翻转课堂课前交互式教学模式研究
本文由《现代教育技术》杂志授权发布
作者：曾明星、蔡国民、姚小云
吉首大学软件服务外包学院，湖南张家界427000
摘要
在翻转课堂课前教学中，师生在空间上分离，学生学习通常处于一种“游离”状态，缺少面对面交流与现场监控，教学质量难以保证。构建由交互中心平台、主体、客体、工具及行为等组成的多维、立体交互式翻转课堂课前教学系统，从教学流程、教学内容、教学环境、交流工具、学习主体等方面提高系统的交互程度，不但可以实现对学生的远程监控，而且可以激发学生学习的主动性、积极性，提升教学效果。
关键词：翻转课堂；交互式教学；交互行为；交互内容；交互环境
一、问题的提出
翻转课堂翻转了传统课堂的教学流程与教学结构，是知识传授与知识内化的颠倒。近年来，国内外学者对翻转课堂教学模式进行了较多研究， Talbert[1]教授结合线性代数课程实践总结出了翻转课堂实施模型并取得了良好的效果，模型包括课前和课中两个阶段：课前，学生在家观看教学视频，再进行针对性地练习；课中，学生快速完成少量测评，然后通过问题研讨来完成知识的内化，最后，进行总结与反馈。张金磊等[2]在Robert Talbert模型的基础上，构建了以信息技术和活动学习为有力杠杆的翻转课堂模型，包括课前和课堂学习两个过程。沈书生等[3]构建了以课外、课内为时间分段，以学生为中心，以电子书包为核心技术手段的翻转课堂模式。总体上，学者们提出的翻转课堂模式分为两个环节：课前学生通过观看教学视频学习新知识；课内学生通过参加教师组织的课堂活动实现知识内化。翻转课堂效果离不开这两个环节的教学设计，相对前者更为重要。因为课前师生在空间上分离，教师失去了现场监控的条件，其教学效果主要取决于：视频讲解是否透彻？是否能吸引学生？有疑问时是否能及时得到解答？教学系统是否具有强交互性，能否有效监控、评价学生学习的全过程？
二、交互式教学释义
教学必须是基于教师和学生之间的交互作用来实现其目标的活动，缺少任何一方，都不能成为教学，即教学本身具有交互性[4]。目前，西方国家普遍采用和推崇交互式的教学模式，这种模式有助于营造学生动脑思考的氛围，激发学生自主学习的潜能、积极性，激活学生探究未知领域的兴趣，培养学生的创新意识和合作精神，提高教学效率[5]。
早在1982年，美国教育心理学家Brown,A L & Palincsar,AS[6]提出了交互式教学（Reciprocal Teaching）这一概念。蔡宪[7]认为，交互（Interactive）原本是一个计算机术语，是系统接收来自终端的输入，进行处理，并把结果返回到终端的过程，即“人一机”对话。王素琴等[8]认为，随着计算机在教育领域中的应用，交互一词也被赋予了教育意义，交互式教学不仅指计算机系统的人机交互，还包括人与人之间的互动和交往。刘珍芳[9]认为，多媒体环境中的交互主要指教师、学生、计算机之间的相互交流与交互作用。陈丽认为[10]教学交互包括师生、生生之间的交流，也包括学生和各种物化资源之间的相互作用。李如密、侯会美[11]认为，交互式教学是指在主体间（包括师生、生生等）的交往中共同参与的教学活动。李广凤[12]认为，交互式教学将学习建立在师生信息和情感交流需求的基础之上，教师扮演组织者和促进者角色，学生则通过自主学习、合作学习、探究学习，在交互中不断提高能力。李如密、李广凤等均强调交互是人与人之间的互动与交流，未涉及人机交互。美国学者David Jaffee[13]论述了远程交互式教学的四个原则：交互性、主动学习、相互适应与协作。
综上所述，交互式教学的本质是通过人与人、人与环境之间的交互作用，促进学习者自主学习、合作学习、探究学习，实现教学相长的过程。
三、翻转课堂课前交互式教学模式设计
翻转课堂课前交互式教学模式如图1所示，主要由交互中心平台、交互主体、交互客体、交互工具、交互行为等构成：
1、交互中心平台
翻转课堂网络教学平台是教师教学、学生学习的中心平台，也是师生信息交换的中心。为了降低学校固定资产投资成本、维护运行费用，为师生提供便利，可以建立云计算网络教学平台。在云计算技术环境下，将学生课前学习、课内学习、师生交流、学生管理等管理子系统封装成“云服务”，也可以将电子教材、案例、项目、微视频、课件、训练、试题库、答案等各种教学资源封装成“云服务”向师生提供，共享教学资源，提高资源的利用率[14]。师生无时空限制，可以使用智能手机、PDA或平板电脑等瘦客户端或PC机登陆云计算网络教学平台。教师可直接在“云”中开发、上传各种教学资源，还可以运用学生管理及学习过程统计功能监控、评价学生课前学习情况。学生可以登录教学平台课前学习子系统观看教学视频、进行在线练习，即时检验学习效果，还可以浏览和学习其他课程资源，建立自己的学习资源库和学习计划，学习中遇到问题时可以通过教学平台站内论坛或其他交流工具与教师或其他学生进行交流。
2、交互主体、客体、工具
翻转课堂课前教学交互主体包括学生、教师、教学环境。学生在所有交互主体中处于核心地位，教学环节与交互环节的设计应紧紧围绕学生主体学习目标的达成而进行。教师是教学过程的组织者、资源开发者，学生学习的指导者与监督者。教学环境包含交互中心平台、教学内容及其呈现形式、物理环境，其中教学内容包括知识点讲解、训练题、案例、项目、问题、答案等，教学内容既是交互的主体，又是交互的客体；物理环境主要指网络、客户端浏览器及各种应用软件。教学交互的客体或交互的对象为教学内容。教师登陆平台开发资源与组织教学，主要是教师与教学环境之间的交互作用，属于人—机交互。学生登陆平台学习与训练，主要是学生与教学内容、教学环境之间的相互作用，也属于人—机交互。对于未能解决的问题，学生通过网络交流工具与教师或其他学生进行在线互动或离线交流，属于人—机—人远程交互。
交互工具种类很多，如传统的表情手势、语言符号、笔墨纸砚等是人与人面对面的常用交互工具和手段；黑板加粉笔、实物、图画、情景、操作、演示、模拟等直观物品和行为动作，提升了传统课堂教学的交互水平；从书写白板到电子白板再到交互式电子白板，交互手段有了新的发展。在翻转课堂课前教学中，则主要运用论坛、社交网站、微博、微信、飞信、E-mail、QQ等现代信息交流工具，进行非面对面的远程交互。
3、交互行为
在面对面时，只要一方能听见另一方的谈话，并且双方得以相互确认，就实现了交互；或者一方能够看见另一方的表情，彼此间心知肚明，也就实现了交互。这种听得着、看得见的和听见或看见后作出的反应程度就是交互性[15]。无论是人—机交互，还是人—机—人交互，其交互行为与交互程度将影响学生的学习效果，不同的教学环节对交互性的要求也不一样。综合杨潇堃等学者的观点，翻转课堂课前教学交互行为可以分为交互性递增的四种类型，如图2所示：
直觉式交互。学生通过自行浏览学习提纲、要点，观看教学视频即可理解学习内容，或通过感官获取相关信息，不需仔细思考，凭直觉即可做出正确的判断或者选择，基本未涉及疑难问题的探讨，这是一种浅层次的初级交互。这种交互也包括教师帮助学生获取学习信息，指导学生学习方法与知识点选择等。直觉式交互要求设计的教学内容浅显易懂，容易入门，不让学生“望而却步”，进而失去学习的动力。学生课前通过观看教学视频学习新知识的过程主要是一种直觉式交互。
反思式交互。观看视频与训练测验中遇到问题时，学生能自主分析、思考与反思，或对未解决的问题通过交流工具求助于教师或其他学生，属于反思式交互。反思式交互包括学生与学习内容、学习环境、师生之间的交互，学生处于冷静思考、积极探索、渴求知识的状态。学生通过交互实现对知识的加工，接收信息与发送信息双向进行。因此，视频内容与训练题的设计要有探索性，呈现的方式应能高度吸引学生，这是反思式交互的基本要求。这种交互主要发生在学生训练测验过程中，观看视频与交流探讨的过程也有反思式交互行为。
生成式交互。学生完成一定的学习内容之后，通过与教师或与其他学生相互分享新资源、新观点、新见解，对学习资源进行再加工，或是为完成认知产品进行的互动构建过程，为生成式交互。交互过程学生处于一种渴望创新、高度兴奋的状态，其主要特征是通过思维碰撞、交融与深度思考构建新知识、新内容，探索新领域，提高学生的思维与创新能力。如：学生之间通过网络交流学习成果，共同探讨解决疑难问题；师生之间进行“头脑风暴”式互动，引导学生思考深层次问题。因此，生成式交互中设计的相关教学问题要富有挑战性、可拓展性。课前交流探讨主要是一种生成式交互，若在训练测验过程中嵌入了深度互动，也属于生成式交互。
沉浸式交互。沉浸式交互是通过构建虚拟现实环境，将学生沉浸到特定的情境中学习，为完成知识构建或迁移而进行的深度交互，即“虚拟现实+生成式交互”。如构建“5R”（Real Training Projects、Real Project Role、Real Job Process、Real Working Condition、Real Work Pressure）教学环境，让学生身临其境地感受企业“真实”工作氛围，在特定的教学环境中进行训练、交流，理解理论、构建知识；或学生与教师之间相互调换角色，扮演、模拟交际活动等。沉浸式交互通常发生于特定教学情境之下的交流探讨或嵌入了互动交流的训练测验过程中。
四、翻转课堂课前交互式教学实现路径
1、设计交互性教学流程
（1）学生先观看微视频，后进行训练与测验，不能颠倒，也不能跳跃。未完成这两个过程，当天的平时成绩被评为零分，可避免“偷懒”行为。（2）交互性微视频观看流程：学生观看导入问题—知识点讲解—提示学生思考，自动将学生引入分析并解决问题的构建过程。（3）学生训练题按先后顺序完成，每做一题，机器即时评判，提示是否做下一题或重做。学生想要进入下一阶段学习必须对所学内容达到一定的正确率，否则系统不能通过。为了训练学生自己分析错误并找到正确的解决方案，机器评判不采用直接提供答案的反馈方法，在第一、二次练习时系统只告诉学生错误，第三次尝试仍然不对时才会显示正确答案。
2、构建交互性教学内容
在翻转课堂中，视频内容、视觉效果、时间长短等对学生的学习效果有着重要的影响[2]。首先，视频内容要求简明、清晰、到位地解释知识点，具有逻辑性、层次性、递进性，同时要注意讲授的节奏、选取的例子与互动策略[16]。其次，通过采用文字、声音、色彩、动画、影像等多种媒体形式来完成教学过程，呈现的信息多维、立体、动态，能激活学生的感知器官，吸引注意力，增加理解深度[17]。教师自制的微视频，无论长短，一般只讲授一个知识点且紧紧围绕该知识点，力求让学生在视频长度的时间内，全面掌握所授知识点。第三，训练测验题既要具有较高的趣味性，又要涵盖知识点，具有知识性、探究性，难度适当，适合不同程度的学生。部分训练测验题的反馈方式采用漫画式调侃方式，以便创造轻松的训练氛围，提高交互性。
3、搭建交互性教学环境
交互中心平台应具有如下交互功能：（1）视频播放。视频的播放能满足学生个性化需要，具有速度调整、倒退、重放功能。（2）机器自动评分、过程记录与统计分析。机器自动评判学生所做的训练测验题并即时反馈，便于学生及时了解知识的掌握程度。系统自动记录、统计学生学习活动全过程及训练结果，如视频观看、训练测验痕迹，期末输出总评成绩。并且，学生可以随时查看自己每天的学习情况，系统自动提示课程不通过的条件，增加紧迫感。（3）多通道人机交互界面（Multi-Modual UserInter-face）。利用语音识别、手势输入、视线跟踪、感觉反馈等新的交互技术，以并行、非精确方式与系统交互，提高人机交互的自然性和高效性[18]。（4）虚拟训练环境。虚拟现实具有三个最突出的特征，即交互性、存在感和构想性[19]。运用三维图形生成技术，生成三维逼真的虚拟环境，通过进入虚拟空间进行实时互动、感知和操作虚拟世界中的各种对象，获得身临其境的感受。
4、运用交互性交流工具
在选择远程交互式教学工具时，需考虑到学习者的语言水平、输入能力、电脑技术、地方口音，还要考虑教学环节本身的特征。常用的交互性远程交流工具有：（1）非即时工具，如博客、论坛、E-mail、电子公告牌、电子答疑系统及QQ、微信离线留言等，便于有更多思考和组织话语的时间，其中，论坛是学习者交流的主要空间，可以发表话题，或围绕已有话题参与讨论，教师可每日上网浏览电子邮件和论坛上的帖子，并及时、准确地给予回复。（2）实时性、合作性强的互动交流工具，如聊天室、语音会议、视频会议等。QQ、MSN、飞信、微信等工具可以进行文字、语音和视频聊天与交流。QQ群、微信群可以进行多人互动聊天交流。（3）资源分享工具。如视频分享网站、社会化书签、网站导航（Web tour）、应用共享视窗（Applications haring）、FaceBook小组等，学生可以在网页上分享学习资源。
5、培育交互性学习主体
交互式教学系统要求培育善于互动学习的学习主体。（1）营造宽松、民主、和谐的学习氛围，构建相互尊重、相互理解、团结、信任的人际关系，培养学生的团队学习、协作学习精神，使每个学生既能发展自我，又能促进他人能力的提高；（2）倡导以学生为本的现代教育理念，尊重学生，为所有学生创造思考、表现、体验成功的机会，营造积极进取、勇于探索的学习氛围；（3）建立和形成发挥学生主体性的多样化学习方式，促使学生主动地、富有个性化地学习。
五、结束语
交互中心平台、主体、客体、工具及行为等组成翻转课堂课前交互式教学系统，其中云计算交互中心平台是信息交换的核心，教学流程、教学内容、教学环境、交流工具、学习主体等的交互性决定了系统整体交互行为及其交互程度。高交互性的教学系统，不但能够记录学生的学习过程，及时统计学习状况，便于教师有针对性地组织课堂活动，从根本上解决课前教学因师生在空间上分离而引发的“失控”状态，真正实现对学生的远程管理与监控；而且能让学生身临其境地感受互动学习氛围，激发学习潜能、积极性和主动性，提升翻转课堂教学效果。
基金项目：2014年湖南省普通高等学校教学改革研究项目“基于MOOC的翻转课堂教学模式研究与实践”（湘教通〔2014〕247号）、2014年吉首大学教学改革重点研究项目（2014JSUJGA08）；2013年湖南省教育规划课题“教育生态视域下地方本科院校商科课程有效教学模式研究与实践”（xjk013BGD049）研究成果。
作者简介：曾明星，吉首大学，副教授，中南大学在读博士，研究方向为现代教育技术与教育社会学，邮箱为zengmingxing@126.com。
编辑：小西
转载自：《现代教育技术》杂志2015年Vol.25 No.3
排版、插图来自公众号：MOOC（微信号：openonline）
