曾明星,周清平,蔡國民,王曉波,陳生萍,黃 云,董堅峰
(吉首大學 軟件服務外包學院,湖南 張家界 427000)
傳統教學通常是教師在課堂上講課,布置家庭作業,讓學生回家練習。這種“一個版本”針對所有對象授課,不同程度的學生聽同樣的課程內容,忽視學生個性化學習,普遍存在重理論、輕實踐,重知識傳授、輕能力培養,“學”“用”脫節等一系列問題。而翻轉課堂是知識傳授與知識內化的顛倒,翻轉了傳統課堂的教學結構,即學生課前在家里通過觀看教學視頻學習新知識,在課堂上做作業、交流、討論、做項目或實驗的一種教學形態。每個學生課前可以根據個人需要自定時間與進度學習,在課堂上,教師從傳統內容的呈現者轉變為學生的教練,與學生進行一對一交流,參與學生研討小組,回答學生問題并進行個別指導,全面提升課堂互動機會,形成“以學生為中心”的個性化課堂。
翻轉課堂實施效果主要取決于兩個環節:一是學生課前通過教師事先提供的視頻學習新知識。視頻制作是否能吸引學生?是否方便學生觀看?知識體系的設置是否合理?知識點的講解是否透徹?知識點訓練的交互功能是否較強等都直接影響學生對新知識的掌握,從而對教師在知識體系的把握、視頻制作技術等方面提出了更高的要求。二是通過組織課堂活動實現知識內化。豐富多彩的課堂活動如案例、項目的挑選、研討問題的設計、課堂活動組織過程與形式等直接影響學生能力的提升及對知識的理解與內化。因此,對教師課堂活動的設計也提出了更高的要求。互聯網為知識和信息傳播提供了強有力的工具,MOOC應運而生。MOOC促進了世界范圍內知識內容的分享,為不同學科的教和學創造了大量的機會[1]。MOOC的革命性在于打破原有的教育體系和組織結構,學生可以在世界范圍內選課學習,也為各高校進行教學改革提供了優質的教育資源。在MOOC快速發展的背景下,如何充分利用現有MOOC的“名校+名師+名課”資源,克服地方性院校普通教師知識與能力的局限性,提高翻轉課堂教學效果,是本課題研究的主要目的。
MOOC(Massive Open Online Course,大規模在線開放課程)起源于2007年,美國猶他州立大學教授David Wiley基于Wiki創建了一門網絡開放課程“Intro to Open Education(INST 7150)”[2]。2008年,加拿大Dave Cormier和Bryan Alexander提出了MOOC這一術語[3],隨后,加拿大學者George Siemens和Stephen Downes應用MOOC概念設計了第一門真正意義上的MOOC課程:Connectivism and Connective Knowledge Online Course(CCK08)。2011年,斯坦福大學試探性地將Andrew Ng教授的Machine Learning課程免費發布到網上,超過10萬名來自世界各地的學生注冊了這門課程。2012年2月,斯坦福大學計算機教授Sebastian Thrun與其同事David Stavens和Mike Sokolsky共同創辦了MOOC盈利性組織Udacity。2012年4月,美國斯坦福大學教授Daphne Koller和Andrew Ng共同創辦了MOOC盈利性機構Coursera[4]。2012年5月,麻省理工學院和哈佛大學聯合投資創建了非盈利性組織edX。Coursera、Udacity和edX是美國三個典型的MOOC平臺,MOOC三巨頭。普林斯頓大學、密歇根大學、賓夕法尼亞大學、華盛頓大學等外國高校紛紛發布MOOC課程。2012年,被《紐約時報》稱為“慕課元年”[5]。
香港科技大學教授Naubahar Sharif開設的“中國的科學、科技與社會”課程,于2013年4月在Coursera平臺上開課,這是亞洲首門 MOOC課程。2013年5月以來,北京大學、清華大學、上海交通大學、復旦大學等眾多國內知名高校紛紛加入MOOC行列。2013年8月,華東師范大學聯合我國各知名高中、初中和小學,分別組建了C20 MOOC聯盟(高中)、C20 MOOC 聯盟(初中)與 C20 MOOC 聯盟(小學)[6],MOOC在中國大陸不再局限于高等教育領域。目前,越來越多的世界著名大學教授、學者開始以這種課程模式設計課程,世界各地的學生也掀起了一股學習MOOC的熱潮。
國外學者關于翻轉課堂的研究主要集中于教學實踐探索與應用、教學方法等理論研究、與傳統教學模式的對比研究及教學實踐效果的實證研究等。如Bergmann J.and Sams A.于2011年出版了專著《Flip Your Classroom:Reach Every Student in Every Class Every Day》[7],主要介紹了實施翻轉課堂的親身經歷與經驗,并總結了翻轉課堂相關理論。國內學者關于翻轉課堂的研究從2012年開始快速增加,大多集中于翻轉課堂的內涵與作用、教學模式、課程應用策略及其實證研究。
國內外學者提出了以下幾種典型的翻轉課堂教學模式:
美國富蘭克林學院Robert Talbert[8]教授結合線性代數課程實踐總結出翻轉課堂實施模型并取得了良好的教學效果,模型包括課前和課中兩個階段:課前,學生在家觀看教學視頻,然后進行針對性地練習;課中,學生快速完成少量測評,然后通過解決問題來完成知識的內化,最后,進行總結和反饋(如圖1所示)。

圖1 Robert Talbert 翻轉課堂教學模型
國內學者曾貞結合Saltman的觀點,繪制了“反轉”教學圖示,其三個關鍵步驟為:觀看視頻前的學習,討論并提出問題;觀看視頻時的學習,根據問題尋找答案;應用并解決問題的學習,深入問題進行探究[9]。張金磊等根據翻轉課堂的內涵以及建構主義學習理論、系統化教學設計理論,在Robert Talbert的翻轉課堂模型的基礎上,構建了以信息技術和活動學習為有力杠桿的翻轉課堂模型,該模型包括課前學習和課堂學習兩個過程,信息技術的支持和學習活動的順利開展保證了個性化協作式學習環境的構建與生成[10]。學者鐘曉流等受桑新民等提出的“太極學堂”概念的啟發,將翻轉課堂的理念、中國傳統文化中的太極思想、本杰明·布魯姆(Benjamin Bloom)的認知領域教學目標分類理論相融合,構建出一個太極環式的翻轉課堂模型。太極環式模型能夠很好地體現“教”與“學”教學相長、和諧共濟、互相轉化的關系[11]。沈書生等基于通過技術能為學習者提供支持與通過網絡能接觸更多學習伙伴、社區成員以激發學習動力這一認識,構建了以課外、課內為時間分段,以學生為中心,以電子書包為核心技術手段的翻轉課堂模式。這種模式能實現課堂教學中主動權、講課時間、班級教學向個別化教學等幾個轉換[12]。張新明等依據翻轉課堂的內涵及布魯姆的掌握學習理論、建構主義學習理論,在Robert Talbert的翻轉課堂模型的基礎上,設計出基于QQ群+Tablet PC的翻轉課堂模型。QQ群和平板電腦是構建翻轉課堂的有力工具,能保證信息傳遞、學習活動的順利實施和個性化協作學習環境的創設[13]。曾明星等結合軟件工程專業的特征,對Robert Talbert提出的翻轉課堂模型進行改進,構建了軟件工程翻轉課堂模型及其云計算教學平臺[14]。但如何將優質MOOC資源應用于普通高校課堂教學和第二課堂,尤其是構建新型翻轉課堂教學模式,進而提高教學效果,現有研究成果很少。
MOOC除了提供傳統課程材料如視頻、閱讀和問題等外,還搭建了一個網絡互動社區[15]。翻轉課堂是MOOC的一種模式,兩者具有較高的同一性、互補性與耦合性。
1.MOOC資源設計的高質量性
MOOC是依托名校完成的課程教學過程,具有比較完整的課程結構,如課程目標、協調人、話題、時間安排、作業等。課程內容一般由名校的名師主講,其微視頻、測試、作業、仿真實驗等的設計和開發及完成之后的調整也都由專業團隊來完成,能很好地保證這些教學資源的設計與制作質量,而這些優質的“名校+名師+名課”資源正好是翻轉課堂學生課前學習與課內訓練所需。
2.MOOC資源使用的便利性
MOOC是一種免費開放的教育形式,課程資源和信息全部開放且通過網絡傳播,學習者無人數、時間、地點、工具的限制,其身份認證、課程權限設置和注冊系統的功能都非常簡單。學生注冊以后可以根據個人需要自定學習進度,選擇自己習慣的交流工具如 Wiki、博客、社交網站等進行互動學習[16]。對于不能夠及時參加的課程實時討論,可以通過事后觀看視頻或記錄來跟上進度。MOOC學習環境的開放性和個性化,易于被學生在翻轉課堂課前自主學習中采用,也易于被教師吸納為翻轉課堂課內活動的重要素材。
3.MOOC平臺功能的交互性
MOOC平臺提供交互式訓練與機器自動評分(Auto-grade)及學生跟蹤管理等功能,這些功能均可用于翻轉課堂,既方便學生課前的學習訓練與即時反饋,又方便教師對學生進行管理,及時掌握學生的學習動態,有針對性地組織課堂活動。
4.MOOC內容的生成性與建構性
MOOC是一種生成式課程,具有動態匯聚、混合、轉用、推動分享等功能(Downes等)。教師通過發布話題和活動,初始時僅提供少量學習材料,作為學生學習資源與知識探究的出發點;學生參與話題討論、活動、思考和交流,通過“路徑尋找”和“意義建構”建構自己的學習和知識網絡,在交流過程中相互分享新資源、新觀點、新見解,通過思維的碰撞產生新知識、新內容,成為學習和互動的中心。翻轉課堂課前在線交流、課堂問題研討活動同樣具有生成性與建構性,不但可拓展知識領域,為學生提供無止境的學習內容,而且可提高學生探索新領域、新知識的能力。
1.MOOC視頻替代模式
根據李青等總結的MOOC一般運行模式,結合國內外典型的翻轉課堂模式,構建了MOOC視頻替代模式,如圖2所示。此模式分為課前與課內兩個階段:

圖2 MOOC視頻替代模式
MOOC視頻替代模式是課前學生觀看MOOC視頻代替任課教師自己制作的視頻,通過完成MOOC訓練題代替教師自己設計的訓練題學習新知識的教學模式。首先,MOOC發起教師將課程信息包括課程概要、課程資源、每周話題、活動通知、教師介紹等通過MOOC中心平臺發布,由課程協調人管理和維護。MOOC課程資源包含以知識點講解為主的MOOC微視頻,輔之以MOOC微課件、微案例、微項目、微實驗等微素材資源,以及MOOC微“作業練習”為主,輔之以網絡在線答疑、在線測試、在線調查等自主學習活動的學習反饋。然后,任課教師根據本課程的特征、教學目標與知識體系的總體要求將本課程劃分為若干個知識點,即將課程內容進行碎片化處理,圍繞碎片化的知識點在MOOC平臺上搜尋合適的課程微視頻,指導學生課前有選擇性地注冊、登陸MOOC平臺、參加MOOC課程,關注課程信息、課程進度,自由選擇論壇、微博、社交網站、QQ群等個性化學習工具瀏覽、討論與交流。學生按任課教師的要求觀看MOOC課程微視頻并進行簡要訓練、測試以完成新知識的學習。任課教師也可以學生身份注冊、登陸MOOC平臺,瀏覽課程資源,通過MOOC論壇、QQ群等工具與學生進行交流,及時掌握并解決學生課前學習中遇到的問題。任課教師瀏覽、參與MOOC課程的過程,既是一個擔任MOOC助教角色,與學生交流、了解學生、指導學生的過程,又是課堂活動的精心準備過程。
課內學生參加任課教師組織的課堂活動實現知識內化。翻轉課堂提高學習效率的關鍵在于如何通過課堂活動設計完成知識內化的最大化[17]。教師設計的課堂活動應充分利用情境、協作、會話等要素充分發揮學生的主動性。首先,任課教師針對學生課前觀看MOOC微視頻學習新知識的反饋情況,有針對性地講解相關知識點,并結合課程目標與課程知識體系,提出一些有探究價值的問題或設計一些富有挑戰性、創造性的訓練項目。然后,教師創設問題情境,布置訓練任務,并引導學生了解項目目標與任務,學生根據自己的興趣愛好選擇相應的探究問題或訓練項目。第三,模擬企業項目小組組建學習團隊,4-6人組成一個學習小組,每小組推選出一名組長。組長負責任務分派、進度和質量控制;成員進行分工協作,既可獨立完成某一新知識型任務,也可以協作訓練、共同探究某一具體問題,或共同完成某一相對復雜的任務;教師及時跟蹤各學習小組的訓練情況。在項目訓練過程中,學生體驗、感受和領悟新知識,遇到問題可以采用相互學習、共同研討的方式解決,也可以與教師進行一對一或是一對多的交流,對于學生存在的共性問題,教師可以統一示范,集體解決。教師在回答學生問題并適當點撥理論知識的同時,不斷引導學生思考更深層次的問題。這樣,學生在“訓練—研討—提問—答疑—點撥—創新—再訓練—再創新”的過程中不斷得到提升。最后教師對整個教學過程進行歸納、評價、總結,反饋問題至下一次教學設計中。課堂經過翻轉以后,增加了師生、生生之間的互動和個性化的接觸時間,教師不再是高高在上的“圣人”,更多的變為學習過程的指導者與促進者,學生也不再是為命是從的“信徒”,轉變為教學活動的主動參與者,課堂成為學生進行項目訓練、解決問題的場所。
2.“MOOC視頻+自制視頻”模式
“MOOC視頻+自制視頻”模式為課前學生既按教師要求注冊MOOC平臺,觀看MOOC微視頻學習新知識,又觀看教師事前自制的微視頻并進行簡要訓練的教學模式。該模式亦分為課前與課內兩個教學環節,課內教學流程與MOOC視頻替代模式基本相同,課前教學流程與主要構成要素如圖3所示:

圖3 “MOOC視頻+自制視頻”模式
課前視頻學習是翻轉課堂訓練內化的基礎知識準備階段,視頻來源主要有:任課教師自己錄制、MOOC平臺或網絡資源等。首先,任課教師有選擇性地安排學生注冊、觀看MOOC微視頻,并進行訓練與測驗,其學習流程與MOOC視頻替代模式相同。對于在MOOC課程中找不到合適視頻的知識點,主要由任課教師自制微視頻并上傳至翻轉課堂網絡教學平臺,學生按照教師布置的學習任務,結合個人需要自定進度、節奏、速度與方式自主學習。教師自制的微視頻,在知識點講解之前可以設計一些問題,讓學生帶著問題觀看并在其中尋找答案,在每個知識點講解結束后,學生完成教師布置的訓練題,其測驗結果通過網絡系統即時反饋給學生,學生將很多疑問帶進課堂向教師提出或者通過翻轉課堂網絡平臺專有論壇或微博、微信、QQ群、社交網站等工具與教師進行交流。教師自制微視頻無論長短,每一個視頻一般只講授一個知識點且緊緊圍繞該知識點,其目的在于力求讓學生在視頻長度的時間內,全面掌握視頻所授知識點。其優點如下:一是在內容上使知識更為“緊湊”,符合信息加工組塊策略原理,減輕學生記憶負擔;二是在形式上與積件(Integrable Ware)的思想一致,教師可以在積件組合平臺中按需組合積件,學生可以自由地選擇、動態組合教學視頻,滿足個性化的學習需要,還可以不斷拓展學習范圍;三是短小精悍的視頻更容易吸引學生的注意力,因為在他們即將耗盡一次學習注意力之前,知識點已經學完[18],并且學生可以充分利用碎片化的時間學習碎片化的知識。
3.二次開發模式
二次開發模式是對MOOC平臺與課程資源進行“本土化”改造的教學模式,主要包括:(1)網絡教學平臺的二次開發。若高校已建有云計算網絡教學平臺,通過購買MOOC平臺提供商的視頻播放、交互式訓練與機器自動評分(Auto-grade)及學生跟蹤管理等子系統,按翻轉課堂設計需求進行改造并整合到高校云計算網絡教學平臺,并獲得相應權限與專用賬號,將其作為云計算網絡教學平臺的一個組成部分;若高校沒有建立云計算網絡教學平臺,通過MOOC平臺提供商的專用客戶端,賦予高校一定權限,將MOOC平臺的部分功能向翻轉課堂高校開放,高校直接在MOOC平臺上開發翻轉課堂所需功能并改進成為高校專用翻轉課堂云計算網絡教學平臺。(2)課程教學資源的二次開發。與MOOC課程開發商、高校、任課教師等合作,直接購買優質MOOC課程資源,并由本校任課教師及其開發團隊對MOOC課程視頻、PPT、作業、案例、訓練項目、研討問題等課程資源進行二次開發與“本土化”改造,或與合作方共同直接開發適合本校本專業的翻轉課堂微視頻等課程資源,其微視頻的制作要求與“MOOC視頻+自制視頻”模式基本相同。如吉首大學于2014年4月建成了中央支持地方高校發展實驗室專項“吉首大學軟件工程實踐教育中心云教育平臺”,采取SaaS服務模式,通過互聯網、校內局域網為師生提供實驗實訓、云課程建設、云課程教學、翻轉課堂、課程資源建設、題庫建設、網絡組卷、在線軟件開發、在線考試、跨校學習等各項服務,目前,學校正與Oracle等公司合作,進行軟件工程專業MOOC課程資源的建設與二次開發。學生課前登陸云計算網絡教學平臺翻轉課堂子平臺,觀看任課教師事前上傳的微視頻并進行簡要訓練,即可完成新知識的學習。這樣,學生可以在“云端”自主學習、做作業與測驗,教師在“云”端進行課程資源開發,直接獲取學生學習信息,輔導學生,與學生互動。二次開發模式課前教學流程如圖4所示,課內教學流程與MOOC視頻替代模式基本相同。
三種教學模式比較如右表所示,高校可以結合自己的實際情況選擇最合適的教學模式。對于MOOC視頻替代模式,任課教師直接利用MOOC的“名校+名師+名課”課程資源,不需自己制作視頻與訓練題,可提高資源的利用率,減輕工作量,降低成本。但現有MOOC課程資源可能與本課程目標、課程內容不完全相符,不一定完全適應本校本專業學生;MOOC課程與翻轉課堂課程進度不一定一致;外語基礎較差的學生難以跟進外語MOOC課程;教育觀念與文化差異,導致國外優質MOOC課程資源難以被教師、學生所接受。對于二次開發模式,針對本校本專業學生對MOOC課程資源進行“本土化”二次開發與資源整合,既容易保證課程資源的質量,又容易適應本校本專業學生,學生易于理解與接受,學習效果好。但將增加購買MOOC課程資源的成本與二次開發成本;需多方支持與極力配合,增加不確定因素;對教師微視頻的制作與編輯、語言翻譯、知識體系把握等的要求更高,工作量大。“MOOC視頻+自制視頻”模式是MOOC視頻直接利用與教師自制視頻相結合的模式,學生既要注冊登陸多個MOOC平臺,觀看MOOC視頻,又要觀看教師自制的視頻,學生可能會無所適從,增加額外負擔,至于教師工作量、成本、學生的適應性、效果等處于前二種模式之間。

圖4 二次開發模式
1.整合資源,吸收利用
MOOC不但提供了大量的微視頻等優質課程資源,而且提供了共同學習、交流與管理的平臺,一般具有自動測試評分和學生跟蹤的功能,給學生提供針對特定知識點的視頻講解并進行即時測試反饋,提高學生與學習對象的交互性。任課教師通過注冊、登陸諸多國內外知名MOOC網絡平臺,如Coursera、Udacity和edX等國外MOOC平臺,清華大學“學堂在線”、上海交通大學等國內MOOC網站等,參加大量相關免費MOOC課程,瀏覽、查找MOOC課程海量信息。與本翻轉課堂課程目標高度相關且適合于本校本專業學生的微視頻、訓練測驗等MOOC課程資源,可引導學生使用,直接用于翻轉課堂課前教學。與本課程目標有較大偏差或不太適合于本校本專業學生的課程資源,經過整合與二次開發后加以利用,或吸收其精華后自制微視頻與訓練題供學生課前學習使用。
2.設計問題,實現內化
問題式教學法,是一種以教師設問為出發點,以學生思考解決問題進而達到掌握新知識為目的的教學方法。人本主義教育的起點不是學生要學到哪些知識,而是學生要遇到和解決哪些問題,問題解決成為教育哲學的第一概念。學生在分析問題、解決問題的過程中自然將“知識與能力、過程與方法、情感態度價值觀”三維目標融為一體。因此,翻轉課堂任課教師可根據課程目標、課程內容、知識體系,從大量優質MOOC課程資源的瀏覽、參與及分析中尋找、設計學生理解知識、構建知識、應用知識與進行能力訓練所需的具有探究價值的問題,如:教師的課前備課,可以學生身份注冊、瀏覽大量MOOC課程內容與訓練題并進行提煉、歸納與整理,設計諸多新的研討問題,從學生解決問題的角度設計豐富多彩的課堂活動。學生課內通過參與項目訓練、問題研討、仿真實驗與案例分析時解決這些問題,很好地實現知識內化。
3.運用工具,加強交流
MOOC不僅是學習內容和學習者的聚集,更是一種通過共同的話題或某一領域的討論將教師和學習者連接起來的方式。網絡教學平臺是MOOC快速發展的技術基礎,MOOC 常用的技術平臺與工具有[19]:(1)課程中心網站。主要工具有Wiki、Blog和自建平臺。前兩種工具使用簡單,功能基本滿足需要,后者功能強大,可定制。(2)課程論壇。論壇是學習者交流的主要空間,可以發表話題,或圍繞已有話題參與討論。常用的有Moodle教學平臺中的論壇、谷歌討論組或博客平臺上的評論功能。(3)虛擬教室工具。常用的有Elluminate、Skype、Web Ex等,可實現多人直接互動,舉行同步會議(實況會議),還可邀請專家在線講座,或由課程協調人定期組織在線研討。(4)人際互動工具。運用微博(Twitter)、微信、QQ群可以快速交換信息資源和想法。(5)資源分享工具。如各類視頻分享網站、社會化書簽(如Delicious)、Facebook小組等,學習者可以在網頁上分享學習資源。(6)教師發布的課程內容和學習者生成的內容經過課程協調人整理后通過RSS或課程日報郵件等形式分享。教師應結合學生的外語水平、輸入能力、電腦技術、地方口音及教學環節與教學內容本身的特征選擇互動交流工具,如實踐性強的課程內容適合選擇可視化的虛擬教室視頻工具,便于學生“邊看邊做”與“邊做邊學”;對于外語水平、輸入能力較差的學生,與外國人交流時不適合運用聊天室、語音會議等實時交互工具,適合選用博客、論壇等非即時交流工具,便于學生有更多的時間思考與組織語言。MOOC一般將教學平臺、在線課程和學習課件作為一個整體來設計,這些常用的技術平臺與工具在翻轉課堂教學中可以借鑒與利用,還可以運用云計算、人工智能、物聯網和移動通信等現代信息技術構建專用翻轉課堂云計算網絡平臺,打造沉浸式、強交互、重體驗的學習環境。
4.尋找伙伴,多方合作
未來社會是一個通過合作獲得發展、求得生存的社會。我國一些知名高校已踴躍投入國際知名MOOC平臺,如北京大學和清華大學加入edX,上海交通大學和復旦大學與Coursera結盟,不但可以縮短平臺設計、建設的時間,而且可以節省建設與不斷偵錯、測試及添加新功能的成本,將自己的非核心業務外包出去,集中精力做好自己最善長的教育業務。在“MOOCs風暴”下,對于地方性普通高校更應加強合作,不是跟風開發MOOC課程與平臺,而是如何充分利用MOOC的優質“大課”資源,大力提升自身“小課”質量。提高翻轉課堂效果,不能單靠任課教師自身力量,也不能單靠學生課前觀看MOOC視頻替代教師自制視頻。因為,諸多普通教師受其知識能力的限制,將制約視頻制作與課堂活動設計質量;有可能找不到合適的免費MOOC課程,或涉及知識產權問題而不能被利用。因此,需要廣泛尋找合適的合作伙伴進行合作。合作的對象與方式多種多樣,如:(1)購買資源。直接從合作方購買MOOC平臺資源,將其改造或嫁接至翻轉課堂網絡平臺;與MOOC課程開發商或高校合作,購買優質課程資源,并進行二次開發。(2)合作開發。與MOOC平臺開發商、MOOC課程資源開發商合作,針對本校本專業開發翻轉課堂課程平臺與資源。(3)教師培訓。MOOC平臺開發商、課程開發高校或教師、專業視頻制作商對本校教師進行培訓,提升業務水平。
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[15]Massive open online course[DB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/Massive_open_online_course,2012-12-19.