翻轉課堂中學生學習行為模式與知識建構研究

陳世燈 文亞 徐劉杰

摘 要：隨著翻轉課堂教學效果不斷被證實，翻轉課堂教學模式也在不斷被推廣。但是翻轉課堂中學生的哪些行為模式與學習效果有關，仍然需要深入研究。本研究主要對學生在課前預習和課中討論學習的行為模式進行分析，并以知識建構作為學習效果評價內容，對學生的學習行為模式與知識建構水平進行相關性分析。實驗分析結果表明，在課前預習中，學習者的評論行為發(fā)生在瀏覽資源之后，學習者會對評論進行回復，發(fā)生多輪交互。在課前的討論活動中，有部分學習者達到高階知識建構水平。但是，學習者課前的學習行為模式與知識建構不存在強相關關系，而學習者在課中的學習行為模式與知識建構具有強相關關系。

關鍵詞：翻轉課堂;滯后序列分析;學習行為;行為模式;知識建構

中圖分類號：G4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-0069（2019）05-0018-06

收稿日期：2019-06-05

基金項目：湖南科技學院教學改革項目“創(chuàng)客教育模式下影視制作類課程的教學改革研究”（湘科院教發(fā)〔2017〕56號）;湖南科技學院“研討式課程改革項目‘影視非線性編輯’”（湘科院教發(fā)〔2016〕55號）

作者簡介：陳世燈（1983— ），男，湖北黃石人，湖南科技學院教育技術系講師，碩士，研究方向為教育信息化;文亞（1997— ），女，湖南醴陵人，湖南科技學院教育技術系本科生;徐劉杰（1984— ），男，河南夏邑人，湖南科技學院傳媒學院講師，北京師范大學教育技術學院博士生，研究方向為計算機輔助教育、教育資源管理。

一、前言

近年來，翻轉課堂教學模式在K-12階段和高等教育中得到了廣泛的應用。范德堡大學教學中心將翻轉課堂定義為：學生首先通過閱讀或瀏覽教學視頻進行課前自主學習，然后在課中完成富有挑戰(zhàn)性的工作，或者通過解決問題、討論或辯論來吸收、內化知識[1]。在翻轉課堂中，學生可以在上課前利用在線學習平臺或者社交網(wǎng)絡等開展自主學習，并在課堂中運用所學知識或在老師的指導下參與討論，從而解決問題[2]。學生在課堂上積極學習，通過辯論、案例研究、協(xié)作、討論等方式加深理解，以實現(xiàn)深度學習和高階知識建構[3]。這些學習任務往往要求學生正確處理不同來源的信息，然后批判性地吸收信息以構建知識[4]。

翻轉課堂教學模式能夠幫助學生獲得基本知識，鼓勵學生參與學習活動[5]。在這種學習模式中，學生在課前按照自己的學習進度，通過觀看教學視頻或者其他類型的學習材料，進行自主學習。學生在課外時間完成家庭作業(yè)，在課堂中通過師生交互、討論等活動加強對知識的建構和應用。教師通過全班同學的小組實踐、同伴評價、反饋、交流討論等方式鼓勵學生積極參與學習活動和知識構建[6]。很多研究者通過研究論證了翻轉課堂教學模式的有效性，這些研究大多表明翻轉課堂在提高教學效果方面具有積極的效果。研究表明，翻轉課堂教學模式能有效促進學習效果[7]，促進學生的創(chuàng)造力[8]，激勵學生深度參與課堂學習，加強學生技能發(fā)展[9]。翻轉課堂教學模式顯著提高了學生的學習成績、自我效能感和自我調節(jié)能力[10]，能夠提高學科滿意度和教學效果[11]。在翻轉課堂教學活動中，學生能夠積極參與問題解決活動，從而提高解決問題的熟練度，對成績有顯著影響[12]。由于課前學生通過自主學習，預習新課程，因而學生在課堂教學中準備更充分，參與性更強，綜合運用知識的能力得到提高[13]。

但是，有一些研究發(fā)現(xiàn)翻轉課堂教學還存在一些挑戰(zhàn)。例如，Strayer（施特賴爾）發(fā)現(xiàn)翻轉課堂教學中學生對課堂結構和教師引導他們完成任務的方式不太滿意，學生發(fā)現(xiàn)很難將課程的在線學習和面對面教學連接起來[14]。Findlay-Thompson（芬德利-湯普森）等發(fā)現(xiàn)翻轉課堂教學中學生的學業(yè)成績沒有變化，其在增強學生學習動機方面能力有限[15]。Boevé（博威）等人發(fā)現(xiàn)，翻轉課堂教學中學生的學習行為與正常課堂中學生的學習行為并沒有太大的不同，學習行為與學生在翻轉課堂中的表現(xiàn)并沒有太大的關系[16]。因此，Karabulut-Ilgu（卡拉布拉特-伊爾古）等人建議，在翻轉課堂中，為了促進學生知識建構，教師需要重新設計在線教學資源，需要設計復雜的問題，需要學生與老師之間進行協(xié)作和互動[17]。

基于以上文獻分析，本研究認為為學生提供豐富的在線學習資源，通過設計多種學習活動，鼓勵學生課前學習，交流互動，并以任務為導向鼓勵學生積極參與實踐，在實踐中運用知識，以促進學生達到高階知識建構。本研究主要分析翻轉課堂教學中學生的學習行為模式、知識建構及其之間的關系，以明確哪些行為模式促進了學生知識建構。該研究對教師開發(fā)教學設計、促進學生積極參與課前和課中學習、實施翻轉課堂等具有一定的參考意義和價值。

二、研究設計

（一）實驗對象

本研究選取湖南某高校教育技術學專業(yè)大二（2017級）學生為研究對象。共有33位大學生參與本實驗研究，其中男生有6人，女生有27人。本次實驗在“影視非線性編輯”課程教學中實施，選擇該課程中的“電影預告片的剪輯”一章開展教學實驗。該課程的任課教師具有10年教齡，對翻轉課堂教學模式具有較好的理解和把握，在翻轉課堂教學實踐方面具有豐富的教學經(jīng)驗。

（二）實驗過程

本研究主要進行了為期四周的實驗教學，具體的實驗步驟如下：

（1）在每一周，教師提前三至四天錄制微課，并將微課等學習材料上傳到學習元平臺（http：//www.etc.edu.cn）。學生在課外觀看微課，實施自主學習，并完成教師設計的教學活動，教學活動主要包括討論交流、提交作業(yè)、評價等。

（2）學生課前觀看教學視頻，參加課前教學活動，完成教學視頻中提出的預習問題，熟悉下節(jié)課要學習的內容。觀看視頻之后，學生可以就學習中遇到的問題進行評論、留言，與同學和老師進行在線交流互動。

（3）在課中，教師和學生提出問題，教師和學生協(xié)作交流討論，共同解決問題。同時，教師對疑難知識點進行講解，并總結學生的討論結果。

（4）學生課后復習檢測，制作學習作品，鞏固課堂知識。課后學生自主復習，根據(jù)教師課堂任務要求制作一個預告片，并上傳到學習元平臺。學生在學習元平臺對其他學生上傳的預告片進行評價。

（三）數(shù)據(jù)搜集與編碼

本研究主要搜集學生課前在線學習的行為，包括創(chuàng)建學習元（CL）、瀏覽資源（VR）、評論學習元（PL）、回復評論（RA）、評價（AS）等;課中行為主要包括聽講（L）、看書（R）、看視頻案例（W）、回答問題（A）、討論（D）、提問（Q）、發(fā)言（S）、做筆記（T）等。實驗之后，將學生課前、課中的學習行為數(shù)據(jù)與知識建構行為數(shù)據(jù)收集起來進行分析。本研究基于古溫瓦德納提出的在線學習交互分析模型，將學生的生成性內容按照等級劃分，見表1。

三、研究結果與分析

（一）翻轉課堂下學生的學習行為模式

1.課前自主學習的行為模式

根據(jù)課前學生在線學習行為編碼表，統(tǒng)計學生各種行為之間相互轉換的次數(shù)，即對于每一位學生而言，按照時間順序將其行為進行排序，兩個連續(xù)行為記為一次轉換。例如，如果某學生在瀏覽資源之后緊跟著評價行為，則由瀏覽資源轉換到評價行為的次數(shù)記為1。按照這個規(guī)則生成學生課前在線學習行為轉換序列表，并將該數(shù)據(jù)導入GSEQ軟件，計算出學生行為序列行為的殘差表，如表2所示。其中，標準分數(shù)Z-score>1.96的行為序列表示兩個行為之間具有顯著的轉換關系。將具有顯著轉換關系的行為序列可視化，得到學生在線學習行為模式，如圖1所示。

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，在課前自主學習中，學習者為了獲取知識并達到理解程度，傾向于反復瀏覽教學資源（VR→VR，Z-score=10.52）。同時，學生在完成作品階段出現(xiàn)集中創(chuàng)建學習元的行為序列（CL→CL，Z-score=17.83）。學習者在瀏覽教學資源之后會對資源進行分析，去評價他人的作品，提出自己的觀點和建議，或者學習者與學習者之間進行在線交互和觀點交流，相互傳遞信息。學習者對評論內容進行回復的行為達到顯著水平，即學習者對發(fā)表的評論進行了觀點辯論，對提出疑問的同學進行了回答或是發(fā)表了自己的觀點。學生在反復交流之后會對學生作品和教師所創(chuàng)建的教學資源進行打分評價。

2.學生在課中的行為模式

通過學生自己記錄行為，并根據(jù)錄像觀察學生在課中的行為，生成學生行為序列表，在GSEQ軟件中分析和統(tǒng)計學生課中行為轉換參考表，并繪制出學生的行為序列轉換圖，見圖2。

由圖2可知，學生在課堂中的行為轉換比較多元化。學生在聽講之后會出現(xiàn)看書和看視頻案例的行為模式，這主要是教師在講解新內容之后，會讓學生通過閱讀課本、觀看視頻來學習案例，并對案例進行交流討論，在觀看案例之后出現(xiàn)回答問題的行為達到顯著水平，說明學生是帶著問題觀看案例的，教師應該注重學生對案例的分析和理解。在學生閱讀書本之后會出現(xiàn)討論行為，說明學生在獲取案例信息和新知識后開始交流，針對案例或問題進行討論，以實現(xiàn)知識的應用。討論結束后學生發(fā)言的行為轉換達到顯著水平。在課堂中，教師要求學生面向全班做發(fā)言，尤其在小組討論中，小組成員會派出一位代表發(fā)言，介紹小組的觀點和解決問題的思路和過程。在學生觀看視頻、回答問題之后教師會講解新知識，或者總結學生的發(fā)言，出現(xiàn)學生聽講的行為模式。由此可見，在翻轉課堂教學中，老師能夠引導學生發(fā)生多種行為轉換，實現(xiàn)以學生為中心的教學。但是，由圖2可知，提問行為并沒有達到顯著水平，可見學生提問或者老師提問的次數(shù)和數(shù)量比較少，往往是老師或者學生提問少數(shù)問題，師生圍繞問題開展大量討論。

3.學生的知識建構模式

按照學生生成性內容的先后順序進行編碼，生成學生知識建構行為轉換表，并在GSEQ軟件中生成殘差表，據(jù)此繪制學生知識建構行為序列轉換圖，如圖3所示。在學生知識建構水平上，學生能夠達到高階知識建構水平，說明翻轉課堂對于提升學生的知識建構具有一定的積極作用。但是在知識建構行為轉換模式中，P1階段的知識建構卻沒有達到顯著水平。

從圖3可以看出，學習者在P4階段的知識建構之后往往出現(xiàn)學習者之間的意義協(xié)商行為，這表明學習者在交流討論中往往能夠完成高階知識建構。在意義協(xié)商知識建構水平之后，質疑的建構水平達到顯著，說明學生在協(xié)商過程中會出現(xiàn)對同伴觀點的質疑。但是，在質疑之后的協(xié)商行為并不顯著。這也說明了學生在提出疑問之后，雖然出現(xiàn)討論和協(xié)商行為，但是協(xié)商行為的數(shù)量卻比較少，并沒有達到顯著水平。而在學生創(chuàng)新基礎上出現(xiàn)協(xié)商行為比較顯著，這也表明了學生往往在別人提出創(chuàng)新性建議和意見的時候才會去協(xié)商，而不會直接與其他學生發(fā)生辯論或者意見沖突。

（二）學生學習行為序列與學習結果的相關性分析

筆者統(tǒng)計每一位學生的知識建構水平和課前、課中各種行為出現(xiàn)的次數(shù)，利用SPSS軟件進行相關性分析，結果如表3所示。學習者的課前行為與知識建構水平?jīng)]有顯著相關性，課中學生的發(fā)言、做筆記行為與知識建構水平有顯著相關關系。

課前行為與知識建構都不具有相關關系，原因可能是課前學習行為屬于淺層次學習，學生學習的目的主要在于獲取信息和知識，并沒有深入鉆研內容。在課前自主學習中，大部分學生都只是瀏覽教學視頻資源，獲取需要的知識信息，偶爾對教學視頻發(fā)表評論。雖然在課前學習中學習者的某些行為達到了高階知識建構水平，但是數(shù)量低，相對于其他與知識建構無關的行為來說，這些高階知識建構行為的數(shù)量效果被削減了?？匆曨l案例、聽課、看書、提問、回答問題與討論這些學習行為則與知識建構不具有相關關系。從分析結果中可以看出，學生在聽課和看書時只是簡單地獲取知識信息，對于課堂上教師講的知識點及書中出現(xiàn)的知識點并不會去思考和想辦法牢記。

發(fā)言與做筆記這兩種學習行為與知識建構具有強相關關系，發(fā)言與做筆記對知識建構水平具有促進作用。在課堂上積極參與發(fā)言，與教師和其他學生進行交流互動可以加深對知識點的理解，也可以通過在與老師交流的過程中解決遇到的問題，并且及時做筆記，將課堂上提到的重點知識記錄下來，有利于加深自己的記憶和課后鞏固知識，同時也表明發(fā)言與做筆記這兩種學習行為不僅能促進知識建構水平的提升，還有利于提高學生的學習成績。

四、小結

本研究對翻轉課堂教學模式下學生課前學習行為、課中學習行為和知識建構進行分析，發(fā)現(xiàn)學生在課前主要以瀏覽資源、評論學習元、回復評論、評價等行為為主，在課中主要以聽講、看書、看視頻案例、回答問題、討論、發(fā)言和做筆記為主。這些行為之間出現(xiàn)了幾種行為的顯著轉換。研究結果表明，雖然在課前自主學習中學習者能夠達到高階知識建構水平，但是學習者的知識建構與課前學習行為沒有顯著的強相關關系。只有課中的發(fā)言和做筆記兩種行為與學生的知識建構水平有較強的相關關系。在翻轉課堂教學中需要加強學習者做筆記和發(fā)言的行為。教會學生做筆記對于提高知識建構具有積極的促進作用。但是，由于本研究的樣本量小，實驗時間短，研究結果尚需要進行大樣本研究做出深度分析和驗證。

[1]BRAMEJ C.Flipping the Classroom.Vanderbilt University Center for Teaching[DB/OL].（2013-01-31）[2019-05-11].http：//cft.vanderbilt.edu/guides-sub-pages/flipping-the-classroom/.

[2]HAO Y.Exploring Undergraduates’Perspectives and Flipped Learning Readiness in Their Flipped Classrooms[J].Computers in Human Behavior（S0747-5632），2016（59）：82-92.

[3]GILBOY M B，HEINERICHS S，PAZZAGLIA G.Enhancing Student Engagement Using the Flipped Classroom[J].Journal of Nutrition Education and Behavior（S1499-4046），2015， 47（1）：109-114.

[4]SIU C K.Developing Information Literacy and Critical Thinking Skills through Domain Knowledge Learning in Digital Classrooms：An Experience of Practicing Flipped Classroom Strategy[J].Computers & Education（S0360-1315）， 2014（78）：160-173.

[5]HWANG G J，LAI C L.Facilitating and Bridging Out-Of-Class and In-Class Learning：an Interactive E-Book-Based Flipped Learning Approach for Math Courses[J].Educational Technology & Society（S1436-4522），2017，20（1）：184-197.

[6]DAVIES R，DEAN D，BALL N.Flipping the Classroom and Instructional Technology Integration in a College-level Information Systems Spreadsheet Course[J].Educational Technology Research and Development（S1556-1615），2013， 61（4）：563-580.

[7]SERGIS S，SAMPSON D G，PELLICCIONE L.Investigating the

Impact of Flipped Classroom on Students’Learning Experi-ences：A Self-Determination Theory Approach[J]. Computers in Human Behavior（S0747-5632），2018（78）：368-378.

[8]ABDULRAHMAN M AL-ZAHRANI.From Passive to Active：The Impact of the Flipped Classroom through Social Learning Platforms on Higher Education Students’Creative Thinking[J].British Journal of Educational Technology（S1467-8535），2015，46（6）：1133-1148.

[9]ELMAADAWAY M A N.The Effects of a Flipped Classroom Approach on Class Engagement and Skill Performance in a Blackboard Course[J].British Journal of Educational Techno-

logy（S1467-8535），2018，49（3）：479-491.

[10]LAI C L，HWANG G J.A Self-regulated Flipped Classroom Approach to Improving Students’Learning Performance in a Mathematics Course[J].Computers & Education（S0360-1315）， 2016（100）：126-140.

[11]TSE W S，CHOI L Y A，TANG W S.Effects of Video-based Flipped Class Instruction on Subject Reading Motivation[J]. British Journal of Educational Technology（S1467-8535），2019， 50（1）：385-398.

[12]WANG F H.An Exploration of Online Behaviour Engagement and Achievement in Flipped Classroom Supported by Learning Management System[J].Computers & Education（S0360-1315），2017（114）：79-91.

[13]LEW E K.Creating a Contemporary Clerkship Curriculum： the Flipped Classroom Model in Emergency Medicine[J]. International Journal of Emergency Medicine（S1865-1372）， 2016（9）：25-30.

[14]STRAYER J F.How Learning in an Inverted Classroom Influences Cooperation，Innovation and Task Orientation[J]. Learning Environments Research（S1387-1579），2012，15（2）： 171-193.

[15]FINDLAY-THOMPSON S，MOMBOURQUETTE P.Evaluation of a Flipped Classroom in an Undergraduate Business Course[J]. Business Education & Accreditation（S2157-0809）， 2014，6（1）：63-71.

[16]BOEVé A J，MEIJER R R，BOSKER R J，etal.Implementing the Flipped Classroom：an Exploration of Study Behaviour and Student Performance[J].Higher Education（S1573-174X）， 2017，74（6）：1015-1032.

[17]KARABULUT-ILGU A，CHERREZ N，JAHRENC T.A Systematic Review of Research on the Flipped Learning Method in Engineering Education[J].British Journal of Educational Technology（S1467-8535），2018，49（3）：398-411.

（責任編輯 孫志莉）

Study on Students’Learning Behavior Pattern and Knowledge Construction in Flipped Classrooms

CHEN Shideng1，WEN Ya1，XU Liujie1，2

（1.School of Electronics and Information Engineering，Hunan University of Science and Engineering，

Yongzhou，Hunan，China 425199;

2.Faculty of Education，Beijing Normal University，Beijing，China 100875）

Abstract： With the continuous confirmation of flipped classroom teaching effect，flipped classroom mode is also being popularized.However，there is still a need for in-depth research on which behavioral patterns of students’in flipped classrooms are related to learning effect.This study focuses on the analysis of students’behavior patterns in pre-class preview and in class discussion，and takes knowledge construction as the content of learning effect evaluation to analyze the correlation between students’learning behavior patterns and knowledge construction level.The results of experimental analysis show that in pre-class learning， learners’comment behaviors take place after browsing resources，and learners will reply to the comments and have multiple rounds of interaction.In the pre-class discussion activities， some learners reached the high-level knowledge construction level. However，there is no strong correlation between learners’learning behavior patterns before class and knowledge construction， while there is a strong correlation between learners’learning behavior patterns in class and knowledge construction.

Key words： flipped classroom;lag sequence analysis;learning behavior;behavior pattern; knowledge construction