翻轉課堂課前交互式教學模式研究

摘要：在翻轉課堂課前教學中，師生在空間上分離，學生學習通常處于一種“游離”狀態，缺少面對面交流與現場監控，教學質量難以保證。構建由交互中心平臺、主體、客體、工具及行為等組成的多維、立體交互式翻轉課堂課前教學系統，從教學流程、教學內容、教學環境、交流工具、學習主體等方面提高系統的交互程度，不但可以實現對學生的遠程監控，而且可以激發學生學習的主動性、積極性，提升教學效果。

關鍵詞：翻轉課堂；交互式教學；交互行為；交互內容；交互環境

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009—8097（2015）03—0057—06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.03.009

一 問題的提出

翻轉課堂翻轉了傳統課堂的教學流程與教學結構，是知識傳授與知識內化的顛倒。近年來，國內外學者對翻轉課堂教學模式進行了較多研究，如美國富蘭克林學院Robert Talbert教授結合線性代數課程實踐總結出了翻轉課堂實施模型并取得了良好的效果，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，再進行針對性地練習；課中，學生快速完成少量測評，然后通過問題研討來完成知識的內化，最后，進行總結與反饋。張金磊等在Robert Talbert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，包括課前和課堂學習兩個過程。沈書生等構建了以課外、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。總體上，學者們提出的翻轉課堂模式分為兩個環節：課前學生通過觀看教學視頻學習新知識；課內學生通過參加教師組織的課堂活動實現知識內化。翻轉課堂效果離不開這兩個環節的教學設計，相對前者更為重要。因為課前師生在空間上分離，教師失去了現場監控的條件，其教學效果主要取決于：視頻講解是否透徹？是否能吸引學生？有疑問時是否能及時得到解答？教學系統是否具有強交互性，能否有效監控、評價學生學習的全過程？

二 交互式教學釋義

教學必須是基于教師和學生之間的交互作用來實現其目標的活動，缺少任何一方，都不能成為教學，即教學本身具有交互性。目前，西方國家普遍采用和推崇交互式的教學模式，這種模式有助于營造學生動腦思考的氛圍，激發學生自主學習的潛能、積極性，激活學生探究未知領域的興趣，培養學生的創新意識和合作精神，提高教學效率。

早在1982年，美國教育心理學家Brown，A LPalincsar，A S提出了交互式教學（ReciprocalTeaching）這一概念。蔡憲認為，交互（Interactive）原本是一個計算機術語，是系統接收來自終端的輸入，進行處理，并把結果返回到終端的過程，即“人一機”對話。王素琴等認為，隨著計算機在教育領域中的應用，交互一詞也被賦予了教育意義，交互式教學不僅指計算機系統的人機交互，還包括人與人之間的互動和交往。劉珍芳認為，多媒體環境中的交互主要指教師、學生、計算機之間的相互交流與交互作用。陳麗認為教學交互包括師生、生生之間的交流，也包括學生和各種物化資源之間的相互作用。李如密、侯會美認為，交互式教學是指在主體間（包括師生、生生等）的交往中共同參與的教學活動。李廣鳳認為，交互式教學將學習建立在師生信息和情感交流需求的基礎之上，教師扮演組織者和促進者角色，學生則通過自主學習、合作學習、探究學習，在交互中不斷提高能力。李如密、李廣鳳等均強調交互是人與人之間的互動與交流，未涉及人機交互。美國學者David Jaffee論述了遠程交互式教學的四個原則：交互性、主動學習、相互適應與協作。

綜上所述，交互式教學的本質是通過人與人、人與環境之間的交互作用，促進學習者自主學習、合作學習、探究學習，實現教學相長的過程。

三 翻轉課堂課前交互式教學模式設計

翻轉課堂課前交互式教學模式如圖1所示，主要由交互中心平臺、交互主體、交互客體、交互工具、交互行為等構成：

1 交互中心平臺

翻轉課堂網絡教學平臺是教師教學、學生學習的中心平臺，也是師生信息交換的中心。為了降低學校固定資產投資成本、維護運行費用，為師生提供便利，可以建立云計算網絡教學平臺。在云計算技術環境下，將學生課前學習、課內學習、師生交流、學生管理等管理子系統封裝成“云服務”，也可以將電子教材、案例、項目、微視頻、課件、訓練、試題庫、答案等各種教學資源封裝成“云服務”向師生提供，共享教學資源，提高資源的利用率。師生無時空限制，可以使用智能手機、PDA或平板電腦等瘦客戶端或PC機登陸云計算網絡教學平臺。教師可直接在“云”中開發、上傳各種教學資源，還可以運用學生管理及學習過程統計功能監控、評價學生課前學習情況。學生可以登錄教學平臺課前學習子系統觀看教學視頻、進行在線練習，即時檢驗學習效果，還可以瀏覽和學習其他課程資源，建立自己的學習資源庫和學習計劃，學習中遇到問題時可以通過教學平臺站內論壇或其他交流工具與教師或其他學生進行交流。

2 交互主體、客體、工具

翻轉課堂課前教學交互主體包括學生、教師、教學環境。學生在所有交互主體中處于核心地位，教學環節與交互環節的設計應緊緊圍繞學生主體學習目標的達成而進行。教師是教學過程的組織者、資源開發者，學生學習的指導者與監督者。教學環境包含交互中心平臺、教學內容及其呈現形式、物理環境，其中教學內容包括知識點講解、訓練題、案例、項目、問題、答案等，教學內容既是交互的主體，又是交互的客體；物理環境主要指網絡、客戶端瀏覽器及各種應用軟件。教學交互的客體或交互的對象為教學內容。教師登陸平臺開發資源與組織教學，主要是教師與教學環境之間的交互作用，屬于人一機交互。學生登陸平臺學習與訓練，主要是學生與教學內容、教學環境之間的相互作用，也屬于人一機交互。對于未能解決的問題，學生通過網絡交流工具與教師或其他學生進行在線互動或離線交流，屬于人一機一人遠程交互。

交互工具種類很多，如傳統的表情手勢、語言符號、筆墨紙硯等是人與人面對面的常用交互工具和手段：黑板加粉筆、實物、圖畫、情景、操作、演示、模擬等直觀物品和行為動作，提升了傳統課堂教學的交互水平：從書寫白板到電子白板再到交互式電子白板，交互手段有了新的發展。在翻轉課堂課前教學中，則主要運用論壇、社交網站、微博、微信、飛信、E-mail、QQ等現代信息交流工具，進行非面對面的遠程交互。

3 交互行為

在面對面時，只要一方能聽見另一方的談話，并且雙方得以相互確認，就實現了交互；或者一方能夠看見另一方的表情，彼此間心知肚明，也就實現了交互。這種聽得著、看得見的和聽見或看見后作出的反應程度就是交互性。無論是人一機交互，還是人一機一人交互，其交互行為與交互程度將影響學生的學習效果，不同的教學環節對交互性的要求也不一樣。綜合楊瀟堃等學者的觀點，翻轉課堂課前教學交互行為可以分為交互性遞增的四種類型，如圖2所示：

直覺式交互。學生通過自行瀏覽學習提綱、要點，觀看教學視頻即可理解學習內容，或通過感官獲取相關信息，不需仔細思考，憑直覺即可做出正確的判斷或者選擇，基本未涉及疑難問題的探討，這是一種淺層次的初級交互。這種交互也包括教師幫助學生獲取學習信息，指導學生學習方法與知識點選擇等。直覺式交互要求設計的教學內容淺顯易懂，容易入門，不讓學生“望而卻步”，進而失去學習的動力。學生課前通過觀看教學視頻學習新知識的過程主要是一種直覺式交互。

反思式交互。觀看視頻與訓練測驗中遇到問題時，學生能自主分析、思考與反思，或對未解決的問題通過交流工具求助于教師或其他學生，屬于反思式交互。反思式交互包括學生與學習內容、學習環境、師生之間的交互，學生處于冷靜思考、積極探索、渴求知識的狀態。學生通過交互實現對知識的加工，接收信息與發送信息雙向進行。因此，視頻內容與訓練題的設計要有探索性，呈現的方式應能高度吸引學生，這是反思式交互的基本要求。這種交互主要發生在學生訓練測驗過程中，觀看視頻與交流探討的過程也有反思式交互行為。

生成式交互。學生完成一定的學習內容之后，通過與教師或與其他學生相互分享新資源、新觀點、新見解，對學習資源進行再加工，或是為完成認知產品進行的互動構建過程，為生成式交互。交互過程學生處于一種渴望創新、高度興奮的狀態，其主要特征是通過思維碰撞、交融與深度思考構建新知識、新內容，探索新領域，提高學生的思維與創新能力。如：學生之間通過網絡交流學習成果，共同探討解決疑難問題；師生之間進行“頭腦風暴”式互動，引導學生思考深層次問題。因此，生成式交互中設計的相關教學問題要富有挑戰性、可拓展性。課前交流探討主要是一種生成式交互，若在訓練測驗過程中嵌入了深度互動，也屬于生成式交互。

沉浸式交互。沉浸式交互是通過構建虛擬現實環境，將學生沉浸到特定的情境中學習，為完成知識構建或遷移而進行的深度交互，即“虛擬現實+生成式交互”。如構建“5R”（Real TrainingProjects、Real Project Role、Real Job Process、Real Working Condition、Real Work Pressure）教學環境，讓學生身臨其境地感受企業“真實”工作氛圍，在特定的教學環境中進行訓練、交流，理解理論、構建知識：或學生與教師之間相互調換角色，扮演、模擬交際活動等。沉浸式交互通常發生于特定教學情境之下的交流探討或嵌入了互動交流的訓練測驗過程中。

四 翻轉課堂課前交互式教學實現路徑

1 設計交互性教學流程

（1）學生先觀看微視頻，后進行訓練與測驗，不能顛倒，也不能跳躍。未完成這兩個過程，當天的平時成績被評為零分，可避免“偷懶”行為。（2）交互性微視頻觀看流程：學生觀看導入問題一知識點講解一提示學生思考，自動將學生引入分析并解決問題的構建過程。（3）學生訓練題按先后順序完成，每做一題，機器即時評判，提示是否做下一題或重做。學生想要進入下一階段學習必須對所學內容達到一定的正確率，否則系統不能通過。為了訓練學生自己分析錯誤并找到正確的解決方案，機器評判不采用直接提供答案的反饋方法，在第一、二次練習時系統只告訴學生錯誤，第三次嘗試仍然不對時才會顯示正確答案。

2 構建交互性教學內容

在翻轉課堂中，視頻內容、視覺效果、時間長短等對學生的學習效果有著重要的影響。首先，視頻內容要求簡明、清晰、到位地解釋知識點，具有邏輯性、層次性、遞進性，同時要注意講授的節奏、選取的例子與互動策略。其次，通過采用文字、聲音、色彩、動畫、影像等多種媒體形式來完成教學過程，呈現的信息多維、立體、動態，能激活學生的感知器官，吸引注意力，增加理解深度。教師自制的微視頻，無論長短，一般只講授一個知識點且緊緊圍繞該知識點，力求讓學生在視頻長度的時間內，全面掌握所授知識點。第三，訓練測驗題既要具有較高的趣味性，又要涵蓋知識點，具有知識性、探究性，難度適當，適合不同程度的學生。部分訓練測驗題的反饋方式采用漫畫式調侃方式，以便創造輕松的訓練氛圍，提高交互性。

3 搭建交互性教學環境

交互中心平臺應具有如下交互功能：（1）視頻播放。視頻的播放能滿足學生個性化需要，具有速度調整、倒退、重放功能。（2）機器自動評分、過程記錄與統計分析。機器自動評判學生所做的訓練測驗題并即時反饋，便于學生及時了解知識的掌握程度。系統自動記錄、統計學生學習活動全過程及訓練結果，如視頻觀看、訓練測驗痕跡，期末輸出總評成績。并且，學生可以隨時查看自己每天的學習情況，系統自動提示課程不通過的條件，增加緊迫感。（3）多通道人機交互界面（Multi-Modual User Inter-face）。利用語音識別、手勢輸入、視線跟蹤、感覺反饋等新的交互技術，以并行、非精確方式與系統交互，提高人機交互的自然性和高效性。（4）虛擬訓練環境。虛擬現實具有三個最突出的特征，即交互性、存在感和構想性。運用三維圖形生成技術，生成三維逼真的虛擬環境，通過進入虛擬空間進行實時互動、感知和操作虛擬世界中的各種對象，獲得身臨其境的感受。

4 運用交互性交流工具

在選擇遠程交互式教學工具時，需考慮到學習者的語言水平、輸入能力、電腦技術、地方口音，還要考慮教學環節本身的特征。常用的交互性遠程交流工具有：（1）非即時工具，如博客、論壇、E-mail、電子公告牌、電子答疑系統及QQ、微信離線留言等，便于有更多思考和組織話語的時間，其中，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，教師可每日上網瀏覽電子郵件和論壇上的帖子，并及時、準確地給予回復。（2）實時性、合作性強的互動交流工具，如聊天室、語音會議、視頻會議等。QQ、MSN、飛信、微信等工具可以進行文字、語音和視頻聊天與交流。QQ群、微信群可以進行多人互動聊天交流。（3）資源分享工具。如視頻分享網站、社會化書簽、網站導航（Web tour）、應用共享視窗（Applications haring）、FaceBook小組等，學生可以在網頁上分享學習資源。

5 培育交互性學習主體

交互式教學系統要求培育善于互動學習的學習主體。（1）營造寬松、民主、和諧的學習氛圍，構建相互尊重、相互理解、團結、信任的人際關系，培養學生的團隊學習、協作學習精神，使每個學生既能發展自我，又能促進他人能力的提高；（2）倡導以學生為本的現代教育理念，尊重學生，為所有學生創造思考、表現、體驗成功的機會，營造積極進取、勇于探索的學習氛圍；（3）建立和形成發揮學生主體性的多樣化學習方式，促使學生主動地、富有個性化地學習。

五 結束語

交互中心平臺、主體、客體、工具及行為等組成翻轉課堂課前交互式教學系統，其中云計算交互中心平臺是信息交換的核心，教學流程、教學內容、教學環境、交流工具、學習主體等的交互性決定了系統整體交互行為及其交互程度。高交互性的教學系統，不但能夠記錄學生的學習過程，及時統計學習狀況，便于教師有針對性地組織課堂活動，從根本上解決課前教學因師生在空間上分離而引發的“失控”狀態，真正實現對學生的遠程管理與監控；而且能讓學生身臨其境地感受互動學習氛圍，激發學習潛能、積極性和主動性，提升翻轉課堂教學效果。