基于云計(jì)算的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

張悅 張麗娜

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂是知識(shí)傳遞與知識(shí)內(nèi)化的顛倒安排，改變了課堂教學(xué)中的師生角色，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新。云計(jì)算技術(shù)的逐步成熟為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施創(chuàng)造了條件。分析了高等教育傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式后，構(gòu)建了基于云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并分析了基于云計(jì)算輔助教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；協(xié)作學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）25-5937-03

教學(xué)質(zhì)量是高等教育的生命線。2011年頒布實(shí)施的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010～2020年）》明確提出“提高質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)”。2012年4月，胡錦濤總書記在慶祝清華大學(xué)建校100周年大會(huì)上的講話中，又深刻論述了全面提高高等教育質(zhì)量的內(nèi)涵和要求。作為人才培養(yǎng)重要載體的高等學(xué)校，教學(xué)是其核心部分，而課堂教學(xué)又是重中之重。課堂教學(xué)的有效性直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、知識(shí)攝入水平與專業(yè)素質(zhì)，進(jìn)而影響人才培養(yǎng)水平。因此，從根本上提高高校的教育質(zhì)量，必須從課堂教學(xué)的變革與創(chuàng)新做起，深入到教師的教、學(xué)生的學(xué)，深入到課堂，把改革重心移向課堂，將教學(xué)和人才培養(yǎng)質(zhì)量進(jìn)行一次真正的改觀。

課堂教學(xué)是專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)攝取的主要途徑，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式已經(jīng)不能較好地滿足人才培養(yǎng)方式的需要，逐漸成為阻礙高等教育質(zhì)量提高的“瓶頸”。 主要存在以下問(wèn)題：

1） 課堂教學(xué)方式落后

教育部2003年啟動(dòng)了“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，其核心是倡導(dǎo)高等院校培養(yǎng)大學(xué)生的“實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力”[1]。這些能力需要在課堂內(nèi)外的教學(xué)中逐漸培養(yǎng)。然而，在近10年的教學(xué)改革中，課堂教學(xué)并沒(méi)有像我們期待的那樣有一個(gè)根本性的改觀，多數(shù)教師的教學(xué)觀念仍然十分傳統(tǒng)，“填鴨式”、“滿堂灌”、“保姆式”的教學(xué)方式仍然是主流。因此，需要徹底改變課堂教學(xué)方式、關(guān)注課堂上教師的教學(xué)行為以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

2） 課堂教學(xué)缺乏反饋環(huán)節(jié)

在課堂教學(xué)以外，雖然多數(shù)教師會(huì)布置若干次課外作業(yè)、閱讀，有的教師會(huì)要求學(xué)生完成學(xué)科論文、讀書報(bào)告或者做真正的研究。但是，多數(shù)教師只是關(guān)注學(xué)生作業(yè)的提交情況，學(xué)生提交作業(yè)后很少得到教師的反饋。尤其是論文式的作業(yè)，教師只給定分?jǐn)?shù)，并不面對(duì)面地與學(xué)生討論作業(yè)的優(yōu)劣。如果學(xué)生抄襲別人的作業(yè)沒(méi)有被教師發(fā)現(xiàn)，甚至還得到一個(gè)滿意的分?jǐn)?shù)，或者學(xué)生提出了自己獨(dú)到見(jiàn)解希望得到老師的首肯卻沒(méi)有得到，抑或是學(xué)生對(duì)自己的見(jiàn)解沒(méi)有把握希望從老師那里獲得指點(diǎn)卻無(wú)法獲得，這些將導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情大幅降低。美國(guó)著名教育學(xué)者哈蒂（Hattie，2003）綜合了50萬(wàn)項(xiàng)有關(guān)教師影響學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的研究發(fā)現(xiàn)，在教師影響學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的10大因素中，反饋排在第一位。目前，國(guó)內(nèi)高校卻缺乏這個(gè)環(huán)節(jié)。

3） 傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來(lái)了極大的消極影響

傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式、保姆式的教學(xué)方式只能教會(huì)學(xué)生接受模仿。很大程度上削弱了學(xué)生批判、獨(dú)立思考、質(zhì)疑的能力，解決問(wèn)題的能力，探究學(xué)生以及合作學(xué)習(xí)能力；使學(xué)生盲目服從、被動(dòng)，缺乏理性思維、創(chuàng)新能力。

因此，高等學(xué)校迫切需要采取切實(shí)有效的措施提高教育質(zhì)量。切實(shí)采取有效對(duì)策提高課堂教學(xué)的有效性，已經(jīng)成為當(dāng)前高等教育領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。

1 云計(jì)算輔助教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀

1） 云計(jì)算輔助教學(xué)的應(yīng)用與研究

云計(jì)算（Cloud Computing）是在分布式系統(tǒng)、網(wǎng)格計(jì)算等發(fā)展的基礎(chǔ)上提出的一種新型計(jì)算模型，是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，它面對(duì)的是超大規(guī)模的分布式環(huán)境，其核心是提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[2]。2009年云計(jì)算走進(jìn)了教育行業(yè)——教育云。教育云是利用先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，將教育信息化資源和系統(tǒng)進(jìn)行整合和信息化，在云平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一部署和實(shí)現(xiàn)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給廣大師生乃至社會(huì)人員服務(wù)的系統(tǒng)。

“云計(jì)算輔助教學(xué)”（Cloud Computing Assisted Instructions， 簡(jiǎn)稱CCAI）的概念由上海師范大學(xué)黎加厚教授在國(guó)內(nèi)率先提出：是指學(xué)校和教師利用“云計(jì)算”提供的服務(wù)，構(gòu)建個(gè)性化教學(xué)的信息化環(huán)境，支持教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量[ 3]。云計(jì)算在教學(xué)方面的應(yīng)用正逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)，將成為學(xué)校的主流技術(shù)，影響教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，再次帶來(lái)教育上的大變革。2012年，廈門大學(xué)軟件學(xué)院、工信部移動(dòng)云計(jì)算教育培訓(xùn)中心、廈門超級(jí)計(jì)算中心（云計(jì)算中心）舉行共建“云計(jì)算教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地”簽約儀式[4]，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)云計(jì)算實(shí)訓(xùn)教學(xué)的先河。2012年，聚奎中學(xué)構(gòu)建了“翻轉(zhuǎn)課堂”云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)，成為江津云計(jì)算產(chǎn)業(yè)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的典型范例[5]。

2） 翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用與研究

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom），又稱為“反轉(zhuǎn)課堂”，是教師創(chuàng)建視頻，學(xué)生在家中或課外觀看視頻中教師的講解，回到課堂上師生面對(duì)面交流和完成作業(yè)的一種教學(xué)形態(tài)[6]。這種新型的教育教學(xué)形式，顛覆了傳統(tǒng)意義上的課堂教學(xué)模式，是一種對(duì)知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化的顛倒安排。2007年，美國(guó)卡羅拉多州伍德蘭高中兩位化學(xué)老師JonathanBergmann 和Aaron Sams 在課堂中采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式并發(fā)現(xiàn)用這種模式取得的教學(xué)效果遠(yuǎn)比傳統(tǒng)模式好得多，兩位老師的實(shí)踐引起越來(lái)越多的關(guān)注[7]。2011年秋季，美國(guó)明尼舒達(dá)州斯蒂爾沃特834獨(dú)立學(xué)區(qū)6個(gè)五年級(jí)班開(kāi)始在數(shù)學(xué)課堂中試水這種新的教學(xué)模式。目前，翻轉(zhuǎn)課堂已經(jīng)逐漸成為美國(guó)學(xué)校的課堂教學(xué)模式的主流。

2011 年，重慶市江津聚奎中學(xué)和廣州市海珠區(qū)第五中學(xué)相繼實(shí)施“翻轉(zhuǎn)課堂”并獲得了良好的教學(xué)效果，成為國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域“翻轉(zhuǎn)課堂”實(shí)踐的一面旗幟[6]。[8]就在中國(guó)實(shí)踐"翻轉(zhuǎn)課堂"教學(xué)模式時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了討論并提出了該教學(xué)模式本土化的發(fā)展策略。[9]將微課與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，構(gòu)建SMVP微課趨同教學(xué)應(yīng)用環(huán)境模型，創(chuàng)設(shè)微課趨同教學(xué)環(huán)境，并基于該模型總結(jié)提出了有效微課趨同設(shè)計(jì)的方法和實(shí)施策略。[10]將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)兩輪行動(dòng)研究對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)證和完善。[11]構(gòu)建了依托于Sakai的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間平臺(tái)的基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。[6]構(gòu)建了軟件工程“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模型及與之相適應(yīng)的云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)。[12]將云計(jì)算與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合， 設(shè)計(jì)了云計(jì)算翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程。

2 基于云計(jì)算的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于云計(jì)算的翻轉(zhuǎn)課堂將云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，建立以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，形成學(xué)習(xí)內(nèi)化在課堂、傳授知識(shí)于課外的新教學(xué)模式。該文構(gòu)建的基于云計(jì)算的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式由課前模塊和課中模塊兩部分組成，分別實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞和知識(shí)內(nèi)化，如圖1所示。

2.1課前模塊

1） 觀看教學(xué)微視頻

課前需要學(xué)生觀看由教師提供的教學(xué)微視頻。視頻由課程主講教師親自錄制或者使用網(wǎng)絡(luò)提供的優(yōu)秀開(kāi)放教育資源。教師自行錄制教學(xué)微視頻能夠充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況，并對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講解。教師也可以在開(kāi)放教育資源中尋找優(yōu)質(zhì)教學(xué)視頻，可以使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸到國(guó)內(nèi)/國(guó)際優(yōu)秀教師的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的特性，教學(xué)微視頻不應(yīng)是傳統(tǒng)精品課程或優(yōu)質(zhì)課程視頻的簡(jiǎn)單改變。而是需要教師認(rèn)真研究教學(xué)內(nèi)容，找到核心知識(shí)點(diǎn)，并在10～20分鐘內(nèi)講授核心內(nèi)容。此外，微視頻中只有聲音和板書，不出現(xiàn)主講教師，但可以適當(dāng)?shù)丶尤牖?dòng)環(huán)節(jié)。此外，主講教師可以將45分鐘之外的知識(shí)也制作成微視頻，作為拓展內(nèi)容學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生可以掌握更多的知識(shí)。

2） 課前練習(xí)

觀看教學(xué)微視頻后，學(xué)生需要完成教師布置的課前練習(xí)。該過(guò)程可以借助于云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)中完成針對(duì)性練習(xí)后，將學(xué)習(xí)結(jié)果通過(guò)該平臺(tái)提交給主講教師。主講教師可以提前了解學(xué)生對(duì)新知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，在“課中模塊”中做到有的放矢。

百會(huì)平臺(tái)是近年來(lái)新崛起的一種云計(jì)算支持平臺(tái)，如今已經(jīng)成為全國(guó)乃至全球領(lǐng)先的云計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)。無(wú)論是工作還是學(xué)習(xí)都可以在任何時(shí)間、地點(diǎn)和移動(dòng)終端設(shè)備上進(jìn)行使用。對(duì)于個(gè)人用戶而言，百會(huì)提供免費(fèi)應(yīng)用。其中的在線文檔管理、在線知識(shí)交流與共享、在線信息管理系統(tǒng)等應(yīng)用適合于教育教學(xué)。

3） 難點(diǎn)/疑點(diǎn)反饋

觀看教學(xué)微視頻后，學(xué)生應(yīng)對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行記錄，并通過(guò)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)將難點(diǎn)/疑點(diǎn)及時(shí)反饋給主講教師。在課中模塊，主講教師將學(xué)生集中反饋的難點(diǎn)/疑點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講解。

2.2課中模塊

1） 難點(diǎn)/疑點(diǎn)講解

學(xué)生可以將預(yù)習(xí)內(nèi)容中難于理解或掌握不充分的知識(shí)點(diǎn)通過(guò)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)反饋給主講教師，主講教師可以在課中有針對(duì)性的對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解。對(duì)于普遍存在的疑問(wèn)，主講教師可以在在課中模塊的整個(gè)過(guò)程多次講解，反復(fù)強(qiáng)調(diào)。

學(xué)生不僅可以將預(yù)習(xí)內(nèi)容中的難點(diǎn)/疑點(diǎn)反饋給主講教師，還可以將前期講授內(nèi)容中理解不充分的疑問(wèn)反饋給主講教師。主講教師可在隨后的授課過(guò)程中或者通過(guò)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生答疑解惑。

2） 獨(dú)立/協(xié)作學(xué)習(xí)

教師應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容、學(xué)生觀看教學(xué)微視頻、課前練習(xí)中提出的疑問(wèn)，總結(jié)出一些有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。學(xué)生根據(jù)理解與興趣選擇相應(yīng)的探究題目。學(xué)生最為獨(dú)立于教師頭腦之外的個(gè)體，教師應(yīng)注重和培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。因此，在課中模塊，主講教師應(yīng)從最初的選擇性指導(dǎo)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的獨(dú)立探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生首先在獨(dú)立學(xué)習(xí)中構(gòu)建自己的知識(shí)體系。

學(xué)生選擇相應(yīng)的探究題目后，主講教師應(yīng)根據(jù)所選題目對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。一般，小組規(guī)?？刂圃?人以內(nèi)。然后，根據(jù)問(wèn)題的難易、類型進(jìn)行小組內(nèi)部的協(xié)作分工設(shè)計(jì)。協(xié)作學(xué)習(xí)中，每個(gè)同學(xué)都可以參與討論，發(fā)展學(xué)生個(gè)體的思維能力。主講教師應(yīng)為參與者提供與同伴交流的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生個(gè)體之間的溝通能力，促進(jìn)“生生互動(dòng)”。

3） 針對(duì)性測(cè)驗(yàn)

主講教師應(yīng)根據(jù)重點(diǎn)內(nèi)容，課前難點(diǎn)/疑點(diǎn)反饋，以及課中學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度設(shè)計(jì)一些針對(duì)性測(cè)驗(yàn)題目。一般，測(cè)驗(yàn)時(shí)間控制在5-8分鐘內(nèi)，由學(xué)生獨(dú)立完成。針對(duì)性測(cè)驗(yàn)可以是紙質(zhì)的試卷，亦可基于云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)。

4） 反饋評(píng)價(jià)

主講教師將學(xué)生完成的針對(duì)性測(cè)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)分、整理、撰寫點(diǎn)評(píng)后，分享到云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)。對(duì)于存在于個(gè)別同學(xué)的問(wèn)題，主講教師與學(xué)生可以在學(xué)習(xí)平臺(tái)中交流。對(duì)于普遍存在的錯(cuò)誤，主講教師可選擇將其錄制成微視頻上傳至云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)或者在下次課中階段統(tǒng)一講解。更重要的是，翻轉(zhuǎn)課堂不但要注重對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)，還應(yīng)注重對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，真正做到定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)價(jià)。

3 云計(jì)算輔助教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)

1） 降低教育信息化平臺(tái)建設(shè)成本

利用云計(jì)算存儲(chǔ)及計(jì)算服務(wù)，學(xué)院無(wú)需購(gòu)買昂貴的服務(wù)器，也無(wú)需為服務(wù)器的維護(hù)與更新而投入精力、經(jīng)費(fèi)，只需將電腦接入互聯(lián)網(wǎng)，將任務(wù)交給“云端”處理，從而降低教育信息化平臺(tái)建設(shè)成本。

2） 降低教育信息化平臺(tái)建設(shè)技術(shù)門檻

教師通過(guò)云計(jì)算提供的環(huán)境、資源和服務(wù)，可以不依賴專業(yè)技術(shù)人員，輕松構(gòu)建基于云服務(wù)的教育信息化平臺(tái)。因此降低了教育信息化平臺(tái)建設(shè)的技術(shù)門檻。

3） 突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制

翻轉(zhuǎn)課堂將用觀看授課視頻的形式取代傳統(tǒng)的教師課堂講授，學(xué)生課外觀看視頻自學(xué)時(shí)，可以選擇自己的節(jié)奏和方式。將課堂講授的時(shí)間由課堂移至課外，將傳統(tǒng)課堂的寶貴時(shí)間留給師生互動(dòng)和深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)績(jī)效。

4） 促進(jìn)協(xié)作式學(xué)習(xí)

云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生創(chuàng)建了交流協(xié)作的平臺(tái)，并且突破了時(shí)間、地點(diǎn)和地域的限制。學(xué)生可利用課余時(shí)間通過(guò)該輔助平臺(tái)展開(kāi)協(xié)作交流活動(dòng)，以彌補(bǔ)課堂教學(xué)時(shí)間不夠的情況，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成知識(shí)的構(gòu)建。

5） 增強(qiáng)師生+生生交流

消除了傳統(tǒng)教學(xué)中教師只能當(dāng)面答疑的時(shí)空限制，學(xué)生能夠隨時(shí)在“云端”提出自己的問(wèn)題，而教師可以對(duì)具有代表性的問(wèn)題做出統(tǒng)一解答?！吧?dòng)”+ “師生互動(dòng)”的活躍討論氣氛能開(kāi)闊學(xué)生思維，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解的更加深刻，教師可通過(guò)總結(jié)學(xué)生提出的問(wèn)題對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出適時(shí)調(diào)整。

4 結(jié)論

基于云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)在提高學(xué)習(xí)效率、促進(jìn)協(xié)作意識(shí)、增強(qiáng)創(chuàng)新能力等方面效果顯著。也因其自主性和靈活性受到老師和學(xué)生的喜愛(ài)，并逐漸廣泛應(yīng)用于教學(xué)。基于云計(jì)算的翻轉(zhuǎn)課堂將云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，由課前模塊和課中模塊兩部分組成。云計(jì)算技術(shù)為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施創(chuàng)造了技術(shù)條件。打破了時(shí)空限制，降低了教育信息化平臺(tái)建設(shè)成本及技術(shù)門檻，促進(jìn)了協(xié)作學(xué)習(xí)，提升了主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，為培養(yǎng)“雙創(chuàng)型”人才奠定了基礎(chǔ)。

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