基于移動學習的O2O翻轉課堂設計與應用研究 *

余燕芳

(浙江廣播電視大學 開放與遠程教育研究院，浙江 杭州 310030)

基于移動學習的O2O翻轉課堂設計與應用研究 *

余燕芳

(浙江廣播電視大學 開放與遠程教育研究院，浙江 杭州 310030)

基于移動學習的O2O翻轉課堂教學模式是在調查與研究學生的學習習慣和學習方式基礎上，利用移動互聯網與教育信息技術，結合翻轉課堂特點，將學生課內、課外學習時間進行科學重構和整體設計，為學生提供一個引導式的課堂學習路徑安排，全面融合“移動微課程+移動微考試+快速課堂錄像+離線學習+微文檔+學習溝通+學習群組+報表統計”等核心功能，為師生創建一個容易上手又便于管理和維護的O2O翻轉課堂學習環境，并將微課設計、教育大數據應用及社會化學習圈等教學理念融合在一起，真正實現個性化服務、學習量化評估和資源的精準推薦，更好地體現智慧學習時代的特征。

智慧學習；O2O；翻轉課堂；教育大數據；移動學習

移動互聯網的快速發展，推動著教育信息化的步伐，也為遠程教育技術應用與模式創新注入了活力。M-learning作為一個蓬勃發展的學習模式，將成為傳統E-learning模式的有益補充，為學習者創建一個更為立體的網絡學習環境。與此同時，智慧學習時代的學習理念也從M-learning上升到U-learning。目前，日本和韓國相繼制訂了U-Japan和U-Korea計劃，一個U時代正在來臨。一種基于移動學習的O2O翻轉課堂，作為智慧課堂的未來，正在顛覆性創新未來學習模式。

一、基于移動學習的O2O翻轉課堂的特點與價值體現

近年來，翻轉課堂已成為熱門詞匯。在國外，翻轉課堂已經在課堂教學中取得巨大成效。在我國一些中小學和普通高校、成人高校，也在積極進行有益嘗試和探索。隨著移動互聯網技術的快速發展，當翻轉課堂遇到O2O(Online to Offline)時，其教學改革和學習體驗均被注入了全新活力。善用互聯網思維進行翻轉課堂實施的創新和完善，能夠有效解決現存的傳統課堂教學的諸多缺點。O2O翻轉課堂的特點主要體現在：

(1)翻轉了對學習的掌控性。在傳統課堂里，學習(包括內容、方式、進度等)是由教師掌控的，學生完全按照教師的布置和要求學習，學習的主動性幾乎完全被教師掌控。正如約翰·杜威(John Dewey)所說，教育原本應該是主動的和建設性的過程，但在傳統課堂里被當作是“告訴”和“被告知”的事情[1]。在O2O翻轉課堂中，這種被動的學習過程被顛倒了過來。學生可以根據自身情況選擇學習時間和學習節奏，可以查閱針對性資料或點播教學視頻，學生掌控了學習的主動性。

(2)翻轉了學習的互動性。具體表現在師生之間和學生之間的互動，更重要的在于，這種互動是一種立體的互動，既有面對面(課堂中)的互動，又有線上(網絡)的互動。在O2O翻轉課堂中，教師從純粹的知識傳授者轉換成學習資源呈現與學習輔導相結合的角色，通過學習平臺與各種移動終端，可以隨時隨地與學生交流互動，這些互動同時也幫助教師了解學生，在課堂上能更針對性地進行重難點講解。對學生來講，O2O翻轉課堂為學生提供了平臺和交流的機會，讓學生在分享學習成果和學習經驗中學會協作學習。喬納森·伯爾曼等人強調，翻轉課堂并非僅僅用視頻替代教師，它是一種增加師生互動的方法[2]。

(3)翻轉了聽課方式。傳統的課堂里，都是以老師不斷講解知識點為主，由于學生基礎和接受能力參差不齊，導致有的學生在聽課過程中會產生厭煩情緒，有的學生可能還沒怎么完全理解。翻轉課堂則要求學生在課前就要先自行學習相關知識點，學生可根據自己的情況重復學習，減少老師在課堂上的重復講解，提高課堂效率。

(4)翻轉了教師角色。翻轉課堂中教師從原來的以知識轉播為主轉變為以課堂組織為主，也就是說，教師從講課為主轉為引導和輔助學生學習為主，突出了學生的主體性。翻轉課堂更注重對學生學習能力、學習習慣、思維方式、合作精神等的培養，更加符合學習型社會環境下人才培養模式。

(5)翻轉了傳統課堂的運行模式。O2O翻轉課堂較之傳統的課堂模式，在課前、課中和課后的關鍵環節均進行了針對性的改進。實施翻轉課堂的根本目的是為了培養學生的自主學習能力，促進學生的個性化成長，同時致力于提升學生的學習效率。因此，在翻轉課堂教學模式中，應該充分轉變教師的教育觀念和教學行為，讓教適應學，教輔助學，教服務學。要改變以往過分關注教師教得好不好，練得多不多的現象，重構學生課前、課內(中)、課后的學習流程，強化學生的主動參與，增強學生思維獨立性和學習自主性，促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習，同時也鼓勵學生在課后(外)積極利用便捷的學習工具進行知識回顧及鞏固。傳統課堂與O2O翻轉課堂運行對比如圖1所示。

圖1 傳統課堂與O2O翻轉課堂運行對比

通過實施O2O翻轉課堂，能夠充分拓展線上線下教學空間，根據“先學后教”教學理念，積極培養學生思維獨立性和學習自主性，充分發揮學生的個性特長，促進個性化學習，提高學生數字化學習的運用能力，激發學生學習積極性，提高學習效率。同時，導入O2O翻轉課堂模式后，將促進教師教學行為的創新變革，讓教適應學、教輔助學、教服務學。

O2O翻轉課堂還能將課堂學習效應迅速放大，增強線下線上的聯動式引流，帶來高黏性的學習者，從而增強課堂教學實施的綜合影響力。主要體現在：一是改進學習體驗，尊重學生的學習訴求，變乏力為動力，更快捷地找信息、做決策、曬成果、給評價，不被填鴨，帶著問題學習，掌握學習主動性；二是改善學習氛圍，建立基于社交學習的學習圈；三是擴大活動影響力，線上線下教學相結合，變吃力為給力，學習資訊和優質學習資源共享，通過課程學習與傳播，帶來大規模高黏性用戶，甚至帶動外部伙伴和消費者。

在O2O翻轉課堂中，學生的中心地位得以加強——在學習環境和交互活動中，學生將被鼓勵主動參與學習活動并且積極分享學習成果，師生之間的溝通將變得更為通暢，學生獲取課程資源及學習反饋的方式將變得更為簡單。教學管理者的關注焦點不僅僅側重于發布資源和督導學習進度，而是有更多精力創建互聯網學習環境，營造良好的學習氛圍并激勵學生參與積極性。總之，無論是教師還是學生，都將充分受益于教育創新所帶來的深刻改變——體現“快速實施” “快速更新”“快速傳播”“精準推送”“廣泛兼容”等全方位優勢，從而實現以“個性化”“交互性”“全時空” “大數據”為特征的翻轉課堂(如圖2所示)。

圖2 基于O2O模式的翻轉課堂優勢

二、基于移動學習的O2O翻轉課堂學習平臺功能架構

基于移動學習的O2O翻轉課堂學習平臺，將學生課內、課外學習時間進行科學重構和整體設計，為學生提供一個引導式的課堂學習路徑安排。O2O翻轉課堂方案注重功能完整性與操作易用性的結合，通過集成化的教學功能設計，全面融合“移動微課程+移動微考試+快速課堂錄像+離線學習+微文檔+學習溝通+學習群組+報表統計”等核心功能，為師生創建一個便于上手、便于管理、便于維護的O2O翻轉課堂學習環境。同時，協助用戶完成包括移動APP定制實施、微課程設計開發等整合式技術服務，幫助用戶一站式實施翻轉課堂戰略。平臺核心功能主要包括教師線上管理功能、教師線下課堂功能、學生線上學習功能和學生線下課堂功能(如圖3所示)。

圖3 基于移動學習的O2O翻轉課堂方案設計模型

(一)教師線上管理功能

該功能模塊主要用于教師設計教學活動，上傳教學資源等有關活動。教師根據課程需要，上傳教學視頻和教學PPT等教學資源，同時在網上布置學習任務，組建學習小組，制定評價標準等，還要承擔在線答疑與指導等工作。上傳的教學視頻，可以由教師自己制作，也可以借用其他優秀的教學視頻。對于課程中需要進行知識點講解或者有關實踐操作方面的內容，可以通過開發虛擬實踐軟件，供學生仿真練習。學生可以對自己在學習中碰到的一些疑難問題，通過網絡或移動APP和教師進行遠程交流，教師也可以通過網絡或移動APP指導學生學習。

(二)教師線下課堂功能

翻轉課堂教學模式中，對學生最重要和最有益的還是線下課堂。當然翻轉課堂教學模式中的線下課堂不同于傳統課堂，教師主要通過面對面教學促進知識內化，大部分時間用于聽學生的學習匯報、了解學生作業進展、回答學生的各種問題、組織學生進行主題討論等。簡單地說，線下課堂主要是了解學生的學習情況，對學習的線上學習進行指導。O2O翻轉課堂方案側重于為教師提供線下課堂教學支持工具，例如幫助教師在課堂組織快速測評等。

(三)學生線上學習功能

學生通過線上學習功能，可以進行深度預習，完成關鍵知識的學習和理解。課前學生首先接收教師的教學任務和推送微課程資源，通過移動APP瀏覽并學習教學視頻、教學PPT、微課程等教學資源，在學習過程中也可以與同學或老師在網上隨時進行交流。通過在線自主學習，了解該課程相關內容，然后完成教師布置的有關作業。在自主學習過程中，把碰到的問題記錄下來，或在線與老師、同學交流解決，或拿到(線下)課堂上請教老師。在該模塊中，學生還可以通過移動APP進行教學視頻回放、關鍵知識點測評以及對課堂效果進行評價。

(四)學生線下課堂功能

學生在網上通過自主學習，在對本課程有關知識點有了基本了解基礎上，再通過(線下)課堂進行知識內化。(線下)課堂上，學生可以主動向教師匯報自己對本課程有關內容的理解，匯報作業進展以及做作業過程中碰到的問題，匯報在學習過程中碰到的問題。同學之間也可以就某一問題進行討論，深化學習。O2O翻轉課堂方案側重于為學生提供線下課堂的參與工具，例如幫助學生在課堂參與測評、快捷提交問題、即時記錄板書等。

上述四大類功能主要以“學習導航門戶”“我的學習”“我的活動”和“設置”呈現，體現出隨學隨用、記錄進程、強化交互和快捷溝通的設計理念，幫助師生無障礙地融入翻轉課堂情境之中 (如下表所示) 。

基于移動學習的O2O翻轉課堂學習平臺功能表

續表

三、基于移動學習的O2O翻轉課堂教學模式構建

面對面教學與網絡教學相結合，使二者優勢互補才能獲得最佳學習效果[3]。Gerstein(2011)提出的翻轉課堂教學模型，是將課堂劃分為四個階段，即體驗學習階段、概念探究階段、意義建構階段和展示應用階段[4]。O2O翻轉課堂的構建必須建立在面對面教學與網絡教學相互作用基礎上，并通過不斷評價與改進，達到最佳效果。參考Gerstein的思路，本文提出O2O翻轉課堂教學模式的設計思路(如圖4所示)。課前課后都以線上教學為主，課中以線下為主。學生在課前預習，進行學習體驗和概念探究，課后則通過不同的學習圈在線交流學習成果，反饋課堂教學效果，教師則以課程設計、資源建設、在線答疑為主，并通過數據報表分析教學效果和學習需求；線下課堂教學活動中，則以案例研討、學習引導、問題支援、學習進度管理等為主。O2O翻轉課堂將微課程知識傳遞、課堂音視頻知識鞏固、學習圈協作交互、行為數據跟蹤、學習量化評估等很好地整合在一起，以碎片化學習、及時輔助和個性化學習推薦為教學變革，以簡單化、快捷化、協作化為學習體驗變革，將翻轉課堂教學的四個階段融合在課前、課中、課后三個環節中。

圖4 O2O翻轉課堂規劃框架

O2O翻轉課堂教學模式，在培養學生的學習興趣，提高學生主動學習能力、動手實踐能力和獨立分析問題與解決問題的能力等方面，都有較好效果。該模式既能有效解決傳統課堂教學存在的某些弊端，又能很好地發揮學生在學習過程中的主體地位，使學生從原來課堂上被動接受知識的“觀眾”變為主動參與者，學生也有更大的學習自由度，可以根據個人情況安排學習，有利于不同層次學生的學習。目前該方案已分別應用于上海市市屬高校新教師入職培訓翻轉課堂移動學習平臺、春秋航空移動云學習平臺、上海醫藥集團信誼人才發展學院移動學習平臺等，教學效果明顯。

四、基于移動學習的020翻轉課堂微課程設計

微課程(Microlecture)最早由美國學者戴維·彭羅斯(David Penrose)于2008年首次提出，他把微課程稱為“知識脈沖”(Knowledge Burst)。目前關于微課程有多種解釋，如有“微型課程說”“課堂片段說”“微型化在線交互式視頻課件說”等。黎加厚、余勝泉等人都認為微課程是“微型課程”的簡稱，重在“課程”。作為一種“微型課程”，它應該具有完整的教學設計環節，包含課程設計、開發、實施、評價等環節。胡鐵生等人認為，“微課”的核心內容是課堂視頻，同時也包含教學設計環節等方面[5]。一個典型的微課其構成要素主要包括目標、內容、教的活動、交互、多媒體等內容[6]。微課程是翻轉課堂的主要載體，其質量高低能夠在翻轉課堂上得到驗證和評價[7]。梁樂明等主張將翻轉課堂視為微課程設計模式的構建樣本之一[8]。根據有關資料，在移動學習的諸多核心應用模式中，用戶最關注的功能方向集中在微課點播和案例學習，其中選擇微課點播學習的用戶比例高達76%。隨著用戶對碎片化學習的接受程度的提升，同時對學習內容的時效性和實用性也有了更高要求。微視頻和相關配套材料應能夠幫助學生完整、獨立的完成某一知識片段或方面的學習活動[9]。在移動學習內容體系建設過程中，課程內容的形式選擇非常重要。目前多數人認為最有效的移動微課形式主要集中在短視頻、動畫課程和文檔三種課程，其中微課程的視頻長度最好不超過15分鐘。在網易公開課中可汗學院的微視頻長度最長不超過14分鐘，普遍在10分鐘左右，有的甚至只有3分鐘[10]。根據喬納森·伯爾曼(Jon Bergmann)和亞倫·薩姆斯(Aaron Sams)的建議，在教學視頻中，教師需要做的是一個主題一個視頻，將視頻的長度壓縮到15鐘以內，最好是10分鐘左右[11]。

展望未來，微課設計、開發與應用將持續受到大家關注，廣大一線教師微課設計開發與應用的積極性將不斷增加。不僅如此，微課設計、開發與應用的相關技術日漸成熟，軟件可用性越來越好、硬件功能越來越強，而且價格會越來越低廉，微課平臺不斷增多，對一線學科教師和學生的技術要求也會越來越低，微課開發制作門檻將不斷降低，教師關注點將由技術和形式轉向教學設計與創意。

微課是為教學和學習模式創新而生的，教學模式創新才是根本。將微課應用于翻轉課堂教學模式，才能真正體現“以學習者為中心”的教學理念，穩步提升教學質量。因此，筆者認為以下三方面需要我們重點研究和關注：首先，要非常重視微課的設計。微課以視頻為載體，通常不提供其他學習資源。微課設計的關鍵是根據教學目標，從學習者分析、內容需求分析等方面進行設計，設計、開發要符合學生學習規律。教師要在較短的時間(通常10-15分鐘)，運用恰當的教學方法和策略講透一個知識點。國家開放大學開發的“5分鐘課程”，以“人人可看，人人能懂”為建設目標。如以《西方經濟學》為例，針對一些社會熱點經濟問題和大家普遍關心的生活中經濟問題，將經濟學基本原理和經濟生活中的案例結合起來，運用動畫、三維、虛擬現實等多媒體技術，使得抽象、難于理解的知識點和基本原理，通過視頻的形式通俗呈現出來，以加深學習者對教學內容的理解。可汗學院開發的微視頻沒有教師和學生的頭像，以錄制手寫板上的解題過程為主，并配以教師的同步講解。這些微視頻通過翻轉教學進行應用，獲得了學生的普遍喜愛。其次，在微課應用環境平臺開發中，要整合優質微課資源，優勢互補，形成資源聚集效應。第三，要在注重對單個知識點的微課開發同時，進行學科系列化、專題式、結構化、完整性的微課程建設，要團隊協作開發，形成精品課程和資源庫。

五、運用大數據分析技術，實現O2O翻轉課堂學習的量化評估

大數據的生成涉及大量數據的挖掘與分析。有學者認為，教育數據挖掘與學習分析技術是大數據在教育中應用的兩大重要領域[12]。教育數據挖掘的內涵是要對學習行為和學習過程進行量化、分析和建模[13]，目的是利用統計學、機器學習和數據挖掘等方法來分析教與學過程中所產生的數據[14]。學習分析的對象是學生，通過對學生在學習過程中各要素分析，可以細化學習分析對象，構建不同應用模式，真正實現“以學生為中心”的教學理念與策略。在大數據背景下，通過教育數據挖掘和學習分析等技術，能夠對教師的教學改革有很大的幫助[15]。教師通過運用大數據分析，能夠了解學生的學習習慣、學習行為和學習過程，從而找到合適的教學方法。同時還可以針對不同特點的學生采用個性化教學策略，并能及時發現問題，進行有效干預和作出全面正確的評價，從而顯著提高教學質量與效率[16]。

大數據時代地教學理念正在顛覆傳統觀念，教師不僅僅只是簡單地傳授知識，還要學會資源建設和數據分析，有時為了證明某項教學方法創新后的可行性，還得學會建模與數據分析。隨著智慧學習時代的到來，對學生和教師有了更高的要求，學習方式和教學模式都將被徹底顛覆，移動學習的普及，也使得泛在學習理念逐漸被人們接受，學習和教學都在隨時隨地開展。

為了實現學習的量化評估及相關數據跟蹤、分析與評價，需對系統中的數據進行分析、提取、清洗。O2O翻轉課堂學習平臺中的數據及其性質如圖5所示。系統數據庫中的數據存在隱性和顯性之分。顯性數據以結構化數據為主，主要包括學生的各類基本信息，如姓名、性別、年齡、工作經歷以及教育程度等；隱性數據以非結構化數據為主，以學生的各種行為數據為主，包括各種學習行為，甚至是地理位置信息的改變等行為，如學生參與交流互動頻率、互動方式選擇、網頁或視頻瀏覽情況等都屬于隱性數據；還有一類數據處于顯性和隱性之間，我們可將其劃分到半結構化數據，如學生提交的各類表單、證書材料、個性評價等個性化數據。從結構化數據到非結構化數據，數據量和數據的復雜性都呈數量級遞增[17]。

圖5 數據屬性圖

系統用客觀量化的數據，展現學習效果,通過連續使用以及一次次測試，逐步積累起強大的學習資源庫與知識題庫，同時，記錄全部的學習行為以及學習評價等數據，并匯總成學習者個人學習情況，對學習者個人的學習提供建議，形成個人學習成長路徑。

運用大數據分析量化學習評估，類似于網絡輿情分析應用。能從不同數據源中提取并過濾出對學習有影響的信息，通過利用文本語義的情感分析模型，分析出哪些數據對學習有促進的語義，并挖掘數據中隱含的信息，找到與提升學習結果相關的因素，預測學生的學習需求。還可以通過對學習行為如交流互動情況(互動頻率與方向)，學習圈的選擇等的監控，及時發現學生的要求和存在的問題，及時進行引導和改進，使線下教學更具針對性。例如，如果多數學生重復學習某個知識點，在學習圈和其它互動環節也較多出現本知識點相關關鍵詞，則說明學生對此模塊知識比較感興趣，并且可能存在一定的學習難度，在線下教學中教師可對此知識點相對細化講解；如果某個微課很少被學生完整學完，則可以得出該主題不受學生歡迎，教師應該分析該微課的設計和內容選取方面是否存在問題；對學生在線測試結果的分析則更直觀的顯示學習效果，也對教師線下教案的設計起到一定的參考作用。針對上述數據分析，可將其分為情緒感知和行為感知兩大類。情緒感知數據來源包括學習媒體選擇、學習圈的選擇、學習方向及學習能力評估等；行為感知包括各種在線互動行為及網頁視頻的瀏覽情況等行為數據，通過情緒感知和行為感知數據分析，綜合多次的測評考核情況完成學習的量化評估，同時提供個性化服務和精準推薦及其它關聯分析(如圖6所示)。

圖6 學習量化評估關聯因素分析結構

在實際抽取系統數據時，首先找到無效數據、臟數據、錯誤數據等，對樣本中這些數據刪除嚴重缺失數據，數據倉庫重新回滾明顯矛盾的數據，對高度相關性的數據要有取有舍。

六、結束語

基于移動學習的O2O模式翻轉課堂，能有效利用教育大數據和學習分析技術在教學中的價值。智慧學習時代不僅要求學生具備相應的學習能力，具有一定的網絡應用技能，教師更需要提升自己的教學技能與教學理念，包括資源建設、課程設計，甚至是數據分析能力，以便實時、精確掌握學習者的動態需求，針對性地提供教學輔導和幫助。

[1][美]約翰·杜威.民族主義與教育[M].北京:人民教育出版社,2001.

[2]Bergmann J,Overmyer J,Wilie B.The Flipped Class:What it is an d What it is Not[EB/OL].http://www.thedailyriff.com/articles/theflipped-class-conversation-689.Php,2012-04-14.

[3]高東懷,裴立妍.基于網絡課程的教學模式構建與應用[J].現代教育技術,2013,(1):80-83.

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[10]張金磊.“翻轉課堂”教學模式的關鍵因素探析[J].中國遠程教育,2013,(10):59-65.

[11]Jonathan Bergmann.& Aaron Sams.How to make videos your students will love[EB/OL].http://www.eschoolnews.com/2012/05/21/how-to-make-videos-your-students-will-love/,2012-05-21.

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[14]祝智庭，沈德梅.基于大數據的教育技術研究新范式[J].電化教育研究,2013,(10):5-13.

[15]王震一.走出舊教育陰影融入大數據浪潮[J].中小學信息技術教育,2013,(10):30-31.

[16]何克抗.大數據面面觀[J].電化教育研究,2014,(10):8-16.

[17]余燕芳.教育大數據背景下學分銀行信息管理平臺設計理念與技術架構研究[J].中國遠程教育,2015,(6):53-59.

余燕芳：副教授，研究方向為網絡學習與多媒體技術(qzddyyf@163.com)。

2015年6月21日

責任編輯：宋靈青

To Design and Research a Project of O2O Flipping Classroom Pattern Based on M-learning

Yu Yanfang
(Open and Distance Education Research Institute of Zhejiang Radio and Television University,Hangzhou Zhejiang 310030)

The O2O Flipping Classroom Pattern based on M-learning has been designed after the learning habits having been investigated and learning approaches of learning-platform having been chosen.And this sort of pattern which uses the convenience of the mobile terminal,in accordance with its characteristics,has already integrated the concepts of designing the micro-class,applying with education big data and using theories of Social Learning Circle for inference.Therefore,the personalized service may provide for the users well,and the teaching may be quantized,and the learning resources may be accommodated accurately,this O2O fl ipping classroom pattern may show more characteristics of Smart Learning time much better than ever.

Smart Learning; O2O; Flipping Classroom; Educational Big Data; M-learning

G434

A

1006—9860(2015)10—0047—06

* 本文系2015年度浙江省哲學社會科學規劃課題 “學習型社會建設背景下浙江省學分銀行構建研究”(項目編號：15NDJC177YB)研究成果。