上學習使得線上教學效果沒有達到預期目標。

（2）線下的翻轉(zhuǎn)課堂設計過于強調(diào)團隊合作，缺乏對個人的有效激勵，導致搭便車行為較為普遍。在第一期教學改革中，翻轉(zhuǎn)課堂的設計主要是圍繞團隊進行的，在課堂建立“微小組”后，無論是進行“微展示”還是開展“微對話”，包括課后作業(yè)也多以團隊形式出現(xiàn)。為了精確考核各團隊成員的學習情況，教師要求團隊按照各成員的貢獻度給團隊成員的個人成績賦值，但數(shù)據(jù)顯示超過70%的團隊基本都采用了平均賦值法（大多是基于情面的考慮），這導致部分學生“搭便車”成為常態(tài)。

（3）沒有考慮學生的個體差異性，“一刀切”的教學方式導致部分學生不適應翻轉(zhuǎn)課堂的教學。在針對學生的訪談過程中，有超過30%的學生反映不適應翻轉(zhuǎn)課堂教學，由于自學能力較差，即使看了視頻、做了線上的測試也無法很好地掌握基礎知識點。因此，這部分學生在參加線下翻轉(zhuǎn)課堂展示、討論時參與度就偏低，教學效果甚差，他們需要任課教師在翻轉(zhuǎn)課堂中增加講授基礎知識和理論的時間。

（二）第二期翻轉(zhuǎn)課堂教學效果的實證分析

1.第二期翻轉(zhuǎn)課堂改革的具體措施。第二期翻轉(zhuǎn)課堂改革（2017—2018學年第1學期）借鑒了第一期教改的有效措施，并針對第一期教改中出現(xiàn)的問題提出了相應的教改措施，主要包括以下三點。

（1）在線下教學過程中增加了隨堂測試環(huán)節(jié)。在每次翻轉(zhuǎn)課堂開始之前，根據(jù)本次教學任務的線上自學內(nèi)容，由任課教師從習題庫中選取適合本次教學內(nèi)容的一張隨堂測試卷，交由學生當場、自主答題，并由助教當場批改和給分，該分數(shù)占到線下成績的50%。然后教師根據(jù)學生解答情況進行習題講解。隨堂測試環(huán)節(jié)不僅考察了學生線上學習的質(zhì)量水平，更重要的是它在客觀上起到了督促學生認真完成線上各項學習任務的作用。

（2）增加對個人的激勵，個人考核和團隊考核并重。實施新的教改措施后，在翻轉(zhuǎn)課堂中的“微展示”和“微對話”環(huán)節(jié)由教師隨機抽取團隊中的某個成員代表團隊進行發(fā)言，對于表現(xiàn)優(yōu)異的學生，給予個人額外的激勵分數(shù)，同時對于表現(xiàn)欠佳的學生，也給予個人額外的懲罰分數(shù)。這一舉措有利于減少學生的“搭便車”行為。同時，課后作業(yè)的設計也大幅增加了個人作業(yè)形式。個人作業(yè)和團隊作業(yè)比例各占50%。

（3）采用“交叉分層”教學法?！胺謱咏虒W法”具體是指在綜合考慮學生高考分數(shù)及個人意愿基礎上，將學生分成初級營（19人次）和高級營（16人次）兩個平行班。初級營和高級營在教學目標、教學內(nèi)容和教學形式上都存在一定差異。首先，從教學目的上看，初級營的教學目標以掌握基礎為主，兼顧經(jīng)濟學思維訓練，而高級營的教學目標是重點培養(yǎng)學生的經(jīng)濟學思維和應用能力。其次，從教學內(nèi)容上看，初級營的教學內(nèi)容緊緊圍繞基礎知識點，而高級營的教學內(nèi)容主要是基礎知識點在深度和廣度上的拓展。最后，從教學形式上看，與高級營相比，初級營在翻轉(zhuǎn)課堂中增加了教師講授基礎知識和理論的時間（20分鐘）?！敖徊娼虒W法”具體是指單周高級營課堂討論，初級營線上學習或小組討論，雙周初級營課堂討論，高級營線上學習或小組討論。這樣安排不僅有效實現(xiàn)了小班教學，還給定了學生課表上規(guī)定的時間進行線上學習和小組討論。通過愛課程后臺的數(shù)據(jù)收集和處理功能，教師能夠?qū)φn表規(guī)定時間內(nèi)的線上學習時間和內(nèi)容進行較為精準的考核。

2.第二期翻轉(zhuǎn)課堂線上學習行為的改進。第二期翻轉(zhuǎn)課堂（2017—2018學年第1學期）中學生線上學習行為的描述性統(tǒng)計如表4所示。

數(shù)據(jù)顯示，在實施三項具體教改措施后，學生的線上學習態(tài)度發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)變。首先，線上學習時間顯著增加。學生觀看視頻的時長明顯增加，平均每人增加了200多分鐘。相應的訪問數(shù)也有較大幅度的增加，平均每人增加108次訪問，而且離差率為10.91%，比第一期翻轉(zhuǎn)課堂（2016—2017學年第1學期）大幅降低。這說明大部分學生的線上學習時間得到了有效保證，同時線上討論的參與面也在不斷擴展。其次，線上學習的效果明顯提高。折算成百分制后的知識點測驗成績較上一期平均提高了10.5分，離差率進一步降低，說明學生在完成知識點檢測時更趨向一致。

3.第二期翻轉(zhuǎn)課堂總體教學效果的改進。在翻轉(zhuǎn)課堂中實施分層教學有效提高學生滿意度。強調(diào)“個性化學習”的翻轉(zhuǎn)課堂使得“因材施教”成為可能。在翻轉(zhuǎn)課堂的基礎上，根據(jù)學生能力及意愿進行分層教學，對不同層次的學生設置差異性的教學目標、教學內(nèi)容和教學手段，這樣就能夠最大限度解決學生的異質(zhì)性問題，發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的教學優(yōu)勢，真正實現(xiàn)“因材施教”。

兩期的“微觀經(jīng)濟學”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的實踐表明，參加“分層教學”的翻轉(zhuǎn)課堂學生比參加傳統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂學生的滿意度顯著提高。根據(jù)課后的隨機抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有84.7%的學生認為滿意，表示愿意繼續(xù)采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法。特別是高級營的學生認為基于SPOC的混合教學法為他們參加各類學科競賽打下了良好的基礎。這說明，“分層教學+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學模式大幅提高了翻轉(zhuǎn)課堂的學習效果和教學質(zhì)量。

4.第二期學習成績決定的回歸結(jié)果及分析。根據(jù)2017—2018學年第1學期“微觀經(jīng)濟學”SOPC課程線上學習統(tǒng)計數(shù)據(jù)、期末閉卷考試數(shù)據(jù)，本文利用STATA15統(tǒng)計分析軟件估計了式（1）中的多元線性回歸模型的回歸系數(shù)及顯著性檢驗，如表5所示。

研究結(jié)果表明，在2017—2018學年第二期的翻轉(zhuǎn)課堂實驗中，控制了其他變量后，是否參加翻轉(zhuǎn)課堂的學習顯著影響了學生的期末考試成績。其他條件保持不變的情況下，參加了翻轉(zhuǎn)課堂的學生比沒有參加翻轉(zhuǎn)課堂的學生期末考試成績提高8.7分。這表明，針對第一期教改中出現(xiàn)的問題所采取的三項教改措施是恰當和有效的，它大幅提高了翻轉(zhuǎn)課堂的學習效果和教學質(zhì)量。

四、大學翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的設計建議

通過兩期翻轉(zhuǎn)課堂教學改革的比較分析，可以得出以下基本結(jié)論：翻轉(zhuǎn)課堂對革新大學教學模式、改進教學效果具有重要意義。與傳統(tǒng)教學模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂是能夠顯著提高大學課堂教學效果的。其前提是，教師必須通過設計有效的激勵機制來監(jiān)督和激勵學生的學習行為、科學設計線上教學資源、合理組織課堂活動，只有這樣才能不斷提高課堂教學質(zhì)量。

（一）課程考核方式是學生學習的指揮棒

與基礎教育不同，大學課堂以思維訓練為主，學分是約束學生行為的僅有手段，因此設計合理的課程考核方式是翻轉(zhuǎn)課堂有效實施的重要保障。從兩期的翻轉(zhuǎn)課堂教學改革實踐來看，加大線下的考核力度和考核權(quán)重可以有效引導學生在線上的學習行為，同時采用個人考核和團隊考核并重的考核體系能夠較為有效地避免學生的“搭便車”行為。

（二）在翻轉(zhuǎn)課堂中實施分層教學是實現(xiàn)“因材施教”的有效形式

強調(diào)“個性化學習”的翻轉(zhuǎn)課堂使得“因材施教”成為可能。本文的研究表明，忽略學生的個體差異性，“一刀切”式的翻轉(zhuǎn)課堂并不比傳統(tǒng)課堂更有效。因此，在翻轉(zhuǎn)課堂的基礎上，根據(jù)學生能力及意愿進行分層教學，對不同層次的學生設置差異性的教學目標、教學內(nèi)容和教學手段，這樣就能夠最大限度解決學生的異質(zhì)性問題，發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的教學優(yōu)勢，真正實現(xiàn)“因材施教”。

（三）科學設計線上和線下教學資源是重要基礎

首先，線上教學內(nèi)容的科學性、趣味性和全面性是開展翻轉(zhuǎn)課堂的重要基礎。因此，進一步做精線上的課程講授視頻，增加一些具有趣味性的短視頻教學資源，創(chuàng)新師生線上討論的情景（例如，利用第三方平臺進行在線實時討論等）等措施將有利于提高學生線上學習的積極性和效率。其次，針對不同層次學生設計合適的線下教學環(huán)節(jié)，給予不同線下的教學資源是“個性化”教學的重要基石。

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