翻轉課堂教學效果研究＊

李金城LI Jincheng

杭州電子科技大學，杭州 310018（Hangzhou Dianzi University，310018 Hangzhou）

翻轉課堂教學效果研究＊

李金城LI Jincheng

杭州電子科技大學，杭州 310018（Hangzhou Dianzi University，310018 Hangzhou）

為探究國內外翻轉課堂的教學效果，對CSSCI來源期刊和Web of Science數據庫中翻轉課堂實驗類研究論文，進行了梳理和內容分析。結果表明，翻轉課堂教學手段在提升學習者成績方面是積極的。國內外均缺乏對翻轉課堂教學的間接效果研究，CSSCI數據庫中翻轉課堂教學實驗研究論文的數量較少，實驗研究的規范性存在不足。建議在推進實施翻轉課堂教學實踐中，注重學校層面的整體性規劃，通過注重教學實驗研究的規范性，來深入研究翻轉課堂的教學效果。

翻轉課堂；教學實驗；教學效果

一、引言

近幾年，國內外掀起了翻轉課堂教學實踐與研究的熱潮。根據中國知網的檢索結果（2016年7月31日實施檢索），以“翻轉課堂”為主題詞的研究論文已經超過萬篇。

相比傳統以教師講授為中心的教學方法，翻轉課堂能否顯著提升教學效果？教學效果的提升主要體現在哪些方面？在何種條件下（課程類型、教學班規模、學生層次等）實施翻轉課堂更加有效？

這些問題是一線教育工作者和政策制定者非常關注的問題，而來自常態教學的實驗證據，將是回答這些問題的基礎。

目前，國內外尚缺乏對翻轉課堂教學的實驗研究，也鮮有對實驗類文章進行梳理與分析的研究成果。

因此，本研究在總結分析已有翻轉課堂教學效果的研究內容與實驗檢驗基本方法的基礎上，對CSSCI來源期刊和Web of Science數據庫中翻轉課堂實驗類研究論文進行了梳理和內容分析，考察了翻轉課堂常態教學效果的實驗證據，從翻轉課堂在實施的課程、研究對象與規模、實施時間跨度等方面，對翻轉課堂實驗研究現狀與不足進行了分析，為進一步深入研究翻轉課堂教學效果提供了一些借鑒材料。

二、翻轉課堂教學效果與實驗檢驗方法分析

1．翻轉課堂及其教學效果研究內容

翻轉課堂（Flipped Classroom/Inverted Classroom）最早由美國中小學教師發起，即將原本在課堂上進行的教學活動放到課下進行，讓學生按照他們的節奏來進行課程內容的學習，更加有效地利用時間[1]，其本質是為學習者營造個性化的學習環境，促進深度學習[2]。

與其他教學手段的效果研究一樣，已有翻轉課堂的教學效果研究內容是非常豐富的，可以分為直接效果與間接效果兩類（見圖1）。

圖1 翻轉課堂教學效果研究的內容①

直接效果包括學生出勤率、成績、學習風格的改變等。間接效果包括學習習慣的改進、職業投入[3]，而批判性/創新性思維能力、解決問題能力的提高，則是翻轉課堂教學手段的更高級目標。

2．教學效果的實驗研究方法

教學實驗一般采用實驗研究與準實驗（quasi-experimental）研究兩種方法。實驗研究是研究者運用科學實驗的原理和方法，以一定的教育理論及假設為指導，有目的地操縱某些教育因素或教育條件，觀察教育措施與教育效果之間的因果關系，從中探索教育規律的一種研究方法。

準實驗研究是指在無法隨機安排被研究對象的前提下，運用原始群體，在較為自然的情況下進行實驗處理的研究方法。具體來講，首先需要通過抽樣獲得被研究對象和觀察對照對象，確定實驗對象的基線水平，然后通過在實施教學手段前后采集或測量相關參數，最后運用統計方法進行比較與分析。

教學實驗一般流程，具體如下（見圖2）。

除了教學設計本身，影響實驗結果科學性的關鍵因素，還包括抽樣方法、量表的設計與檢驗、實驗樣本的差異分析，具體采用的統計方法等4個方面。

（1）抽樣方法。隨機抽樣能夠更好地代表總體的水平，從而避免在研究對象的選擇方面存在明顯的偏向，使實驗結論更具可推廣性。由于教學實驗的特殊性，學生是自由加入實驗或者由學籍注冊制度統一安排，隨機抽樣難以實現。在條件容許的情況下，也可以對多個班級進行隨機抽樣，以確定實驗組和對照組。

（2）樣本基線差異。教學實驗要求實驗組與對照組的學習者，在各項基線上保持盡可能相同的水平，以排除樣本的基線差異對結果的影響。學習者的基準水平，不但包括性別等人口統計學變量，而且包括學習者對參與實驗的積極性，學習者學習準備水平[4]，學期成績以及相關課程的成績等。

有學者研究表明，學生的學習準備能力對翻轉課堂教學效果有顯著影響[4]。也有學者發現，學生的學習習慣對翻轉課堂教學效果有重要影響[5]，性別對翻轉課堂教學效果沒有影響[6]。但也有研究表明，男生更容易在翻轉課堂中受益[7]。

圖1 翻轉課堂教學效果研究的內容①

可見，樣本基線差異的分析非常重要，在實驗中我們需要分析或者排除這些因素對教學效果的影響。

（3）量表的設計與檢驗。根據實驗數據的來源不同，不同教學效果的檢驗，需要借助不同方法獲得數據。一般來講，對于出勤率類數據可以直接觀察和記錄，而學生滿意度、對翻轉課堂的認知程度等，屬于無法直接測量的潛在變量，需要通過量表進行測量。

一般情況下，可以在實驗中采用經過他人檢驗的量表，也可以優化已有量表或者重新設計量表，量表的信度效度分析對結論的有效性有比較重要的影響。

（4）統計方法的選擇。統計方法可以分為描述性統計分析和探索性統計分析，描述性統計分析是對數據的基本分析，而探索性統計分析重點考察數據間的顯著性差異。教學實驗常采用的探索性統計分析方法包括T檢驗，ANOVA（單因素方法分析），MANOVA（多因素方差分析），ANCOVA（協方差分析）以及相關性分析等。

三、研究問題與方法

本研究主要回答3個問題：國內外翻轉課堂教學實驗研究的現狀如何？國內外翻轉課堂在實施課程、研究對象、實施時間、研究對象規模方面呈現出什么特點？ 教學效果的提升主要體現在哪些方面？教學效果如何？

1．樣本的抽樣與篩選方法

（1）樣本篩選。本研究選取CSSCI來源期刊、WOS（Web of Science）中以“翻轉課堂”為主題的研究論文作為總體樣本庫。選擇CSSCI來源期刊與WOS數據庫的理由在于：一方面，入選期刊規范性較強，學術水平較高。另一方面，兩個數據庫均包括大量的教育類期刊。

為保證樣本所展示研究結果具備科學性和規范性，本研究樣本需滿足3個條件：第一，樣本以翻轉課堂教學為主要手段。本研究不對樣本中翻轉課堂教學的設計環節進行考察。第二，樣本屬于采用實驗方法或準實驗方法的研究性論文，實驗中設計了包含對照組和實驗組。第三，采用了探索性統計分析，并得出了效果的顯著性結論。因此，不包含對照組，未對實驗組與對照組進行探索性統計分析的論文，不納入本研究的考察范圍。

第一步，在CSSCI來源期刊數據庫中以“翻轉課堂”為主題關鍵詞，將所有題錄導入Note Express管理工具，進行全文自動下載。在WOS核心數據庫中以主題關鍵詞為“flipped classroom” 或“inverted classroom” 或“flipped learning”，文獻類型選擇“Article”、語種選擇“English”進行檢索，將所有題錄導入EndNote軟件，進行全文自動下載，對于無法自動下載的采用手動下載和文獻傳遞的方式獲得全文。檢索時間均為2016年7月31日。

CSSCI共檢索得到論文214篇，教育學185篇，語言學16篇，圖書館、情報與文獻學10篇，新聞與傳播學2篇，體育學1篇，214篇論文均下載了全文數據。

在WOS數據庫檢索共獲得論文143篇，教育研究101篇，化學15篇，工程12篇，計算機科學11篇，藥理藥學10篇。其中，通過手動下載與文獻傳遞等方法均無法下載的有11篇全文數據，因此本文選擇的WOS數據庫樣本總數為132篇，CSSCI數據庫樣本總數為214篇。

第二步，通過樣本中文章標題、摘要、結論對論文進行初步篩選，剔除與翻轉課堂無關以及采用定性分析方法的研究論文。最后，通過對剩余論文的研究問題、研究設計、研究方法，研究結論部分進行內容分析，依據本研究樣本需滿足的3個條件對論文進一步篩選，最終獲得本研究的樣本。

（2）樣本的統計變量與記錄方法。根據研究問題，本研究所關注的樣本關鍵變量為“研究對象”、“課程名”、“教學周期”、“教學班人數”、“量表檢驗”、“統計方法”，“研究結論”。本研究依據這些變量，對篩選后得到的樣本論文進行統計分析與記錄。

四、研究發現

1．翻轉課堂教學的實驗研究現狀

首先回答第1個研究問題：國內外翻轉課堂教學實驗研究的現狀如何？

通過檢索并下載全文共得到CSSCI數據庫219篇論文，WOS數據庫132篇論文。CSSCI數據庫中滿足本研究的論文樣本數為13篇，占219篇論文的6.40%，占定量研究論文68篇的19.12%，定性研究論文共128篇，占219篇的63.05%。WOS數據庫中滿足本研究的論文樣本數為32，占101篇的31.68%，占定量研究論文79篇的32.67%，定性研究論文占101篇的14.85%，（見表1）。相比WOS數據庫，CSSCI數據庫中定性研究論文居多，定量研究論文相對較少。滿足本研究條件的翻轉課堂實驗研究樣本，具體如下（見表2、表3）。

表1 本研究樣本數量與分布特征

表2 樣本統計變量的基本描述（CSSCI來源期刊）

續表2 樣本統計變量的基本描述（CSSCI來源期刊）

表3 樣本統計變量的基本描述（WOS數據庫）

續表3 樣本統計變量的基本描述（WOS數據庫）

2．基于樣本的國內外翻轉課堂實施現狀特征

國內外翻轉課堂在實施課程、實施時間、研究對象、研究對象規模方面呈現出什么特點？現在回答第2個研究問題如下。

由表2、表3可以發現，目前國內外研究者主要以一門課程為案例進行翻轉課堂實施的研究，所涉及到的課程以專業基礎課程為主，課程的學科分布比較分散。CSSCI數據庫13個樣本中涉及語言類課程最多，共5個（占13個樣本的38.46%），其中以英語課為主。英語是國內每位學習者的必修課，數字化教育資源相對豐富，英語考試與能力測評也相對標準化，這便于翻轉課堂教學的實施與效果檢驗。WOS數據庫32個樣本中涉及最多的是醫藥健康類課程，共計12個（占32個樣本的37.50%），而語言類課程僅2個樣本（2個樣本的作者均來自中國，研究對象也是中國學生）。語言類課程與醫藥健康類課程的研究成果相對豐富，這與本研究所考察的數據庫有直接關系。可以發現，已經有學者開始對多門課程同時進行翻轉課堂教學實踐[8]，也有學者對整個學期的所有課程進行了翻轉教學[9]。

從表2、表3所展示的翻轉課堂實施時間來看，主要以1個學期或2個學期的短期研究為主。CSSCI樣本研究的時間較短，以1學期的研究居多，僅有劉軍進行了2個學期的研究[10]，也有個別進行了1個月的研究[11]。由于翻轉課堂近幾年才剛剛興起，長期研究的證據并不多見。在不同教學年實施翻轉課堂的效果可能存在差異[12]，翻轉課堂實施效果亟待長期研究的檢驗。

CSSCI和WOS的樣本均顯示，本科生是最主要的研究對象，樣本數為9（占比69.23%）和29（占比90.62%）。WOS樣本中也有4個針對研究生（包括博士研究生）的研究成果。盡管翻轉課堂教學模式產生于美國一些中小學教師的嘗試，但目前的研究對象主要集中在大學生這一群體，高校對翻轉課堂的實踐更加重視。就樣本所展示學生所在的年級信息來看，低年級學生是主要的研究對象，這與翻轉課堂所實施的課程以基礎課為主有直接關系。

CSSCI數據庫樣本以中班教學為主，WOS樣本以小班教學為主，已經出現了150人以上的大班教學（見表4），但未有證據表明大班和小班在實施翻轉課堂時，是否存在教學效果的差異。

表4 樣本教學班人數

CSSCI數據庫13個樣本中，需要進行量表信度效度檢驗的樣本共6個，僅有2個樣本進行了效度的分析。9個樣本研究考慮到了研究對象可能存在的差異，對差異的分析主要是通過測試前的相關考試的成績，缺少對人口統計學等變量導致的實驗樣本差異。

從實驗效果檢驗所采用的統計方法來看，CSSCI數據庫樣本幾乎全部采用相對簡單的T檢驗，僅有劉艷采用了單因素方差分析（ANOVA）[13]。

而WOS數據庫樣本中17篇論文采用了更為復雜的統計方法對效果進行檢驗，如多元線性回歸、相關性分析、ANOVA、多因素方差分析（MANOVA）、協方差分析（ANCOVA）等。

采用復雜統計方法的樣本研究會排除人口統計學變量、學習習慣等變量對學習效果產生的影響，便于發現其他變量對教學效果產生的影響。

3．基于樣本的翻轉課堂教學效果分析

最后，回答第3個研究問題：教學效果的提升主要體現在哪些方面？效果如何？

（1）翻轉課堂效果研究以成績研究為主。CSSCI13個樣本中共11個樣本研究了成績效果，WOS 32個樣本中共有29個樣本研究了成績。

可見，國內外對翻轉課堂教學效果的研究主要集中在直接的成績效果方面，而其他的效果研究較少。

其中的原因主要有兩點：首先，與其他教學手段的效果研究一樣，能否有效提高學生成績是各國學者首先考慮的重要內容。另外，由于本文篩選得到的樣本不包含未采用探索性分析的結論，一些采用定性分析、描述性分析的結論未列入考慮，這也是其他效果研究成果較少的原因。間接效果，如批判性/創新性思維能力、解決問題能力的研究很少，WOS樣本中僅有2篇涉及，僅就這2個樣本的研究結論來看，翻轉課堂能夠有效提高學生的批判性/創新性思維能力。

（2）翻轉課堂對提高學生成績是積極的。CSSCI研究成績效果的11個樣本中8個樣本（占比72.73%），得到了成績提高或部分提高的結論。

WOS研究成績效果的29個研究中，共20個（占比68.97%）研究表明成績顯著提高。學生成績主要包括考試成績、測試成績、課程成績等，也有學者對細化后的成績進行了考察，有學者發現翻轉課堂對部分教學目標的學生成績有顯著提高[14]。

翻轉課堂對提高學生成績總體是積極的。由于本研究篩選后獲得的樣本數量有限，不同樣本在教學設計、研究方法等諸多方面也存在差異，本研究不對成績效果與實施條件（實施課程、實施對象、實施時間）等進行相關性的深入分析。

五、建議

翻轉課堂本質上是現代通訊、網絡、新媒體技術引發的教育變革，是創造以學習者為中心的學習環境。

未來將會有更多的新技術、新媒體進入我們的教育視野。無論何種新的模式與手段，現代教學以學生為中心，個性化學習的目標沒有變。

翻轉的意義在于通過對課堂時間的解放，讓各類以學習者為中心的教學策略得以充分應用[2]，而學生之間的差異會對翻轉課堂的實施效果產生顯著影響。

因此，我們在廣泛嘗試與實施新教學手段的同時，要通過加強規范的實驗研究來進行深入、長期的效果研究，并從教學的整體規劃方面給予支持，以便于我們發現新教學手段的教學效果，從而使更多的學生受益。

1．注重翻轉課堂實施的整體規劃

國內英語、國外醫藥健康類課程的翻轉課堂教學已經形成了一定的規模，聚集了一批研究成果和實驗證據。有理由相信，這些研究成果和證據，將有利于該類課程教學效果的深入研究，從而從學科專業層面提升教學效果。

同類課程研究成果的聚集歸功于教育工作者的關注，但來自學校對翻轉課堂實施的整體性規劃則更為重要。因此，學校應在充分考慮新教學模式特征與內涵的基礎上，從學科層面或者課程群方面進行翻轉課堂實施的統籌規劃，集中資源和優勢進行先驗性的教學實驗，繼而進行推廣與應用，這將有利于從學科與專業層面提升教學效果，也有利于節約分散教學實施帶來的巨大成本。

2．在效果研究的內容、時間跨度以及學生差異方面加強教學效果研究的深入

技術對傳統課堂教學的影響，需要持續深入地進一步研究。國內外在翻轉課堂教學效果研究中仍然存在一些空白和不足。

在效果研究的內容方面，解決問題的能力，批判性/創新性思維能力等間接效果的研究亟待深入。沒有足夠的證據證明在高校哪個年級引入翻轉課堂更加合適，也沒有足夠證據是進行整個課程的翻轉還是個別課程的某些模塊，也沒有足夠的證據表明小班授課和大班授課的差異，這些問題有待更多教學實驗的數據來證明。

3．重視教學實驗研究的規范性

規范的實驗研究，將為翻轉課堂的進一步實施提供有力的證據。本研究的發現，在一定程度上表明了國內教學實驗研究方面存在的不足。盡管教學實驗僅僅是教學效果檢驗的一種方法，其本身也具有一定的局限性，但是本研究認為，如果要使用這種方法，就要用好。充分考慮到樣本的差異不但能夠增加實驗結論的可信度，而且也有利于發現不同學生在教學效果提升方面的差異，從而指導我們進一步實施與優化教學手段。而對于一些采用量表的研究設計，采用經過檢驗的量表不但有助于提高測量的可信度，而且也有助于同類研究成果具有相同的研究基礎。

與其他研究一樣的是，本研究也存在一些不足。所篩選的國內樣本來自CSSCI期刊，不能代表所有國內翻轉課堂實踐的成果，也未能包含WOS中大量的會議論文。

盡管本研究列入考察的樣本是以翻轉課堂研究為主題的實驗研究論文，但是每位研究者對翻轉課堂本質的理解不同，教學設計、實施方法等也各具特色，本研究未對這些影響教學效果的因素進行考慮。

注釋

① 圖1、圖2來源：作者自制.

[1]GONZáLEZ-GóMEZ D，JIN S J， RODRíGUEZ D A，CA?ADA-CA?ADA F. Performance and Perception in the Flipped Learning Model： An Initial Approach to Evaluate the Effectiveness of a New Teaching Methodology in a General Science Classroom[J]. Journal Of Science Education And Technology，2016，25（3）：450-459.

[2]胡立如，張寶輝.翻轉課堂與翻轉學習：剖析“翻轉”的有效性[J].遠程教育雜志，2016，34（4）：52-58.

[3]LIEBERT C A，LIN D T，MAZER L M，BEREKNYEI S，LAU J N. Effectiveness of the Surgery Core Clerkship Flipped Classroom：a prospective cohort trial[J]. American Journal Of Surgery，2016，211（2）：451-457.

[4]HAO Y W.Exploring undergraduates' perspectives and flipped learning readiness in their flipped classrooms[J]. Computers In Human Behavior，2016，59（6）：82-92.

[5]HOTLE S L，GARROW L A. Effects of the Traditional and Flipped Classrooms on Undergraduate Student Opinions and Success[J].Journal Of Professional Issues In Engineering Education And Practice，2016，142（1）：1-11.

[6]WEAVER G C，STURTEVANT H G. Design， Implementation，and Evaluation of a Flipped Format General Chemistry Course[J]. Journal Of Chemical Education，2015，92（9）：1437-1448.

[7]SCHULTZ D，DUFFIELD S，RASMUSSEN S C，JUSTIN W. Effects of the Flipped Classroom Model on Student Performance for Advanced Placement High School Chemistry Students [J]. Journal Of Chemical Education，2014，91（8）：1334-1339.

[8]TUNE J D，STUREK M，BASILE D P. Flipped classroom model improves graduate student performance in cardiovascular，respiratory，and renal physiology[J]. Advances In Physiology Education，2013，37（4）：316-320.

[9]GROSS D，PIETRI E S，ANDERSON G，MOYANOCAMIHORT K，GRAHAM M J. Increased Preclass Preparation Underlies Student Outcome Improvement in the Flipped Classroom[J]. Cbe-Life Sciences Education，2015，14（4）：1-8.

[10]劉軍，祝雪珂，鄭濤，徐霄冰.“雙主”式翻轉課堂教學模式構建及其應用研究[J].電化教育研究，2015，36（12）：77-83.

[11]張濤，李兆鋒，胡萍.翻轉課堂下學習績效評價模型的構建[J].現代教育技術，2016，26（4）：74-80.

[12]BAEPLER P，WALKER J D，DRIESSEN M. It's not about seat time：Blending，flipping，and efficiency in active learning classrooms[J]. Computers & Education，2014，78（9）：227-236.

[13]劉艷.翻轉課堂詞匯教學模型構建及其有效性研究：基于三所高校的教學實踐[J].外語電化教學，2016，167（1）：43-49.

[14]MASON G S，SHUMAN T R，COOK K E. Comparing the Effectiveness of an Inverted Classroom to a Traditional Classroom in an Upper-Division Engineering Course[J]. Ieee Transactions on Education，2013，56（4）：430-435.

（責任編輯 孫玉萍）

On Flipped Classroom Teaching Effects

The paper reviews on fipped classroom experimental class research papers from CSSCI source journals and Web of Science databases. The results show that the performance of the fipped classroom teaching methods is positive. There is a certain lack of classroom teaching experimental study of the number of domestic fip normative aspects. This study suggests that in advancing the implementation of the fipped classroom teaching practice, should focus on holistic planning at the school level, to strengthen the in-depth study of the effect of teaching and research focus on teaching experiment normative.

Flipped Classroom；instruction experiment；instruction Effect

J0-05

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2017.01.021（0120-09）

2016-11-09

2016年度教育部人文社會科學研究青年基金項目（16YJC860004）；2014年度浙江省哲學社會科學重點研究基地浙江省信息化與經濟社會發展研究中心資助課題（14XXHJD05YB）。

李金城，博士，杭州電子科技大學數字媒體與藝術設計學院講師。