翻轉課堂的技術特征及發展趨勢

劉邦奇

摘 要：翻轉課堂的實施離不開技術的支持，基于技術學習是翻轉課堂得到迅速發展的根本動因和依據。在翻轉課堂的實施中，各級各類學校搭建了多種支持教學和學習的技術平臺。隨著現代信息技術迅猛發展和廣泛應用，翻轉課堂技術平臺的開發應用呈現新的特點，從單向的教學視頻向互動學習資源轉變，從單一學習工具向學習社區、網絡學習空間拓展，從教學支撐平臺向有意義的學習環境轉變。翻轉課堂正隨著技術的發展進入新的階段。

關鍵詞：翻轉課堂；技術特征；發展趨勢

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2015）18-0011-05

翻轉課堂是一種將傳統學習過程翻轉過來的新興教學模式，其基本要義是教學視頻的應用及教學流程的顛倒。但是，我們并不能因此就認為翻轉課堂僅僅是利用教學視頻來顛倒課堂教學。事實上，隨著現代信息技術的發展及其在教育領域廣泛應用，技術與教學的融合更為深入，課堂學習過程中的各個要素、各個環節也隨之發生了改變，整個教學模式、教學理念發生了顛覆性的變化，學校教育教學面臨深刻的變革。這場變革的核心要素是技術因素，表現形式是課堂教學的應用。因此，對翻轉課堂的技術特征及發展趨勢進行專門探討，基于技術視角研究翻轉課堂的特點和規律，具有重要的意義。

一、翻轉課堂的概念：基于技術視角的分析

所謂“翻轉課堂”，是把傳統學習過程翻轉過來的一種教學模式，即學生在課前通過觀看教學視頻完成知識的自主學習，到了課堂上是師生面對面互動的場所，主要用于解答疑惑、討論交流，從而提高課堂教學的效率和效果。可見，翻轉課堂顛覆了傳統的教學流程，它將“知識傳遞”的過程放在課前，從“先教后學”轉變為“先學后教”，實現了知識內化的提前。

從技術的視角審視翻轉課堂，對翻轉課堂的技術支持最直接的認識是教學視頻的應用。

國外最早進行翻轉教學的實踐探索無不以教學視頻的制作與課前觀看為基本手段。2000年美國 Maureen Lage，Glenn P1att和 Michael Treglia在邁阿密大學講授“經濟學入門”課程時最早采用了翻轉教學的形式：利用互聯網和多媒體讓學生在家或者在實驗室觀看講解視頻，在課堂上以小組形式完成作業，這種教學模式已經具備了翻轉課堂的基本形式[1]。2007年美國科羅拉多州的“林地公園”高中的化學教師喬納森·伯爾曼（Jon Bergmann）和亞倫·薩姆斯（Aaron Sams） 正式提出“翻轉課堂”的理念及實踐模式，他們使用錄屏軟件錄制講課視頻，并將講課視頻上傳到網絡，以此幫助缺席的學生補課。后來這兩位老師將這一做法推廣到其他學生，受到了學生的廣泛歡迎。從而引發翻轉課堂的理念和模式在美國迅速流行起來。

自此人們開始普遍認識到視頻、互聯網等先進的信息技術對翻轉課堂的支持作用。教學視頻通常被認為是翻轉方式的關鍵要素，翻轉課堂的實現需要教師事先制作好教學課件或視頻并對其進行加工處理后上傳到網絡，學生在家觀看教學視頻，并借助互聯網獲取其它優質教學資源進行學習，來完成知識的傳遞過程，而到了學校將課堂變成師生之間互動的場所，通過課堂探究、討論引導學生完成“知識的內化”。這就是基于教學視頻實現教學流程的翻轉。

但是，教學視頻的使用只是翻轉課堂技術應用的形式之一，技術對課堂教學的支持不僅限于教學視頻的使用，隨著翻轉課堂的實踐探索不斷深入和各種新技術的廣泛應用，翻轉課堂對技術的依賴程度不斷加強，對包括視頻在內的信息技術應用的要求也越來越高。“技術支持學習”體現在教學系統的各個要素、教學活動的各個環節，體現在技術支持和應用的各個方面。翻轉課堂教學模式是以包括互聯網、計算機等信息技術在教育領域的廣泛應用為基礎的，它打破了傳統教學方式對學習時間和空間的限制，能把所有有價值的學習資料都隨時隨地提供給學習者，真正使教育走向了一個充滿信息流通的開放環境[2]。國內有學者把“翻轉課堂”定位為：它是將數字化校園的建設、信息技術的整合以及新課程改革相融合的一次意義重大的大膽的嘗試[3]。由此看來，2011年加拿大的《環球郵報》將翻轉課堂評為影響課堂教學的重大技術變革也是客觀必然的。因此，正確、有效地進行翻轉課堂的改革實踐，必須樹立基于技術學習的觀念，也是正確的技術應用觀念。僅就翻轉課堂技術平臺的開發應用來說，隨著人們對翻轉教學的認識不斷提高，信息技術與教學的融合不斷深化，技術對翻轉課堂的支撐作用和翻轉課堂對技術的依賴程度都在不斷加強，翻轉課堂技術平臺呈現出互動化、社區化、泛在化、智能化等新的特點，翻轉課堂正隨著技術的發展進入新的階段。

二、翻轉課堂的技術動因和依據

翻轉課堂的出現和發展，既是現代信息技術在學校教育領域廣泛應用的產物，也是技術支持下教育和教學不斷探索與實踐的結果，基于技術學習是翻轉課堂得到迅速發展的根本動因和依據。

1.基于技術學習是現代教育技術的本質要求

教育技術的本質特征是運用技術去優化教育和學習過程。美國教育傳播與技術協會（簡稱AECT）在1994年發布的有關教育技術的定義目前在中國得到普遍認可：教育技術是關于學習資源和學習過程的設計、開發、利用、管理和評價的理論和實踐。該定義將教育技術的研究對象表述為關于“學習過程”與“學習資源”的一系列理論與實踐問題，改變了以往“教學過程”的提法，體現了現代教學觀念從以教為中心轉向以學為中心，從傳授知識轉向發展學生學習能力的重大轉變。學習成為教育技術關注的焦點，從教育技術學發展的歷史長河來看，它一直是致力于用技術的方法促進人類學習。所謂促進學習，就是利用技術幫助學習者學得更快、學得更有效、學得更容易、學得更經濟。信息時代，新的教學理論要求學生由外部刺激的被動接受者轉變為能積極進行信息處理的主動學習者，而教師要提供能幫助和促進學生學習的信息資源和學習環境，利用信息技術建造一個能支持全面學習、自主學習、協作學習、創造學習、終身學習的信息化教育環境。美國政府和學校歷來重視技術在教育教學領域的應用，從1996年開始先后頒布過四個“國家教育技術計劃”。2010年美國發布的新一輪國家教育技術計劃《改革美國教育：技術支持的學習》指出，“技術支持的教育系統結構性變革 ”就是學生位于中心，與學生建立聯系的是支持學生學習的人（教師、家長、同伴、指導者），與學生手持學習終端相連接的技術和資源（信息管理和傳播工具、知識建構工具、信息數據資源、在線輔導課程、以及學習社區、個人學習網絡、共同志趣的伙伴、專家權威資源）等[4]。因此，技術對學習的支持表現為通過技術能為學習者提供全面的人力支持、技術支持、資源支持等，讓學生主動地獲取、吸收和內化知識，最終掌握知識。這也是為什么翻轉課堂發源于美國，并在美國各類學校得到廣泛應用的主要原因。

2.現代信息技術融入教育和學習的具體過程

數字化時代信息技術飛速發展和廣泛應用，尤其是新世紀以來，網絡通信技術、計算機技術的發展及多媒體數字設備的普及，數字攝像機、數碼相機、高性能計算機進入了各行各業，筆記本電腦、iPad、iPhone、安卓等智能手機等也成為普通民眾工作生活不可缺少的一部分。當今時代已經逐步轉變為互聯網、移動互聯、云計算、大數據、微視頻等多重技術融合的新時代，網絡、云終端、移動設備、教學系統平臺等的發展為現代教育教學提供了媒體技術支持。根據現代教學技術理論，不同的技術對課堂教學提供的支持能力是不一樣的，這是由技術本身具有的教學功能所決定的。在教學媒體技術中，不同的教學媒體展現出不同的特性，在教學教研活動中得到不同的應用，得到廣大教育工作者的青睞。從多媒體教學課件、講課視頻、精品課程資源，到網絡教學、在線學習平臺，以及近年來廣泛應用的微課教學、大規模在線開放課程（MOOC）等，無不對課堂教學產生重要影響，使得CAI、CBE、CMI等理論與實踐迅速發展。在數字化學習環境中，離不開以下幾種技術：一是互聯網通訊技術；二是計算機智能終端技術；三是多媒體顯示和制作技術[5]。學習者在網絡和計算機多媒體的支持下，可以獲得學習過程中所要利用的各種信息和環境條件，在校內外完成主要的學習過程，技術支持能近乎全方位滿足學習者的學習需要。

3.翻轉課堂的實施離不開信息技術的支持

翻轉課堂的實施需要信息技術的支持，教學視頻的制作從前期的拍攝到后期的剪輯都離不開專業化的技術保障。學生在家觀看教學視頻需要網絡、終端硬件設備及應用軟件平臺，師生、生生之間的交流也需要利用信息技術構建個性化與協作化的學習環境。翻轉課堂的模式其實早在2000年左右已經形成，但是當時并沒有被迅速傳播開來，主要障礙就是學生課下可以利用的“視頻資源”較少[6]。在后來國外成功開展翻轉課堂的實踐案例中，無不依賴于開發與應用先進的信息技術手段。例如，早期美國邁阿密大學的翻轉教學，就是利用互聯網和多媒體讓學生在家或者在實驗室觀看講解視頻，在課堂上以小組形式完成作業。艾爾蒙湖（Lake Elmo）學校的特色之處在于教師能很好地將Moodle平臺應用到教學中，鼓勵學生在Moodle平臺上進行協作學習，開展同學之間的互助討論，促進學習共同體的形成。河畔聯合（Riverside Unified）學區翻轉課堂最大的特點是采用了基于iPad的數字化互動教材，里面融合了豐富的媒體材料，包括文本、圖片、3D動畫和視頻等，還兼具筆記、交流與分享功能。

三、目前常用的翻轉課堂技術平臺分析

在翻轉課堂的實施中，通常借助于一定的技術手段搭建支持教學和學習的技術平臺，如教學資源類平臺、網絡學習類平臺、移動學習類平臺等。通過我們的調查研究看到，國內各級各類學校在課堂教學實踐中積極進行了平臺的開發和應用，目前比較常用的翻轉課堂技術平臺有以下幾種模式。

1.微課教學平臺

微課教學平臺是通過云計算、移動端（云+端）等多項技術融合，為教師教學全新打造的集“上課、輔導、教研與微課制作”于一體的移動教學平臺，是應用于移動終端（PAD、手機）的在線教學工具和微課制作工具。教師通過電腦、PAD、手機等錄制工具，實現對微課的教學應用與管理功能，將圍繞某一特定內容（知識點、習題、重難點內容等）的講解電子化，由此形成短小、但內容完整的微課。微課是網絡化教學和學習的基礎，為學習者提供內容短小、主題突出、觀看便捷的學習內容。基于微課教學平臺，可實現多種靈活方便的教學形式，針對學生的接受和理解情況，圍繞知識點或某一教學環節展開針對性的教學，真正實現個性化教學。

2.智慧學習平臺

智慧學習平臺是針對傳統網絡學習系統存在的不足，基于云計算、大數據、智能管理和自適應測驗等新的技術，構建的新一代網絡學習平臺。智慧學習平臺著眼于解決校本學習資源開發、教學交互、適應性學習和學習評測等問題，通過教學資源開發、數據挖掘、智能推送和學習評價反饋，為教師教學和學生學習的全過程提供智能化的技術支持，實現互動式、個性化、適應性學習，是大數據時代的新型網絡學習平臺。平臺在應用設計上體現了基于動態學習數據分析的特點，對教學過程中生成的海量數據，用現代化的分析工具和方法對數據進行加工、挖掘和分析，基于數據分析的教學決策區別于傳統的教學評價模型和方法，為實現技術支持下的智慧學習提供了關鍵的技術手段。

3.個性化網絡空間

個性化網絡空間，是基于Internet/Intranet，為每個學習者用戶提供一個個性化、實名制的個人學習門戶，學習者在這個網絡空間中主動構建高度個性化和私密性的個人學習中心，圍繞學習和學習事務處理等需要，把分離的、有利于學習的資源、資訊、工具和服務等聚合起來，方便管理和使用。同時，這個環境又是開放和共享的，學習者可以總結、反思其學習經驗，搜集和分析學習資源，與他人進行交流及進行學習實踐活動。個性化網絡學習空間以其靈活多樣的學習模式、動態開放的平臺、豐富生動的學習內容，能有效地補充課堂教學中對學生主動性、創造性、積極性培養的不足，克服傳統自學方式資源缺乏、學習方式單一的弊端，為互動式、多樣化學習創造方便的條件。

4.網絡學習社區

網絡學習社區是以建構主義學習理論為理論基礎，基于計算機信息處理技術、網絡通信技術和多媒體技術建立的新型網絡學習支撐平臺。網絡學習社區利用跨時空的、開放的、自由的網絡虛擬環境，借助統一的軟件平臺，由各種不同類型的學習者及其助學者（包括教師、專家、輔導者等）共同構成一個交互的、協作的學習團體，其成員之間以網絡和通信工具，最終形成具有共同社區文化心理的、生態式的社會關系共同體。網絡學習社區創造了一個生態式的學習環境，社區的每個成員有共同的利益，每一個人都有參與創建和維護社區的權力和責任，他們在社區內通過共享信息、資源和彼此的思想觀點、情感認知和經歷來促進自身的學習與發展。

5.云端智慧教室

云端智慧教室是在傳統智能教室的基礎上，利用云計算、移動互聯等現代信息技術構建的新一代智能教室。傳統智能教室是依靠計算機和物聯網技術，實現對教室所裝備的視聽、計算機、投影、交互白板等聲、光、電設備進行智能控制和操作，有利于師生無縫地接入和使用多種媒體教學資源。云端智慧教室基于傳統智能教室，依靠云計算、移動互聯網、智能推送等新的技術，通過“云加端”的應用，實現了教室內多種終端設備的無縫連接和智能化運用，實現了教與學的立體溝通與交流，打破傳統意義教室的時空概念，并重新定義了黑板、講臺等一系列傳統意義上的教室應用，進而改變課堂結構，實現教與學的革命。

6.電子書包

電子書包是一個以學生為主體，以個人電子終端設備（如iPAD等）和數字化教育資源為載體，利用多媒體計算機、網絡服務、云計算等技術開發的移動學習平臺，是一個計算機支持的數字化協作學習空間。電子書包可以隨身攜帶，承載著豐富的數字化教育資源，具有網絡支持與服務功能，支持學校、家庭、社會教育系統中各要素之間的協同互動，貫穿于學生預習、上課、作業、輔導、評測等各個環節，覆蓋課前、課中、課后全過程，支持師生、生生間的同步或異步交流與資源共享。基于電子書包，可以方便地開展移動學習、交互學習和泛在學習，滿足學習者個性化學習。電子書包在學習領域中的應用，是學習現代化的一個重要標志，并因此引發了全球范圍內的學習變革[7]。

四、翻轉課堂技術平臺的特點及發展趨勢

對翻轉課堂技術平臺進行系統的梳理分析，有助于我們認清翻轉課堂的技術發展特點，推進翻轉課堂的實踐應用。依據前述分析可以看到，隨著現代信息技術的迅猛發展及其在教育領域的廣泛應用，翻轉課堂技術平臺的開發應用也呈現新的特點和發展趨勢，從單向的教學視頻向互動學習資源轉變，從單一學習工具向學習社區、網絡學習空間拓展，從教學支撐平臺向有意義的學習環境轉變。以此為依托，翻轉課堂已從初始的“教學視頻應用和教學流程的顛倒”，走向“技術支持的學習和教學系統的結構性變革”，進入翻轉課堂2.0時代。

1.從單向教學視頻，向互動學習資源轉變

在以往的網絡公開課或在線教學中，大多是提供視頻授課的錄像、事先制作好的課件或錄制好的講座供學習者學習，如早期的開放教育資源（OCR）、開放課件運動（OCW）等。近年來，網絡視頻授課采用“微課”模式，即針對教學中的重點、難點等開發相應的微課視頻，如可汗學院的“微視頻”、TED的教育頻道等。但這些類型的課程視頻通常是單向的傳播，學習者往往處于被動接受的狀態，師生之間、生生之間缺少交流、互動和及時的反饋，缺乏學習者的參與。翻轉課堂2.0的技術平臺在微視頻基礎上，通過在授課視頻中穿插提問、隨堂測驗和開展專題討論，學習者利用QQ、微信、社交網絡（SNS）及其他個性化學習工具主動瀏覽、獲取相關信息，進行即時的信息互通，有利于課程實施過程中的交流、互動與反饋，增強了全過程、全方位的互動交流，如基于Moodle的網絡課程學習等十分重視課程實施中的互動交流，構建了互動式學習資源。

2.從個體學習平臺，向學習社區拓展

傳統的課堂教學必須在現場進行面對面的討論，由于時空的限制，形式和效率都受到影響。網絡課件、教學視頻為學生個體學習提供了豐富的學習資源，但討論、協作仍難以實現。通過網絡學習社區建設，在線討論更加充分，開展立體化的討論，實際上是對課堂教學結構的再設計。例如，采取近年來迅速推廣的MOOC教學平臺，通過互聯網絡建立開放的學習空間和學習資源，在線實現教師講授、學生學習、師生和生生討論交流、作業完成和提交、作業批改等功能。MOOC平臺建立了由機器自動評測的交互式習題和測驗，可自動生成自動化評估、發展性測驗以及個性化的學業報表，并利用大數據技術，通過系統化的數據挖掘分析，為學習者提供學習評價和指導。MOOC積極鼓勵、倡導學習者在完成作業或專題討論的過程中，形成各種“在線學習群體”，全世界各地的學習者根據不同的主題和個人的興趣愛好，在不同的社交網站上構建起互助、協作、交流的學習討論區，就共同關注的問題進行分析討論。這不僅把傳統的學習系統涵蓋進來，還形成了一個相比于傳統教室更大的學習共同體。學習社區的構建與應用，是翻轉課堂進入2.0時代的一個重要標志。

3.從固定學習場所，向泛在課堂轉變

當今時代是一個技術多元化時代：互聯網時代、微博時代、智能時代、移動時代、云時代等，未來的發展趨勢是移動學習、智能化、云計算、互聯網等技術相結合，從而進入移動互聯時代，這個時代會使學習方式發生翻天覆地的變化，實現學生隨時隨地學習、碎片化學習、個性化學習。通過移動終端、數字化學與教的系統平臺、云服務等的發展，把課堂教學轉向課外或校外，使得傳統的課堂向云端教室、泛在課堂轉變，實現一切地點皆為教室。基于云計算及云端教室、泛在課堂，可以實現“云教育”模式。云計算取代個人電腦的全部功能，把我們需要的所有數據、軟件都存儲在云中，可以讓我們在任何時間任何地點做任何與電腦相關的事，再也不用攜帶筆記本或者U盤。通過云計算搭建“云教育”平臺，可以使更多教育資源集中起來，即時分享、互動，滿足學習者的不同需求。過去用教科書和課堂講授所能做到的，現在已轉變為借助于學習技術和其他資源，實現了課堂無處不在，資源無處不有，這種轉變能夠有效地把面對面的課堂教學時間騰出來，實現個性化的學習，滿足學習者個人針對性的需要，這標志著以學習者為中心的學習時代真正到來。這也是翻轉課堂走向2.0時代和持續發展的教育價值所在。

4.從教學支撐系統，向有意義的學習環境轉變

技術發展為教育創新提供了無限的可能性。翻轉課堂2.0強調的是“拋出問題”，而不是簡單的“拋出課堂”，以問題的提出或探索性學習為目的構建的課堂，其課堂技術平臺的設計也將完全不同。問題化學習是把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中，學習者通過協作互助和探究解決真實性問題，來探索和獲取隱含于問題背后的科學知識，發展學生自主學習和探究的能力。因此，進行問題化學習需要設置有意義的問題情境，構建有利于解決問題的環境，技術在此起到非常重要的作用。喬納森在《學會用技術解決問題——一個建構主義者的視角》一書中，詳細說明了利用互聯網學習、建構技術支持的學習共同體、技術支持的可視化學習、利用超媒體支持學習、在微世界和虛擬現實中的學習等技術支持下的各種有意義學習形式[8]。總體來說，這些技術的綜合應用能夠很好地構建一個數字化的學習環境和資源。在過去那種單向的教學視頻、單一的網絡教學支撐平臺下，要想實現課堂的翻轉很難，但是在這種新的、開放性的數字化學習環境中，教師可以很容易地收集、共享相關信息資源，開發微課程、微視頻和互動資源，學生則可以通過網絡隨時隨地獲取這些學習資源，開展自主學習和合作學習，探究和解決真實問題，從而實現翻轉課堂的教學目的。

參考文獻：

[1]Maureen J.Lage，Glenn J.Platt，Michael Treglia. Inverting the class- roonll A gateway t0 creating an inclusive learning environment[J]. The Journal of Economic Education，2000，（1）：30-43.

[2]宋朝霞，俞啟定.基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）.

[3]劉健智，王丹.國內外關于翻轉課堂的研究與實踐評述[J].當代教育理論與實踐，2014（2）.

[4]何克抗.關于《美國2010國家教育技術計劃》的學習與思考[J].電化教育研究，2011 （4）.

[5]趙衛兵.翻轉課堂，助推教育改革的新亮點[J].中國信息技術教育，2013（12）.

[6]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉課堂導論[M].華東師范大學出版社，2014.8.

[7]劉金玲.基于“云計算”環境的翻轉課堂學習探究[J].計算機時代，2014（2）.

[8]祝智庭，賀斌，沈德梅.信息化教育中的逆序創新[J].電化教育研究，2014（3）.（編輯：郭桂真）