基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計探索

亓玉慧 高盼望

( 山東師范大學 教育學部，山東 濟南，250014 )

在信息技術迅猛發(fā)展的時代背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計算顯然成為社會發(fā)展的主流，深刻影響并改變著人們的思維與行為方式，同時也深入到學校教育領域，為當前的教育教學改革刻上了深深的信息化烙印，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式正是在此背景下登上國際教育的舞臺，并迅速在我國基礎教育領域蔓延開來。作為一個新生事物，翻轉(zhuǎn)課堂在基礎教育實踐領域的探索還存在頗多問題，其中，教學設計的科學化、規(guī)范化便是亟待解決的重要問題之一。

一、引言

翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom或Inverted Classroom)，是相對于傳統(tǒng)的課堂上講授知識、課后完成作業(yè)的教學模式而言的。它是指學生在課前觀看教師事先錄制好的或是從網(wǎng)上下載的教學微視頻以及拓展學習材料，而課堂時間則用來解答學生問題、訂正學生作業(yè)，幫助學生進一步掌握和運用所學知識。①陳玉琨、田愛麗：《慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導論》，上海：華東師范大學出版社，2014年，第14頁。翻轉(zhuǎn)課堂既是一種理念，也是一種模式。作為一種理念，是對教學本質(zhì)的回歸，即回到教學活動的邏輯起點——學生的學習。在此過程中，教學得到充分的翻轉(zhuǎn)，學生及其學習成為“本體”，教師及其教學則是“條件”，學習活動成為教學開展的真正邏輯起點。作為一種模式，其出現(xiàn)的外在動因在于“為落課的學生補課”，內(nèi)在前提則在于技術條件發(fā)展催生的教學媒體的轉(zhuǎn)變，翻轉(zhuǎn)課堂正是借助于數(shù)字化信息技術將學生課下自主學習與教師課堂教學有機結合起來。這就決定了數(shù)字化信息技術與教學活動的融合程度是制約翻轉(zhuǎn)課堂實施成效的關鍵。當前數(shù)字化信息技術在教學活動中遠未得到合理利用，“以當前盛行的微課為例，如果教師僅僅將微課作為教學內(nèi)容的呈現(xiàn)工具，那么微課依然只是教學信息的載體，其作用仍然局限在信息傳遞”。*和學新、岳輝：《數(shù)字化時代的教學設計探討》，《教育研究與實驗》2016年第1期。這就在無形中縮小了教學媒體的價值限度；另一方面，在教育技術中不恰當?shù)劁秩?、強調(diào)媒體的作用，也會致使教學手段與工具過于花哨而遮蔽教學本質(zhì)。教學設計是教學活動的預先規(guī)劃，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的有效實施有賴于數(shù)字化信息技術與教學活動的全面深度融合，因此有必要對翻轉(zhuǎn)課堂進行預先設計。鑒于“我國當前的教學設計實踐仍以傳統(tǒng)的教學設計模式為主，對數(shù)字化信息技術在教學設計中的作用和角色變化的認識不足，沒有充分關注數(shù)字化時代教學活動要素的新變化，沒有發(fā)揮出數(shù)字化信息技術對教學活動的全面支持作用，因而不能滿足數(shù)字化時代教學活動發(fā)展變革的需求”，*和學新、岳輝：《數(shù)字化時代的教學設計探討》，《教育研究與實驗》2016年第1期。本文試以梅里爾的首要教學原理(First Principles of Instruction)為著力點，對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行系統(tǒng)化設計。

二、首要教學原理概述

當代國際著名的教育技術和教學設計理論家M.戴維.梅里爾(M. David Merrill)在對范德比爾特學習技術中心的“星際遺產(chǎn)”、建構主義學習環(huán)境模式、四組件教學設計模式及做中學模式等若干教學設計理論與模式充分考察*Lo, C. K., & Hew, K. F.. Using “First Principles of Instruction” to design secondary school mathematics flipped classroom: the findings of two exploratory studies，Educational Technology & Society，2017(01).的基礎上，歸納出首要教學原理(也稱“五星教學原理”或“五星教學模式”)，用以改進在線教學、多媒體教學或E-learning學習中只重視信息呈現(xiàn)、忽略有效教學特征的弊端，*盛群力：《五星教學模式及其標準》，《浙江現(xiàn)代教育技術》2005年第6期。反映出在網(wǎng)絡與多媒體教學情境下對優(yōu)質(zhì)教學本質(zhì)的追求。所謂“首要教學原理”是指各種教學設計理論和模式都大體贊同的一種處方性教學設計原理，*盛群力、馬蘭：《“首要教學原理”新認識》，《遠程教育雜志》2005年第4期。由問題(Problem)、激活(Activation)、示證(Demonstration)、應用(Application)、融合(Integration)五個相互關聯(lián)的首要教學原理組成(如圖1所示)。其中，問題是教學開展的中心，激活、示證、應用與融會貫通則是對應有效教學的四個階段。這五個教學原理分別涵蓋三條具體標準或推論，從而形成15條原理(如表1所示)。

圖1 梅里爾首要教學原理(2002)

Frick, Chatham, Watson &Zlatkovska等人通過與其他教學方式比較發(fā)現(xiàn)，運用首要教學原理能夠顯著提高學生的學習動機與學業(yè)成就。*Frick, T. W., Chadha, R., Watson, C., &Zlatkovxka, E.Improving course evaluations to improve instruction and complex learning in higher education，Educational Technology Research & Development，2012(02).同時，正如梅里爾所言：信息絕不等于是知識，傳遞信息也不等于教學。教學中組織信息、練習與反饋、提供學習指導都是十分重要的活動。*盛群力、馬蘭：《“首要教學原理”新認識》，《遠程教育雜志》2005年第4期。在翻轉(zhuǎn)課堂教學模式設計中，線上學習主要用之于信息示證，教師答疑、輔導、師生與生生間的交流與協(xié)作則仍需線下面對面教學完成，這與首要教學原理的主旨思想不謀而合。因此，首要教學原理可以為我們提供一個實施翻轉(zhuǎn)課堂模式的獨特理論框架。

三、基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計

依據(jù)首要教學原理設計的翻轉(zhuǎn)課堂分兩環(huán)節(jié)六步驟，第一環(huán)節(jié)為學生線上自主學習，第二環(huán)節(jié)為線下翻轉(zhuǎn)教學。兩環(huán)節(jié)的完整實施既可促進學生習得新知識、新技能，也可最大限度幫助他們促進自主學習能力與高階思維能力的發(fā)展。基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計框架如圖2所示。

表1 梅里爾首要教學原理(2002)

圖2 基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計框架

該框架幫助我們明晰了翻轉(zhuǎn)課堂教學設計的基本要素，卻未能清晰傳達實施該設計的基本程序。為給操作者提供具有實際參考意義的操作流程與步驟，有必要對兩環(huán)節(jié)六步驟進行詳盡闡述。具體實施流程如圖3所示。

圖3 基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計實施流程圖

(一)線上自主學習

線上自主學習主要通過觀看微視頻的方式進行。在此階段，教師教學身份“隱匿”，教學工作轉(zhuǎn)向幕后，教學目標與內(nèi)容以微視頻為載體向?qū)W生呈現(xiàn)。此階段教學主要遵循如下程序：

1.呈現(xiàn)學習任務單。學習任務單是由教師在教材分析、學情分析基礎上預先設計制作。教師在呈現(xiàn)任務單時，要力求以問題為中心。梅里爾所使用的“問題”包含了一系列廣泛的活動，它最關鍵的特征是面向完整任務，而不是任務的拼湊集合。所以“問題中心”是相對于“主題中心”(topic-centered)而言，在主題中心教學中各主題相互獨立，目標描述常用“學習者將能……”這類語言，這類目標往往非常抽象，只有當教學開展之后才能理解。自主學習階段學習任務單的設計要為學生呈現(xiàn)完整任務，并將任務置于實際問題情境中，這不僅有助于提升學生學習愿望，也便于新知能的遷移，促使學生用學到的新知能解決現(xiàn)實生活中的問題。此外，為學生設定目標任務時，還要遵循問題序列原則，由易到難、由簡到繁地呈現(xiàn)問題。

2.激活完善舊知。鋪墊舊知的主要功能在于將學生原有知識經(jīng)驗調(diào)動起來，在新舊知識間建立有機鏈接，并充分激活學生知識結構，以便于新知的整合。這不僅在傳統(tǒng)課堂教學中是必要的，在翻轉(zhuǎn)課堂模式中也必不可少。教師在此階段主要完成兩方面工作，一是通過“先行設問”或描繪“知識圖譜”的方式刺激學生回憶和提取舊知，理清新舊知識間的關聯(lián)性，在新舊知識間架構起“橋梁”。教師提供的舊知識、舊經(jīng)驗越直觀、越具體，越有利于新知識的學習；二是對有一定難度或?qū)W生在過去學習過程中掌握較為薄弱的舊知識、舊經(jīng)驗的基本概念提供補救式視頻。對于這一特定模塊的學習，學生可以選擇性進行，對相關知識已經(jīng)精熟掌握的則可直接略過。

3.合理示證新知。傳統(tǒng)課堂教學中，新知學習往往以講解為主，這一教學方式實現(xiàn)了信息的完整呈現(xiàn)，卻容易使學生學習閾于記憶、領會這一淺表層面。梅里爾指出要通過多種教學方式示范新知，展示解題路徑。他在首要教學原理中強調(diào)要根據(jù)認知學習結果的類型來運用相應的教學方法。對于概念、程序和原理教學而言，適切教學方法的運用如表2所示。

表2 與學習結果類型相一致的信息呈現(xiàn)和具體刻畫要求(改編)

4.完成在線測驗。教師在設計在線測試題時要緊扣任務單中設定的目標，并與示證內(nèi)容嚴格保持一致。題型可以按照學習結果類型設計，從而針對性考察學生對新知的理解與掌握情況。在線測驗不僅強化所學，也為教師課內(nèi)教學準備提供信息。教師通過分析學生在線測驗結果，可以區(qū)分哪些內(nèi)容需要補充教學，哪些內(nèi)容已被學生掌握。因此，在線測驗是教師了解學生線上自主學習情況的最重要的依據(jù)。為確保在線測驗的有效性，教師可在不同場景下通過開展思想教育、加強監(jiān)督、學習單測評等方式強化學生對在線測驗重要性的認識，以確保在線測驗的有效性。

總之，線上自主學習階段主要有兩方面問題需要注意：一是視頻制作。視頻質(zhì)量是確保線上自主學習有效性的前提與關鍵。制作過程中，教師可著重關注如下三點：首先，每段教學視頻的長度最好控制在六分鐘以內(nèi)。有研究發(fā)現(xiàn)，六分鐘以內(nèi)的視頻最有助于學生參與。其次，視頻內(nèi)容簡潔。比如要排除無關信息(如關聯(lián)詞)，僅突出知識的關鍵信息，講解過程中盡量使用“你”“我”這類非正式交談中的話語，而非不帶任何感情色彩的第三人稱。最后，在技術允許的情況下，采納可汗學院的教學風格，盡量在智能白板上手寫操作，而非用計算機生成的字體，這樣也有助于促進學生參與。*Lo, C. K., & Hew, K. F. Using “First Principles of Instruction” to design secondary school mathematics flipped classroom: the findings of two exploratory studies，Educational Technology & Society，2017(01).二是檢查學生視頻學習情況。不可否認，有些學生在完成視頻學習時存在隨意應付的情況。對此，喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯采取的辦法是“要求所有學生或遞交筆記，或單獨與老師溝通，或針對看過的視頻問一個有趣的問題?！?[美]喬納森·伯格曼、亞倫·薩姆斯：《翻轉(zhuǎn)課堂與慕課教學：一場正在到來的教育變革》，宋偉譯，北京:中國青年出版社,2016年。在教學實踐中，確認學生是否認真進行線上自主學習的方法有多種，教師可發(fā)揮創(chuàng)新精神，根據(jù)所處環(huán)境選用合適策略。

(二)線下翻轉(zhuǎn)教學

線下翻轉(zhuǎn)教學由師生在互動協(xié)作中完成，師生角色翻轉(zhuǎn)，學生是學習的“主體”，教師則是設計者、教練、監(jiān)督者、幫助者。此階段教學主要遵循如下程序：

1.總結新知，釋疑答惑。鑒于線上自主學習與線下翻轉(zhuǎn)教學的異步性，上課之初，教師首先需要對視頻展示的新知做一簡要回顧與總結。有研究指出，教師觀察發(fā)現(xiàn)，有些學生在進入課堂學習環(huán)節(jié)后已經(jīng)遺忘了視頻所學內(nèi)容，通過檢查他們的在線練習，可以證明這些學生確實已經(jīng)進行了認真的學習。正如Munson與Pierce建議，對視頻中強調(diào)的關鍵概念進行簡要評論是一節(jié)課好的開始。*Munson, A., & Pierce, R.:Flipping content to improve student examination performance in a pharmacogenomics course，America Journal of Pharmaceutical Education，2015(7).其次，教師還需對在線測驗中學生出現(xiàn)錯誤較多或仍有疑問的部分進行針對性解答。學生完成在線測驗后，后臺會通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計反饋錯題率，教師可以據(jù)此分析學生學習薄弱環(huán)節(jié)，并根據(jù)出錯率排名由高至低予以糾錯，同時還需對學生在視頻學習中產(chǎn)生并尚未得到及時澄清的疑惑進行解答。2.以多樣化方式進行變式問題操練。線下實際操練是課內(nèi)翻轉(zhuǎn)教學階段最重要的一環(huán)。不少教師已經(jīng)注意到，在概念理解與運用間存在一個巨大的鴻溝，因此實際操練中要按照知識類型的特點緊扣目標進行。此外，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的重要特征之一就在于其高互動性，因此教學過程中要加強同伴支持下的學習，注重同伴互助作用的發(fā)揮。這是因為在此模式下教師雖有更多時間進行課內(nèi)一對一或小組輔導，卻難以同時滿足多個學生個體及小組尋求幫助的需求。所以教師可以鼓勵學生為其同伴提供反饋。Enfield在研究中介紹了他的做法，“假設我已經(jīng)回答了一組的問題，當二組問我同樣的問題時，我可以讓二組直接問一組。當我未參與其他小組活動時，可以聽聽一組是如何為二組解釋的。通過這種方式，不僅二組得到幫助，我也同時檢驗了一組對問題的理解情況，這一方式對于他們而言更有助于問題的理解?！?Enfield, J.:Looking at the impact of the flipped classroom model of instruction on undergraduate multimedia students at CSUN，Tech Trends: Linking Research & Practice to Improve Learning, 2013(6).Love, Hodge, Grandgenet, and Swift 在他們的翻轉(zhuǎn)課堂研究中也發(fā)現(xiàn)，為同伴解釋問題或概念時有助于他們形成關于問題及概念的更深層理解。*Love, B., Hodge, A., Grandgenett, N., & Swift, A. W:Student learning and perceptions in a flipped linear algebra course，International Journal of Mathematical Education in Science & Technology,2014(3).在此階段，教師還要注意“漸減支架輔助”，使學生在變式問題操練中深化對新知的認識與理解。3.反思運用新知。為促進學習，學生需要參與更復雜問題及現(xiàn)實問題的解決。在首要教學原理中，反思是新知學習的最后一個階段，通過這一階段的學習促進學生知識的鞏固與遷移，使新知順利整合進知識結構中。反思的手段靈活多樣，可以是學生個體進行的新知在頭腦中的心理建構，也可以是同伴間的知識討論、辯論或角色扮演等。在此階段教師可視具體學習情況撤銷教學支架輔助，實現(xiàn)全面的“由扶到放”。

四、基于首要教學原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計需遵循的原則

隨著翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)勢的彰顯，越來越多的學校開始加入到這一全新教學模式的實踐探索中來，并已取得一些有益的成果，積累了一些成功經(jīng)驗。梅里爾的首要教學原理與翻轉(zhuǎn)課堂模式有一定的內(nèi)在契合性，基于首要教學原理設計翻轉(zhuǎn)課堂，可以促進這一模式價值的發(fā)揮。為充分發(fā)揮其價值，在實際設計中需遵循如下原則：

1.異步性與一致性相結合?；谑滓虒W原理的翻轉(zhuǎn)課堂模式雖被涇渭分明地劃分為兩個異步環(huán)節(jié)，但兩環(huán)節(jié)并非割裂的，而是一個前后銜接、內(nèi)在一致的有機整體，兩環(huán)節(jié)整合的中心便是凝結于問題并展現(xiàn)在完整任務中的教學目標。按照布魯姆的教育目標分類理論，認知領域的目標從低至高可分為6個層次：記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造，前兩個基礎性目標由學生在線自主學習完成，后四個復雜目標則在課內(nèi)經(jīng)由與教師、同伴的互動完成。兩環(huán)節(jié)異步，不僅可提高學生自主學習能力，也使教師有完整課堂時間幫助學生達成需要更高級思維參與的目標。而后一目標的實現(xiàn)均有賴于前一目標的達成，因此線下翻轉(zhuǎn)教學務必建基于線上自主學習。因此，兩環(huán)節(jié)必須面向同一問題并致力于同一認知目標的達成，任一環(huán)節(jié)對目標的偏離都將使教學設計走向解體。

2.模式化與靈活性相結合?；谑滓虒W原理的翻轉(zhuǎn)課堂教學設計旨在提供一個基本框架，具體到某門課的實際設計并非亦步亦趨，完全照搬，而是可以靈活調(diào)整的。喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯將翻轉(zhuǎn)課堂視作一種思維方式，并指出“每一位選擇翻轉(zhuǎn)課堂的老師，做法都各有不同。”*[美]喬納森·伯格曼、亞倫·薩姆斯：《翻轉(zhuǎn)課堂與慕課教學：一場正在到來的教育變革》，宋偉譯，北京:中國青年出版社,2016年。梅里爾也堅持認為，首要教學原理本身還是相當概括的，實施起來有很大的靈活性，可以采取不同的方式。因此，教師要以所教學科特點、學生身心發(fā)展階段特點及原有知識基礎等為依據(jù)進行設計。比如，在針對高年齡段翻轉(zhuǎn)課堂模式的設計中，依據(jù)學生注意力發(fā)展特點，線上自主學習所用視頻時段可適當延長，數(shù)量相應減少，線下翻轉(zhuǎn)教學中依據(jù)實際情況盡早撤銷“教學輔助支架”，給予學生更多個體化的自主學習空間；在低年齡段翻轉(zhuǎn)課堂模式的設計中，線上學習階段則要縮短視頻時段并相應增加數(shù)量，線下學習中受學生自主學習能力所限，則要盡可能給予支持與引導。

3.完整性與留白性相結合。教學設計的完整是教學活動順利開展的前提和保障。梅里爾的5個首要教學原理及15個操作要點蘊含在翻轉(zhuǎn)課堂教學設計的兩環(huán)節(jié)六步驟中，為教師翻轉(zhuǎn)教學指明了方向，劃定了路線，提供了操作模板。然而，在實際設計翻轉(zhuǎn)課堂模式時，這5個首要教學原理與15個操作要點并不苛求全部體現(xiàn)，而是可以因課而異，因需而異。翻轉(zhuǎn)了的課堂教學重視線上自學與線下師生的共同探索，自學是學生頭腦內(nèi)部自主建構知識、不斷內(nèi)省的過程，師生共同探索則是在復雜的互動中完成，學習與教學過程的復雜性決定了我們在教學設計時不是要去規(guī)劃一個線性的、四平八穩(wěn)的藍圖，而是可以保持開放的心態(tài)，適當留白，給師生探索與爭鳴留下適當?shù)目臻g。在對設計的完整與留白間的把握則需依托教師對學生的全面了解及對學科知識結構與內(nèi)容的全盤掌握。換言之，教師需充分發(fā)揮教育智慧，在完整與留白的合理限度內(nèi)完成翻轉(zhuǎn)課堂教學設計。