基于翻轉課堂計算機類課程網(wǎng)絡學習空間的生態(tài)化研究

潘有順　官瑜　劉杰

摘? 要：隨著高等教育改革不斷推進發(fā)展，網(wǎng)絡學習空間已經(jīng)在高等教育得到了比較廣泛的推廣應用。翻轉課堂作為當前主流教學模式已經(jīng)融入到高校教學實踐。高校計算機類課程集理論性與實踐性較強的學科，其網(wǎng)絡學習空間也有其特殊之處。文章基于生態(tài)學理論，針對計算機類課程，運用生態(tài)系統(tǒng)理論，分析了翻轉課堂網(wǎng)絡學習空間中的生態(tài)關系，提升網(wǎng)絡學習空間的教學效果，推動高等教育計算機類課程的教學變革，進而打造個性、開放、活力、共享、高效的網(wǎng)絡學習空間新生態(tài)。

關鍵詞：翻轉課堂;計算機類課程;網(wǎng)絡學習空間;生態(tài)化

中圖分類號：G40-057? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）05-0180-04

An Ecological Study on the Network Learning Space of

Flipped Classroom Computer Courses

PAN Youshun，GUAN Yu，LIU Jie

（Moutai Institute Department of Brewing Engineering Automation，Zunyi? 564500，China）

Abstract：With the development of higher education reform，network learning space has been widely applied in higher education. As the mainstream teaching mode，flipped classroom has been integrated into the teaching practice of colleges and universities. Computer courses in colleges and universities are subject of strong theory and practice，and the network learning space also has its special features. Based on ecology theory，in view of the computer courses，on the basis of the theory of ecological system，analyzes the ecological relationship of flipped online learning classroom space，improve the teaching effect of network learning space，Promote the teaching reform of computer courses in higher education，and then create a new ecology of personalized，open，dynamic，shared and efficient online learning space.

Keywords：flipped classroom;computer courses;online learning space;ecologicalization

0? 引? 言

隨著信息化不斷在高等教育的深入發(fā)展，混合式教學中翻轉課堂作為主流教學模式逐漸被師生認可。翻轉課堂重新設計教學內(nèi)容的組織結構，顛倒傳統(tǒng)教學流程。其實質是將課前在線自主學習和課中線下教學相結合，其核心是培養(yǎng)學生的解決問題能力和創(chuàng)新實踐能力，突顯了以學生為中心的育人理念?！督逃畔⒒?.0行動計劃》提出要加強虛擬的網(wǎng)絡學習空間與物理的教學空間的良性互動，推動教學活動在網(wǎng)絡學習空間中發(fā)揮重要作用?！?019年教育信息化工作要點》指出：統(tǒng)籌推進實名制網(wǎng)絡學習空間的建設與應用，從覆蓋范圍和廣度上推動網(wǎng)絡學習空間創(chuàng)建數(shù)量規(guī)模，從演變進化和深度上推進已形成一定規(guī)模的“網(wǎng)絡學習空間人人通”的進程[1]。

高校計算機類課程培養(yǎng)目標就是讓學生學會運用所學知識，將計算機作為工具進行數(shù)據(jù)處理、軟件開發(fā)、項目設計等內(nèi)容實踐。計算機類課程具有理論復雜和實踐性強、操作步驟繁多、章節(jié)知識點間聯(lián)系緊密等特點，需要學生課后進行大量上機實踐才能熟練掌握。在傳統(tǒng)課堂上，這些是很難實現(xiàn)的。因此需要充分利用信息技術，豐富并創(chuàng)新計算機類課程教育技術，在高等教育中推行翻轉課堂教學模式，建立完善網(wǎng)絡學習空間。

然而網(wǎng)絡學習空間在應用中出現(xiàn)了空間舒適度差、教學資源質量低、教學共同體關系失衡、教學關系混亂等現(xiàn)象，造成內(nèi)部要素聯(lián)通性差、缺少活力，嚴重阻礙學習空間的可持續(xù)發(fā)展，難以滿足教育共同體的需求變化，不易實現(xiàn)學習空間教育個性化。同時，網(wǎng)絡學習空間也是一個人工網(wǎng)絡生態(tài)系統(tǒng)，其內(nèi)部要素互聯(lián)互通形成穩(wěn)定教學關系。關注學習者與其他要素間的關系，并強調內(nèi)部的整體性和系統(tǒng)性，主要目的是服務于教學共同體需要，提升教學效果。因此，文章針對我校計算機類課程教學現(xiàn)狀，給出了基于翻轉課堂網(wǎng)絡學習空間的構成要素，應用生態(tài)系統(tǒng)思想，分析網(wǎng)絡學習空間構成要素之間所具有的生態(tài)關系，以期為改善網(wǎng)絡學習空間的黏度和提高計算機課程的教學質量提供參考借鑒。

1? 理論概述

1.1? 翻轉課堂概述

翻轉課堂是在傳統(tǒng)教學模式基礎上，利用現(xiàn)代信息技術對當前教育教學方式的革新。翻轉了傳統(tǒng)課堂的教學流程，創(chuàng)新了以學生為中心的教學方式，可以實現(xiàn)教學個性化。這種教學模式的關鍵之處是翻轉了教學環(huán)節(jié)中“教”與“學”序列，將傳統(tǒng)教學流程調整為“學生先自主學習，教師后課堂教學”[2]。教師可以把教學資源預先發(fā)布到網(wǎng)絡學習空間上，學生在課前預先觀看各種形式的教學資源，獨立完成課前自學，并且做好筆記;教師在線下課堂進行答疑解惑。通過小組合作，學生進行實踐練習，完成學習任務。翻轉課堂教學模式能夠提升學習共享合作的意識，培養(yǎng)自主學習能力，使學生逐步形成“分析—評價—創(chuàng)新”的高級思維。

1.2? 網(wǎng)絡學習空間概述

網(wǎng)絡學習空間以共享資源、交互學習、創(chuàng)新教學為核心，涵蓋教、學、管三大模塊，方便開展“線上+線下”教學活動，能夠實現(xiàn)知識傳遞、知識內(nèi)化和知識拓展，提供各種教育應用服務，是實現(xiàn)教學資源開放、共創(chuàng)和共享的教學場所[1，3，4]。網(wǎng)絡學習空間提高了知識的獲取率，增強了教學安排的自由度，提升了學習交流的即時性，對于推動學生個性化學習以及提升教學效果也具有重要意義。

1.3? 生態(tài)系統(tǒng)概述

生態(tài)系統(tǒng)是指在自然界一定區(qū)域和一定時期內(nèi)，生物與周圍環(huán)境兩類要素之間進行物質、能量和信息的循環(huán)和流動，要素之間的復雜、有序、相互影響、相互制約、相互作用，并保持相對平衡的動態(tài)系統(tǒng)[5，6]。生態(tài)系統(tǒng)是開放的，物質和能量時刻在進行輸入和輸出;生態(tài)系統(tǒng)是平衡的，生物經(jīng)過長期進化不斷適應周圍環(huán)境的改變。因此，要保持生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)化水平就必須改進與提高系統(tǒng)要素的動態(tài)平衡，推動整個系統(tǒng)的健康發(fā)展。

2? 網(wǎng)絡學習空間構成要素

2.1? 教學共同體

教學共同體是網(wǎng)絡學習空間的關鍵要素，分為學習者、學習伙伴、教師、管理者。他們及他們之間的教學互動關系構成了目標一致的利益共同體。其中，學習者和教師是網(wǎng)絡學習空間中教學活動的主體。教師在教學活動中發(fā)揮主導作用，組織教學活動，指導學生學習，批閱學生作業(yè)。學習者在學習活動中發(fā)揮主體作用，在學習過程中充分表現(xiàn)了能動性、主動性和創(chuàng)造性。學習伙伴是學習者中的一部分，是合作學習過程中存在的學習者個體或群體。管理者為學習者和教師提供教學過程和學習過程的管理服務支持，維持網(wǎng)絡學習空間健康的生態(tài)關系。

2.2? 教學目標

教學目標在計算機類課程網(wǎng)絡學習空間中起著最根本的導向功能，指導學習空間中教學資源、教學活動和教學支持的設計建設。這里的教學目標包含兩部分：教師的預設目標和學生的學習目標。專業(yè)培養(yǎng)目標決定了課程目標，課程目標決定了教師的預設目標。學習者學習目標是自主生成。學習者基于計算機類課程定位，依據(jù)其學習經(jīng)驗和認知特征，以教師的預設目標為出發(fā)點，自主建立合適的學習目標。學習目標在教學活動過程中，不斷進行動態(tài)調整，不斷縮小預設目標和學習目標之間的距離。

2.3? 計算機類課程教學資源

教學資源是網(wǎng)絡學習空間為學習者提供的一切可利用的信息，包括教案、課件、測試題、課程資源、擴展資源、資源鏈接等。其存在形式有文字、視頻、語音、圖片、動畫等。教學資源是教師和學習者開展教學活動的基礎和養(yǎng)料。網(wǎng)絡學習空間教學資源具有生成性、開放性特點，在教學過程中不斷地增長、替換和更新。學習者在對共享性資源進行學習交互過程中，可以產(chǎn)生豐富的學習筆記、論文、作業(yè)等生成性資源。這些又成了網(wǎng)絡學習空間中新的教學資源，建立個性化知識體系。

2.4? 翻轉課堂教學活動

網(wǎng)絡學習空間具有跨時空特性，允許學習者隨時隨地開展線上交流、知識建構、互動體驗等。翻轉課堂教學活動是整個計算機類課程網(wǎng)絡學習空間中最重要的教學環(huán)節(jié)，是整個網(wǎng)絡學習空間開展生態(tài)化活動的軸心線。本文翻轉課堂教學模式包括三個典型階段：課前線上教學、課中線下教學和課后教學反思。在課前線上教學階段，學習者在課前自主學習教師提供的線上教學資料。教師課前通過分析學習者學習風格和認知特點編制適合的教學目標，運用數(shù)據(jù)挖掘技術建立合適的教學資源的媒體形式，網(wǎng)絡學習空間通過學習個性化推薦功能，將教學活動序列和教學資源適應性地呈現(xiàn)給學習者。學習者按教學目標，自主完成學習任務，實現(xiàn)學習目標，完成知識傳遞。在課中線下教學階段，教師根據(jù)課前線上教學效果反饋和教學目標設計課中教學環(huán)節(jié)，包括制作課件、設計測試題、設計問題或項目等教學資源。在課堂活動的組織中充分考慮知識內(nèi)化、深度學習，甚至創(chuàng)新，調動學生課堂主動參與性及對兩級化學生團體的協(xié)調，以及對學生創(chuàng)造性的引導與課堂節(jié)奏的調控，開展理論講授、小組合作、問題探究等不同教學法，針對不同的教學資源，采用不同的教學方法和策略。同時對學習者進行學習過程評價。在課后教學反思階段，教師可以有針對性地對學生進行個性化輔導，幫助薄弱學生達到學習目標，指導優(yōu)秀學生適當拓展知識。學生要對學習結果進行總結反思，整理學習過程中的優(yōu)秀表現(xiàn)和存在的問題，調節(jié)學習節(jié)奏和策略。教師要根據(jù)教學過程中出現(xiàn)的問題，對各環(huán)節(jié)中的內(nèi)容、手段、方法等進行總結和優(yōu)化，促進教師自身發(fā)展，實現(xiàn)教學相長。

2.5? 教學支持

教學支持是指對翻轉課堂網(wǎng)絡學習空間及其開展教學活動所提供的支持服務。文章教學支持主要包括生態(tài)理論、技術支持和學習評價三個方面。

生態(tài)理論為計算機類課程網(wǎng)絡學習空間展現(xiàn)優(yōu)質的虛擬學習環(huán)境的整體性、協(xié)調性提供一種設計理念或思想;生態(tài)系統(tǒng)中各要素之間存在著復雜的聯(lián)系，這些復雜聯(lián)系是構成網(wǎng)絡學習空間生態(tài)關系的基礎。網(wǎng)絡學習空間引用生態(tài)理論構建生態(tài)化的教學系統(tǒng)，不斷進化和平衡系統(tǒng)間各要素，增強學習者粘性和可持續(xù)發(fā)展能力。

技術支持主要包括大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術。對網(wǎng)絡學習空間建構與教學共同體開展的生態(tài)化交互提供技術支持。利用云計算的按需部署，分別為教學共同體用戶提供不同需要的資源進行部署。利用云計算虛擬化技術為網(wǎng)絡學習空間提供部署環(huán)境;利用大數(shù)據(jù)技術分析學習者的學習記錄數(shù)據(jù)，并建立不同層次的精準的個性化學習推薦模型，向學習者推薦合適的學習資源。人工智能技術基于知識網(wǎng)絡、主題、語義關聯(lián)等方法將零散的知識按關系類聚構建較完整的教學體系，過濾無用垃圾資源，提供更高質量的教學資源。

學習評價是指對翻轉課堂網(wǎng)絡學習空間中學習者的學習效果進行學習分析評估。通常分為形成性評價、總結性評價。學習評價貫穿計算機類課堂翻轉課堂教學環(huán)節(jié)的三個階段。利用網(wǎng)絡學習空間具有的智能化評估功能，對學習者的學習效果和問題解決能力及表現(xiàn)進行評估與反饋。通過數(shù)據(jù)挖掘和在線文本信息分析把握學習小組或學習者個人學習動態(tài)，對學習質量進行科學有效和精準化的評定。

3? 基于翻轉課堂的計算機類網(wǎng)絡學習空間生態(tài)關系分析

基于翻轉課堂教學模式計算機類課程網(wǎng)絡學習空間存在多種錯綜復雜的關系。[7]結合其構成要素，從生態(tài)學視角，分析研究網(wǎng)絡學習空間的生態(tài)關系。主要論述以下兩個方面的生態(tài)關系。

3.1? 人際生態(tài)關系

計算機類課程網(wǎng)絡學習空間設計是為了更好地促進計算機類課程教學活動，實現(xiàn)教學目標。教學共同體是其中唯一的空間活動主體。按照角色分工的不同，主要包括學習者、學習伙伴、教師、管理者。學習者和教師是網(wǎng)絡學習空間中教學活動的主體;教師在教學活動中發(fā)揮主導作用，學習者在教學活動中發(fā)揮主體作用。

在計算機類課程網(wǎng)絡學習空間人工生態(tài)系統(tǒng)中的人際關系中，學習伙伴與學習者之間存在協(xié)作與競爭關系。協(xié)作表現(xiàn)在學習過程中產(chǎn)生的共享和合作。共享是學習伙伴與學習者對教學資源和學習成果的分享;合作是在共同參與問題或項目過程中小組的分工協(xié)作。競爭表現(xiàn)在學習過程中獲得教師和管理者的教學支持和學習評價結果差異上。學習者與教師之間存在供需關系。教師根據(jù)教學目標向學生提供教學資源和教學指導;學生利用教學資源在教師指導下完成學習任務，實現(xiàn)學習目標。管理者與學習者和教師之間存在服務與被服務關系。管理者為學習者和教師提供包括用戶注冊、教學協(xié)調、數(shù)據(jù)管理、成果認證等管理服務。網(wǎng)絡學習空間的教學共同體中每一名成員各司其職、相互協(xié)調、相互發(fā)展、互依互存，共同促進網(wǎng)絡學習空間人際生態(tài)關系穩(wěn)定健康發(fā)展。

3.2? 教學生態(tài)關系

計算機類課程網(wǎng)絡學習空間的核心職能是開展有關計算機知識的教學活動，在教學過程中，學習空間內(nèi)部要素間必然產(chǎn)生教學關系。教學關系是以教學活動為主線、以教學目標為導向、以教學資源和教學支持為教學活動提供服務的動態(tài)關系。其關系要素包括學習者、教學目標、教學活動、教學資源、教學支持。它們貫穿于翻轉課堂教學三個階段中。翻轉課堂中，教學活動包括自主學習、線上討論、任務驅動、問題探究、項目合作、小組討論、深度學習、教學反思等。翻轉課堂中的教學資源包括學習任務表、教學課件、教學視頻、前測練習、問題或項目等。下面從生態(tài)系統(tǒng)的平衡、進化、健康角度分析基于翻轉課堂網(wǎng)絡學習空間的教學關系。

（1）教學關系中的生態(tài)平衡，網(wǎng)絡學習空間生態(tài)系統(tǒng)需要保持平衡狀態(tài)，具體表現(xiàn)為兩個方面：一是教學目標與學習者最近發(fā)展區(qū)平衡;二是教學資源與學習者的當前認知需求。

教學目標處于持續(xù)變化的動態(tài)發(fā)展之中，隨著學習者學習不斷深入，教學目標定得過低或過高都不能滿足學習者的認知需求。教師通過形成性評價和終結性評價預測了解學習者的認知水平以及可能的發(fā)展水平。教學目標的設定要準確把握最近發(fā)展區(qū)。設定合理的教學目標，需要不斷維持教學目標與學習者最近發(fā)展區(qū)相對平衡，學習者可以實現(xiàn)高效學習，完成學習任務，達成教學目標。

在學習過程中，學習者對于教學資源的需求也是不斷演變的。生態(tài)化網(wǎng)絡學習空間提供的教學資源具備自適應性。在翻轉課堂教學三個階段中提供的教學資源的質量要不斷適應與滿足學習者當前的認知需求，不斷實現(xiàn)學習者在網(wǎng)絡學習空間中持續(xù)獲取知識的愿望，激發(fā)學習興趣與熱情。教學資源在網(wǎng)絡學習空間的形式和布局遵循簡單清晰、合理有效、美觀實用的原則，適時采用視頻、動畫、圖表等媒體形式，為教師和學習者進行討論、交流和分享提供了便利，提升學習者交互體驗。

（2）教學關系中的生態(tài)進化，教學關系生態(tài)進化表現(xiàn)為網(wǎng)絡學習空間教學資源的自生長性。教學資源需要不斷進化才能滿足學習者的求知需求。教學資源的自生長主要體現(xiàn)為教師與學習者自主生成新的教學資源。

通過翻轉課堂教學活動實施，教師和學習者在網(wǎng)絡學習空間中分享現(xiàn)有的教學資源的同時也生產(chǎn)新的教學資料。在課前線上教學與課中線下教學階段，學習者中會產(chǎn)生大量的學習筆記、作業(yè)、論文等碎片化的資料。在課前線上教學與課后教學反思階段，教師通過論壇解答學習者學習過程中的問題也會產(chǎn)生大量的教學音頻、視頻或文本記錄等碎片化的資料。這些碎片化資料通過大數(shù)據(jù)技術與聚合技術，生成滿足相似認知需求的學習者關于這一知識相對系統(tǒng)的新的教學資源，并自動加到網(wǎng)絡學習空間，為不同層次的教學共同體提供不同層次、不同種類的教學資源，使得網(wǎng)絡學習空間的教學資源得到源源不斷的補充，實現(xiàn)教學資源持續(xù)的進化，形成知識體系，使網(wǎng)絡學習空間中的教學資源成為教學共同體的共建共享教學資源。

（3）教學關系中的生態(tài)健康，生態(tài)化的網(wǎng)絡學習空間需要保持健康狀態(tài)，具體表現(xiàn)為兩個方面：一是教學共同體在教學活動過程中充滿活力的主動投入;二是教學共同體在網(wǎng)絡學習空間中形成穩(wěn)定的組織架構。

教師和學習者作為教學主體，在翻轉課堂三個教學階段中，根據(jù)教學目標主動投入到教學活動中，努力完成各項教學任務。師生、生生主動交流討論，在教學的過程中注重對知識的加工和創(chuàng)造，適時調整教學策略，積極開展基于問題或項目的教學活動，建立了友情，獲得了教學樂趣，便于對網(wǎng)絡學習空間保持長久的熱情。

組織架構是指一個系統(tǒng)中各要素的空間位置、聚散狀態(tài)、溝通方式以及各要素之間相互關系的一種框架?；诜D課堂網(wǎng)絡學習空間的組織結構是教學共同體通過分工協(xié)作，利用教學資源完成教學活動的一種穩(wěn)定的組織架構。網(wǎng)絡學習空間中教學共同體最重要的生物要素是學習者和教師。教師負責教學，學習者負責學習，教師明確教學目標并安排教學內(nèi)容，講解知識并解決學習者的問題;學習者參與教師的教學過程完成學習任務;教師負責評價，學習者接受評價。教師積極客觀評價學習者在教學過程中的學習表現(xiàn)，即過程性評價，也對學習結果進行總結性評價。教師服務，學習者被服務。教師根據(jù)學習者的特征為其提供教學資源和教學支持，并就學習者在教學活動中遇到的問題及時給予幫助。教學共同體在網(wǎng)絡學習空間中各司其職，形成了清晰的組織結構，提高網(wǎng)絡學習空間的使用效率。

4? 結? 論

隨著教育信息化的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡學習空間會更加廣泛地應用于教與學，針對計算機類課程，將翻轉課堂教學模式與網(wǎng)絡學習空間結合，將有助于進一步落實以學習者為中心計算機類課程教學改革。本文總結了網(wǎng)絡學習空間要素，在生態(tài)化理論的基礎上，探究了系統(tǒng)要素之間平衡、進化、健康的生態(tài)關系，共同創(chuàng)設網(wǎng)絡學習生態(tài)，體現(xiàn)了網(wǎng)絡學習空間可持續(xù)發(fā)展的潛力。未來希望通過量化研究來具體分析各要素的相互影響程度與動態(tài)仿真過程，促進計算機類課程網(wǎng)絡學習空間健康發(fā)展，提升個性化學習效果。

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作者簡介：潘有順（1977-），男，漢族，江蘇淮安人，副教授，高級實驗師，碩士，研究方向：信息技術教育。