微信在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化研究

希爾扎提·庫扎提

（西南大學(xué)教育學(xué)部，重慶 400715）

一、基于微信的翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果可視化的價值

隨著數(shù)字化信息傳播時代的到來,涌現(xiàn)了大量基于網(wǎng)絡(luò)的新媒體平臺,這些新媒體工具的出現(xiàn)無疑給教育行業(yè)注入了新的活力。它們?yōu)榻逃畔⒌奶幚?、展示和傳播提供了技術(shù)支持。目前翻轉(zhuǎn)課堂在高等教育階段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和合作理念等方面起到了巨大作用。然而目前的翻轉(zhuǎn)課堂智能化程度普遍不高，基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)習(xí)效果展示更是缺乏深入的探索與實踐。為此，研究如何將微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)習(xí)效果進行可視化展示是具有實際意義的，尤其是在提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)動機、增強學(xué)習(xí)者社會存在感、發(fā)展學(xué)習(xí)者高階思維能力和元認知能力方面能夠幫助學(xué)生。基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂作為一種信息化環(huán)境下學(xué)習(xí)方式演變的典型，必將成為研究和開發(fā)的熱點。

（一）可以提高翻轉(zhuǎn)課堂的質(zhì)量

研究將有助于解決微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果展示的不直觀與效度不足、缺少針對性的反饋、學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)社區(qū)意識和歸屬感等幾個問題，以應(yīng)對高等教育中大規(guī)模開展基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂和翻轉(zhuǎn)課堂中的可視化反饋的需要；有效保留住在線學(xué)生數(shù)量，確保學(xué)習(xí)者實現(xiàn)深入的在線學(xué)習(xí)體驗，促進新媒體與教育的理論和實踐結(jié)合，提高高等教育中翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

（二）豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

可視化作為學(xué)習(xí)效果展示的主要技術(shù)，可以讓學(xué)生階段性地參與翻轉(zhuǎn)課堂中，并且完成教師布置的課后習(xí)題，從而實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的收集與分析，最終將分析結(jié)果反饋給學(xué)生。同時可視化技術(shù)也可以具體到每個人，利用微信這樣的新媒體工具和可視化圖形展示工具以圖形加文本的方式在線即時反饋每個學(xué)生作業(yè)，在競爭心理機制的作用下，從而最終提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。同時，通過及時的可視化反饋圖形認識到自己階段性學(xué)習(xí)知識點的不足與問題，提高自己的學(xué)習(xí)效率。

（三）創(chuàng)新翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)手段

將可視化的工具Echarts與網(wǎng)絡(luò)新媒體工具微信公眾號引入翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)習(xí)效果展示過程中，使用微信公眾號使得學(xué)習(xí)效果的檢測得以在線進行，學(xué)生可以實時在參與翻轉(zhuǎn)課堂中獲得針對本次課堂學(xué)習(xí)任務(wù)的形成性評價，此研究是基于微信公眾號平臺，自帶提醒功能，可以大大增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生可以方便的了解自己的學(xué)習(xí)狀況，提高在線同伴互評的質(zhì)量與數(shù)量。更重要的是研究提出的學(xué)習(xí)效果可視化展示是針對每個成員的個性化分析與分發(fā)。使用Echarts可以將學(xué)習(xí)效果的情況進行數(shù)據(jù)的可視化展示，所以Echarts在研究中就充當(dāng)了可視化工具的角色，通過Echarts將每位同學(xué)的當(dāng)堂學(xué)習(xí)效果以雷達圖、折線圖等方式展示，根據(jù)學(xué)生課堂檢測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行分析，為每個學(xué)生生成一份專屬的個人反饋策略，這就使得學(xué)習(xí)效果的展示更有針對性，通過教育數(shù)據(jù)挖掘得出的反饋也將會更加有效。學(xué)生擁有明確的努力方向，提高學(xué)習(xí)效果便事半功倍。

二、目前翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)存在的問題

媒體的演進與發(fā)展一直以來都在一定程度上影響著教育的發(fā)展，新媒體也不例外地對現(xiàn)代教育帶來了影響和改變。［1］當(dāng)前時代是信息科技的時代，人們獲取知識的方式已經(jīng)不再僅僅局限于傳統(tǒng)模式，而是逐漸趨向于移動式學(xué)習(xí)。因此，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何在移動新媒體時代利用新媒體技術(shù)為課堂教學(xué)提供有效幫助，滿足高校學(xué)生的課堂個性化需求，是現(xiàn)階段的重要課題。［2］

（一）教學(xué)的單一化、籠統(tǒng)性

信息化時代的到來,教育與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的結(jié)合正在悄然掀起信息化教學(xué)的浪潮，翻轉(zhuǎn)課堂模式顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將信息技術(shù)與課堂教學(xué)相融合，順應(yīng)了信息化時代的發(fā)展趨勢。［3］現(xiàn)有的翻轉(zhuǎn)課堂中的真實呈現(xiàn)大多還是采用幻燈片等軟件制作，呈現(xiàn)較為線性化，使知識的生成與內(nèi)化無法快速地展示。因此將可視化技術(shù)或工具引入到翻轉(zhuǎn)課堂中，進行思維與知識的可視化，可以快速展示知識，也可以讓學(xué)生更好地理解和運用知識。［4］但同時新媒體技術(shù)支持下的翻轉(zhuǎn)課堂還是存在較多問題的，教師通常只能通過課后評價習(xí)題進行測試，通常情況下只有一個測試結(jié)果給學(xué)生，學(xué)生也只是不停地在考試。這樣的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)生的學(xué)習(xí)效果到底如何，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績是否有改善，我們都無法從一個簡單的課后測試中發(fā)現(xiàn)，由此筆者打算在基于微信平臺的新媒體支持下的翻轉(zhuǎn)課堂中引進可視化分析技術(shù)，以解決翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)效果展示不直觀的問題。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)主動性不高

國內(nèi)外的翻轉(zhuǎn)課堂主要依托于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展。然而，由于學(xué)習(xí)效果評價和展示環(huán)節(jié)設(shè)置過于簡單，在檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果的過程中存在學(xué)校效果展示不直觀、無法給予學(xué)生針對知識點的反饋建議等問題，因此，翻轉(zhuǎn)課堂在國內(nèi)的發(fā)展仍面臨不少問題，其中最為顯著的是：學(xué)生不善于提問以及學(xué)生參與課堂的主動性不強，不能在課前主動學(xué)習(xí)。并不能很好地達到讓學(xué)生通過實踐自主地進行學(xué)習(xí)的目的。

（三）教學(xué)效果不明顯

目前,基于數(shù)據(jù)分析的“翻轉(zhuǎn)課堂”評價方法還極少見。［5］由此可以看出翻轉(zhuǎn)課堂中存在著很大的數(shù)據(jù)分析潛力，而且目前國內(nèi)對翻轉(zhuǎn)課堂中的教育教學(xué)評價信息關(guān)注度還是不夠，沒有太多的學(xué)者能夠深入地挖掘翻轉(zhuǎn)課堂中蘊藏的數(shù)據(jù)價值。針對這一不足，本研究希望能夠借助微信這樣的新媒體工具再輔以互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)在高校的翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果方面的數(shù)據(jù)分析，盡可能地從學(xué)生的學(xué)習(xí)效果中挖掘有用的信息，以此來促進新媒體的利用和翻轉(zhuǎn)課堂中教學(xué)效果問題的解決。

當(dāng)前推進我國教育信息化進程的關(guān)鍵在于，在日常教學(xué)中注重信息技術(shù)的應(yīng)用，增強教師在信息化環(huán)境下創(chuàng)新教育教學(xué)的能力，使信息化教學(xué)能真正融入教師的日常教學(xué)活動。［7］所以從教師方面來說學(xué)會運用信息技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)也是必要的。

三、微信在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化的應(yīng)用設(shè)計

學(xué)生參與微信工具支持的翻轉(zhuǎn)課堂的過程中，應(yīng)當(dāng)還是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生進行一系列的學(xué)習(xí)活動，同時學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂中的教育數(shù)據(jù)也應(yīng)當(dāng)被引起足夠的重視。一方面在如今的翻轉(zhuǎn)課堂中，融入融入計算機技術(shù)手段支持下的微信等新媒體平臺，這樣的新媒體既可以促進教育媒體信息的處理傳播與展示，又可以幫助解決翻轉(zhuǎn)課堂這樣的教育熱點中存在的痛點?，F(xiàn)如今微信平臺支持的翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)效果展示面臨的低效、不直觀、沒有針對性反饋等問題也迫切需要一個解決方案，正是在這樣一系列的背景下，筆者的基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂的可視化研究才會應(yīng)運而生。

（一）基本思路

我研究的基本思路分為四步。

第一：調(diào)研分析

利用問卷調(diào)查法或者訪談法獲得用戶的需求，翻轉(zhuǎn)課堂的用戶群體主要是面向大學(xué)生，所以問卷和訪談的對象也主要是大學(xué)生。主要關(guān)注大學(xué)生希望的可視化展示學(xué)習(xí)效果方式、可視化學(xué)習(xí)效果的獲得方式以及大學(xué)生喜歡的微信平臺翻轉(zhuǎn)課堂的特征。

第二：規(guī)劃設(shè)計

獲得需求以后，根據(jù)需求預(yù)設(shè)翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效果可視化功能的概括性的設(shè)計，先將總體目標(biāo)確定下來，即大學(xué)生可以方便地在微信公眾號上完成翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)任務(wù)，并且收到可視化的效果展示圖。

第三：可視化工具研發(fā)

可視化工具研發(fā)主要遵循軟件工程開發(fā)的基本流程，先進行可行性分析，然后進行需求分析，接著進行總體設(shè)計，然后詳細設(shè)計，編碼與測試。開發(fā)人員都有計算機學(xué)科的背景，所以如果嚴(yán)格按照軟件工程方法去進行開發(fā)可視化的功能，是可以實現(xiàn)預(yù)期效果的。

（二）具體研究方法

在理論研究階段主要使用文獻研究法和個案研究法，使用文獻研究法的目的是為了搜集、整理、分析出微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂需要的理論支持信息，這些信息主要包括兩方面，一個是微信平臺的理論研究，另一個是關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的理論研究。問卷調(diào)查法主要用于獲得用戶需求，征詢其平時是否接觸過類似的具有可視化功能的工具或平臺等。比較分析法：比較國內(nèi)不同微信平臺下的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效果的展示方式。通過研究國內(nèi)外主要解決措施和相關(guān)文獻以后，我們會進入下一個研究階段—可視化工具原型設(shè)計階段，這個階段主要使用文獻研究法和案例分析法。利用文獻整理分析可視化工具原型需要的理論支撐，利用案例分析法找出研究的關(guān)鍵點和需要解決的核心問題。根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計出可靠的可視化工具原型。進入設(shè)計開發(fā)階段需要更多地依靠軟件工程學(xué)科的研究以及開發(fā)方法，比如可行性研究、典型的MVC（模型，視圖，控制器）開發(fā)模式、面向?qū)ο蟮木幊谭椒?、測試技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等。進入應(yīng)用階段時，研究會更加關(guān)注有效性，主要使用問卷調(diào)查法，個案訪談法。

（三）應(yīng)用設(shè)計

本研究預(yù)期研究成果有兩項，第一是基于微信平臺的翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)習(xí)效果可視化研究的論文一篇，第二是有自主研發(fā)產(chǎn)權(quán)的微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)習(xí)效果可視化展示工具一項。以微信公眾號為開發(fā)目標(biāo)，詳細目標(biāo)包括，可以在公眾號上發(fā)布學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在公眾號上可以參與學(xué)習(xí)與討論，教師可以利用公眾號發(fā)布檢測試題，學(xué)生可以在公眾號上完成習(xí)題，最終經(jīng)過公眾號后臺數(shù)據(jù)挖掘分析，將每位同學(xué)的測試成績以可視化圖的方式發(fā)送到學(xué)生的微信公眾號終端。預(yù)期效果如下圖所示，圖一所示的雷達圖可以清晰地展示出學(xué)生在階段性的翻轉(zhuǎn)課堂中的知識點掌握情況，圖二所示的折線圖可以展示出學(xué)生階段性的學(xué)習(xí)效果的狀態(tài)變化。

圖4-1 學(xué)習(xí)效果雷達圖Fig.4.1 the radar diagram of learning effect

圖4-1 學(xué)習(xí)效果折線圖Fig.4.1 the line chart of learning effect

四、微信在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化研究總結(jié)與啟發(fā)

教育數(shù)據(jù)挖掘(EDM)是指在教育環(huán)境中應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析教育教學(xué)活動中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，用以解決教學(xué)實踐與教育研究中的問題，目標(biāo)是改善和提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，完善學(xué)習(xí)過程與教育管理。［7］也就是說在翻轉(zhuǎn)課堂中引用先進的教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還是非常重要的，能實現(xiàn)借助于教育挖掘技術(shù)解決微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果展示的問題。教育數(shù)據(jù)挖掘是本研究中要著重借助的數(shù)據(jù)技術(shù)，利用教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析出結(jié)果以后，就可以將分析結(jié)果以可視化圖表的形式反饋給學(xué)生，這樣也就能夠使學(xué)生不再面對只有最終成績的單一評價方式的翻轉(zhuǎn)課堂，而獲得多樣化的學(xué)習(xí)效果分析展示。

研究目前尚處于起步階段，筆者通過計算機知識的學(xué)習(xí)與文獻整理分析，最終將整個研究該有的依據(jù)、目標(biāo)、思路與方法還有預(yù)期成果進行了綜合的闡述，側(cè)面上也論證了研究的可行性。

（一）微信在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化研究總結(jié)

本研究的研究對象是可視化的學(xué)習(xí)效果展示對微信平臺下的翻轉(zhuǎn)課堂的影響，研究范圍是當(dāng)前高等教育學(xué)校中微信平臺支持的翻轉(zhuǎn)課堂，研究目標(biāo)是通過利用計算機技術(shù)、新媒體手段、工具等實現(xiàn)教育媒體信息的處理、展示、與傳播，解決當(dāng)前教育領(lǐng)域中翻轉(zhuǎn)課堂中存在的問題，并希望借助于教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂中的學(xué)校效果進行可視化地展示，可視化工具主要是開源工具Echarts，筆者通過對翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化研究，在一定程度借助新媒體工具來解決當(dāng)今教育領(lǐng)域中存在的實際問題，希望通過本研究的努力既解決教育領(lǐng)域中的問題，又能實現(xiàn)新媒體與教育的良好結(jié)合。

（二）微信在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化研究啟發(fā)

研究下一步的打算就是要著手設(shè)計微信平臺下翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)效果的可視化展示工具原型，有了原型以后自頂而下細化求精，將整個研究中的成果之一完整地展現(xiàn)出來，同時每個階段要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的流程規(guī)則和計劃產(chǎn)出，嚴(yán)格做好計劃。另一方面，還是需要更加深入地學(xué)習(xí)理論知識，研究國內(nèi)外高水平相關(guān)文獻，借助于此將研究成果更加嚴(yán)謹合理地通過論文形式呈現(xiàn)出來。筆者剛開始進行相關(guān)研究不久，發(fā)現(xiàn)無論是國內(nèi)還是國外，進行過類似研究的科研成果并不是很多，說明此研究方向還是具有相當(dāng)?shù)难芯繚摿Φ?，翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效果可視化是個比較新穎的研究思路，是教育領(lǐng)域中廣袤的研究范圍中發(fā)現(xiàn)了新的方向，總體來說需要努力進步的地方還有很多，但研究的最終目標(biāo)與實際價值還是有一定的差距，需要更進一步的研究和努力。