翻轉課堂教學模式對知識網絡變動的影響

宋志剛 趙曉雨 張妍祺

[摘要]利用社會網絡分析，對翻轉課堂實施前后學生知識網絡的變化進行研究，通過對比發現，翻轉課堂拓寬了學生之間學習交流的渠道，知識網絡權利結構進一步分散;翻轉課堂降低了意見領袖對知識網絡的影響力，使更多學生有機會與他人分享自己的觀點;翻轉課堂有利于學習共同體的凝聚，大學宿舍關系對學習共同體的形成有重要影響。

[關鍵詞]翻轉課堂;知識網絡;學習共同體

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]1005-152X（2021）12-0136-06

Influence of Flipped Classroom Teaching Mode on Knowledge Network Changes

SONG Zhigang，ZHAO Xiaoyu，ZHANGYanqi

（School of Management Engineering，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou 450046，China）

Abstract：In this paper，we studied on the changes of students' knowledge network before and after the flipped classroom mode was implemented through social network analysis. By comparison，we found that flipped classroom broadened the channels of learning and communication among the students，and further spread the rights structure of the knowledge network;the flipped classroom mode reduced the influence of opinion leaders on the knowledge network and gave the students more opportunity to share their views;and flipped classroom was conducive to the cohesion of the learning community，which was also greatly swayed by dormitory relationship.

Keywords：flipped classroom;knowledge network;learning community

0引言

當前研究者對翻轉課堂教學模式研究的不斷深入，相關研究主題已經從早期的教學模式設計[1-2]、先進性與局限性研究[3]、關鍵因素影響分析[4]、中西方文化差異的影響研究[5]等過渡到對教學本質、課堂教學策略的研究，使用的研究方法也開始從以理論思辨性的研究范式為主，轉向基于實驗、觀察、調查等方法的實證研究。在翻轉課堂教學目標的研究中，過往多以布魯姆教育目標為基礎，對翻轉課堂在高階目標實現中的作用進行分析，認為翻轉課堂可以在課前實現記憶、理解、應用等目標，在課堂活動中實現分析、評價、創造等目標[6]。隨著教育技術的不斷進步，社交技能的學習目標也開始受到重視，有學者提出翻轉課堂需要改變目標發展模式，轉向知識網絡構建和社會網絡形成目標上來[7]。學生的學習不僅為了掌握現有的知識，學習是在實踐、交往活動基礎上的“價值引導”與“自主構建”，更重要的是在知識建構中持續獲得新知識，不斷豐富自身的知識網絡。知識建構過程可利用的并非只有自有學習資源，一起學習的同伴也是一類重要的資源[8]。知識網絡的建構是個人知識建構和協同知識建構相互作用的結果。

由此可見學生群體的學習不僅可以通過學習資源進行，也可以通過人際關系來學習。學生可以在與其他學習者或專家的人際交往中獲得新學習內容。本研究對本院使用翻轉課堂進行學習的77名16 級學生進行研究，通過問卷調查收集數據，構建知識網絡，通過對比課程學習前后的知識網絡，揭示翻轉課堂教學模式下，學生在基于學習活動的人際交往過程中，知識網絡的變化過程及影響因素，從而為翻轉課堂教學模式設計和教學目標的設定提供依據。

1相關文獻綜述

知識網絡是人、企業等知識主體之間相互連接構成的網絡，作為社會網絡的一種，知識網絡涉及知識在不同主體間的流動與傳播[9]。就學生群體而言，知識網絡是由學生、教師等知識主體在知識交流過程中形成的關系網絡。由于知識網絡形成于知識主體的交互過程中，因此研究翻轉課堂教學模式對知識網絡的影響應當主要關注與交互有關的學習活動。

在翻轉課堂的文獻綜述類研究或知識圖譜研究中，同伴輔助學習、協作學習等與交互有關的詞匯出現頻率是比較高的，這些新型的學習方式對于知識網絡的變動有著重要的影響。同伴輔助學習是“通過積極幫助與自身地位平等的同伴來獲取知識和技能”。鄭蘭琴，等[10]的研究認為同伴輔助的焦點主要在認知層次，通過分享信息、解釋信息和提出問題等三種手段實現同伴輔助，并且多數學習者提供幫助的手段較少出現變遷。協作學習是一種“學習者以協作方式互動的情境”。協作學習可以帶來更深入的學習和共享理解[11]，它為學生提供發展社交技能的機會。在翻轉課堂中存在大量的協作學習活動，例如協作解決問題、合作完成項目、學習平臺中的討論區、社交網站等[8]。學生對自己的學習負責，在各類協作學習中，他們以主動模式學習，而教師的角色則轉變為學習的促進者。同時，由于課堂時間不再以簡單的知識傳遞為目標，教師有更多的時間進行協作小組活動以及與學生互動[12]。郝林曉，等[13]還指出，在翻轉課堂中，學生可以利用他們的課堂時間一起工作并參與協作學習。梁云真[14]認為交互系統包含學習者的問題解決行為和知識建構行為，其研究發現交互中的問題解決行為多集中于已有方案的對比辯論、提供可能的解決方案或相關信息兩個方面，而知識建構行為多集中于認知沖突、分享與澄清、意義協商三個階段。無論是同伴輔助學習，還是協作學習，學習者之間的有效交互都是這些新型的學習方式所關注的。

對于學習者之間交互關系的深入研究，當前主要針對在線學習活動。研究者們認為交互是在線學習活動最為顯著的特征。學習者的交互活動主要依托學習論壇，并且借由學習者之間的交互關系而形成某種特定的有序組合方式，王陸[15]、徐峰[16]稱之為學習網絡，阮玉嬌[17]稱之為學習者在線交互網絡。相關學者利用社會網絡分析方法，通過密度、互惠性、派系分布、結構洞等參數計算，對知識網絡結構開展了相應研究。這些研究提出了“意見領袖”的概念，認為意見領袖對于整個知識網絡的密度、互惠性、連通性等參數均有重要影響[18]。翻轉課堂作為一種混合式教學模式，融合了在線學習和教學活動的特點，學習者之間的交互作用與在線學習相類似。

結合社會網絡分析方法，還有學者對學習者個體進行研究。鄭蘭琴，等[10]發現在同伴互助的過程中，處于網絡核心位置、積極活躍的學習者并不多。梁云真[18]研究發現學習者在交互網絡中的重要性對其知識建構水平無顯著影響;但是處于交互網絡中較重要地位的學習者的學習成績顯著高于重要性低的學習者。這些對于學習者之間交互關系的研究提供了重要的理論與方法基礎，值得我們借鑒。

綜上所述，在線學習研究者關注了學習者交互作用的影響，翻轉課堂的課下學習過程中有在線學習的內容，這與前述研究有高度相似性，但是翻轉課堂的課堂教學活動中面對面的生生交互是在線學習所不具備的。翻轉課堂的學習者還具有班級、宿舍等社會關系屬性，這也不同于既往的在線學習。因此，研究翻轉課堂的知識網絡，分析學生間的知識網絡的變化，要考慮學生的社會關系，做更全面的分析。

2數據收集及處理

2.1數據收集過程

數據收集分為兩個階段。

第一階段：上課前，由學生自發組成11個學習小組展開“國際物流”這門課程的學習，每個小組的人數控制在3-7人之間，分別用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K表示各個學生的自發分組組別。開始課程學習之前，對所有學生進行問卷調查，核心問題為“在校期間，對于學習方面遇到問題，您曾經從誰那里得到過實質性的幫助？（限填3人，請輸入學號和姓名）”，依據該問題的答案構建課程初期的知識網絡矩陣。

第二階段：課程結束后，針對同一批學生，再進行一次問卷調查，核心問題為“在本學期《國際物流》課程的學習中，對于學習方面遇到問題，您曾經從誰那里得到過實質性的幫助？（限填3人，請輸入學號和姓名）”，依據答案構建課程后期的知識網絡矩陣。

此外，為了研究影響知識網絡的因素，本研究還收集了該專業學生學分績點情況以及學生入住的宿舍編號等資料。

2.2指標和數據處理

（1）節點編碼。網絡構建需要對每個學生進行節點編碼。節點編碼由三位碼組成，第一位碼表示自發分組組號，第二位碼表示班級，第三位碼占兩個字符，表示學位順序號。比如“B214”表示該學生自發分組在B組，是2班的學生，學號是14號。

（2）數據清理。清除退課、回答不符合要求等一系列無效數據，同時為保持期初和期末被調查人員的一致性，最終確定由77名學生形成網絡構建的全部節點。

（3）知識網絡矩陣。若1得到過2的幫助，則在在第1行第2列單元位置上賦值為1，由此形成77*77階的知識網絡矩陣。該矩陣是有向、非對稱矩陣，由此構建的知識網絡也是有向網絡。

（4）補充說明。通過將節點編碼與學生住宿情況進行比對后發現，學生自行分組過程中“宿舍”關系對分組的影響是比較大的，其中A組、K組同學全部來自同一宿舍，B組、C組只有一位同學來自其他宿舍，其它小組中來自同一宿舍的學生也占據大多數。從選課學生的學業情況看，一班、二班選課學生的平均學分績點分別為2.78和2.66，一班選課學生的總體學習情況好于二班。

3知識網絡的構建與對比

“國際物流”翻轉課堂效果調查在物流專業兩個班級展開，兩個班77名學生共同學習這門課程，相同的老師和課堂，因此構成一個相對封閉，有明確邊界的行動者集合，該行動者集合可看做一個整體，在翻轉課堂的實踐過程中，整體的結構是否會發生改變，結構的改變對各行動者的影響如何，這些問題的解決對翻轉課堂的實施管理，以及課堂效果的測量具有重要意義。研究利用UCINET軟件分析構建的知識網絡，通過計算網絡中心度、個體中心度、子群凝聚狀態等指標，從而對網絡的中心性和權利、子群結構、“意見領袖”等進行分析，并結合學生結課成績進一步明確翻轉課堂的實施效果。

（1）知識網絡。中心勢指數是社會關系網絡分析中用來衡量整體圖中心度的常用指標，中心勢指數是對群體權利的量化分析，反映了圖的總體整合度或者一致性。一般整體網絡若集中圍繞著某些權利節點，那么網絡中心勢會相對較大。期初和期末有向知識網絡構建結果如圖1、圖2所示。經過計算得到，期初知識網絡的標準化中間中心勢為0.048，中心勢指數偏小，網絡的權利關系較為分散。經過翻轉課堂教學模式的實施，期末標準化中間中心勢為0.025，中心勢指數進一步減少，知識網絡權利結構進一步分散，說明在學習過程中可以求助或依靠的節點更多更分散，學生通過翻轉課堂拓寬了學習交流的渠道。

進一步對圖1和圖2的分析可以發現，在期初知識網絡圖中，I235和D226節點在兩個班級的聯系中起到了重要作用，并且與上述兩個節點聯系的節點I135、C104和C138，形成的連接均為單向連接，即二班的兩位學生在日常學習中會經常向一班的三位學生請教問題。這與對兩個班的總體學習情況的分析是一致的。I235和D226節點對應的學生是二班學生中的意見領袖。在期末知識網絡圖中，通過翻轉課堂教學，在大量交互活動的影響下，學生間的知識網絡跨越班級界限，兩個班學生的知識網絡不再像期初一樣有著較為明確的界限分隔。

大學生的學習特征具有明顯的群體性和引導性，通常而言，具有相同學習動機和習慣的學生會自發的形成一個子群體，并且子群體中常常會產生一位“意見領袖”，該“意見領袖”對其他成員具有較強的示范和引導作用。因此翻轉課堂教學對整體知識網絡影響的研究，還可從權力者和子群的變化兩個方面展開。

（2）中心性-權利的量化分析。由學生節點組成的網絡中，每個節點的入向和出向強度不同，則個人在社會網絡中的權利和地位相對不同。社會網絡分析中用中心度來衡量節點的重要程度，測量中心度的指標很多，研究采用中間中心度指標作為衡量節點權利的標準，節點的中間中心度（Betweeness）刻畫了節點對網絡資源控制的程度，一般而言，一個節點處于許多其他點對的捷徑上，那么這個節點的中間中心度越高，中間中心度分為絕對中間中心度和相對中間中心度，研究采用相對中間中心度來衡量節點的中心性和權利。

從期初節點的相對中間中心度指標看，所有節點根據相對中間中心度可以分為四個類型，第一類型相對中間中心度最大，為0.106 0，是B139號節點，第二類型節點的相對中間中心度在0.01-0.1之間，相對較高，對網絡具有一定的控制力，第三類型節點相對中間中心度為0-0.01之間，第四類型節點相對中間中心度為零，對網絡毫無控制力和權利。

翻轉課程結束時，按照相同的中心度數值劃分規則將所有節點劃分到各類群。總體上看，70%的節點中心度在0.00-0.10之間，無特殊中心度節點出現，節點的中心度值趨向于平均化，單個節點的權力性明顯降低。由此可見翻轉課堂通過生生互動和師生互動，使得學生之間溝通渠道更加豐富，促使學生和學生之間的頻繁深度交流，單個學生對整體的控制力和引導性降低，學生之間聯系的復雜性加深，從而使得每個學生都能夠從多個渠道獲得各個方面的交流和咨詢，見表1。

（3）子群分析。采用K-核（K-core）的概念進行凝聚子群分析，如果一個子圖中全部點都至少與該子圖的K個其他點相鄰，那么這樣的子圖就成為K-核。

針對翻轉課堂實施前和實施后的兩次課堂調查結果，統一設置k=3，得到3-core的子圖，實施前后均將所有節點分為了4個聚類，4個聚類的類比結果見表2。

在利用UCINET進行的3-core分區中共形成4個聚類。其中第1個聚類和第4個聚類中成員的學習活動與班級其他成員的聯系較少或處于隔絕狀態，不具有典型意義。主要針對第2個和第3個聚類進行分析。上述兩個聚類中，來自同一小組中的同學形成了不同的小團體，這種小團體的聚類特征與翻轉課堂研究中提及的學習共同體有著類似的行為表現。可以認為這些小團體即國際物流課程中的一些學習共同體。經過翻轉課堂后，各小組中學生人數最多的學習共同體的規模多數情況都有所擴大。例如，J組和B組增加1人，C組、I組和F組增加2人，E組增加3人，D組增加4人。即在學生自發形成的11個組中，有7組中的學習共同體規模擴大。可見通過翻轉課堂教學可以有效幫助學生在小組學習的基礎上進一步凝聚學習共同體，從而借助學習共同體促進學生深度學習的產生。

進一步對學生的宿舍關系進行分析發現，原有的學習共同體均來自同一個宿舍，而在實施翻轉課堂，促進學習共同體規模擴大的過程中，被新吸收進學習共同體的共13名學生中，有12人是與其所加入的學習共同體成員為同一宿舍的舍友。由此可見，在大學生的學習生活中，宿舍關系對學生知識網絡的影響是非常重要的一個因素。

4研究結論及進一步研究的問題

4.1研究結論

翻轉課堂教學模式經歷一系列研究熱潮后逐漸轉入冷靜思考階段，停留在流程翻轉和教學視頻開發與應用層面的創新并不足以解決實踐中的疑惑。從知識建構來思考翻轉課堂教學模式，將成為翻轉課堂具有長久生命力的必然選擇[7]。翻轉課堂以各種類型的交互活動為中介點，在不同學習者之間形成各種人際聯系。學習者的知識建構過程可以利用這些關聯，與其他學習者交流并習得新的知識。本研究利用社會關系網絡理論對翻轉課堂教學模式下學生知識網絡的變動情況進行分析，研究得到以下結論：

（1）翻轉課堂教學模式拓寬了學生之間學習交流的渠道，知識網絡權利結構進一步分散，學生遇到問題時得到解決的途徑增加，跨越班級界限獲得幫助的機會增加。

（2）翻轉課堂教學模式降低了意見領袖對知識網絡的影響力，使更多學生有機會與他人分享自己的觀點，學生的社交能力得到進一步的提升。

（3）翻轉課堂教學模式有利于學習共同體的凝聚，多個層次的交流互動有利于學習共同體規模的擴大，大學宿舍關系對學習共同體的形成有重要影響。

4.2進一步研究的問題

在大學教育存在較為普遍的“大班額”情況下，教師在實施翻轉課堂教學時如何有效的進入學生的學習共同體，在師生之間構建新的學習共同體，使教師真正成為教學的積極推進者，還需要進一步的研究。此外，互聯網時代學習共同體的深度學習，需要相應的反饋機制，以方便教師及時掌握學生的學習情況，推動學生的學習向更深層次邁進，是否存在相應的反饋信息，如何有效識別等問題，將成為未來進一步研究的方向。

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