翻转课堂的技术特征及发展趋势

刘邦奇

（三江学院 教务处，江苏 南京210012）

翻转课堂是一种将传统学习过程翻转过来的新兴教学模式，其基本要义是教学视频的应用及教学流程的颠倒。但是，我们并不能因此就认为翻转课堂仅仅是利用教学视频来颠倒课堂教学。事实上，随着现代信息技术的发展及其在教育领域广泛应用，技术与教学的融合更为深入，课堂学习过程中的各个要素、各个环节也随之发生了改变，整个教学模式、教学理念发生了颠覆性的变化，学校教育教学面临深刻的变革。这场变革的核心要素是技术因素，表现形式是课堂教学的应用。因此，对翻转课堂的技术特征及发展趋势进行专门探讨，基于技术视角研究翻转课堂的特点和规律，具有重要的意义。

一、翻转课堂的概念：基于技术视角的分析

所谓“翻转课堂”，是把传统学习过程翻转过来的一种教学模式，即学生在课前通过观看教学视频完成知识的自主学习，到了课堂上是师生面对面互动的场所，主要用于解答疑惑、讨论交流，从而提高课堂教学的效率和效果。可见，翻转课堂颠覆了传统的教学流程，它将“知识传递”的过程放在课前，从“先教后学”转变为“先学后教”，实现了知识内化的提前。

从技术的视角审视翻转课堂，对翻转课堂的技术支持最直接的认识是教学视频的应用。

国外最早进行翻转教学的实践探索无不以教学视频的制作与课前观看为基本手段。2000年美国Maureen Lage，Glenn P1att和Michael Treglia在迈阿密大学讲授“经济学入门”课程时最早采用了翻转教学的形式：利用互联网和多媒体让学生在家或者在实验室观看讲解视频，在课堂上以小组形式完成作业，这种教学模式已经具备了翻转课堂的基本形式[1]。2007年美国科罗拉多州的“林地公园”高中的化学教师乔纳森·伯尔曼(Jon Bergmann)和亚伦·萨姆斯(Aaron Sams)正式提出“翻转课堂”的理念及实践模式，他们使用录屏软件录制讲课视频，并将讲课视频上传到网络，以此帮助缺席的学生补课。后来这两位老师将这一做法推广到其他学生，受到了学生的广泛欢迎。从而引发翻转课堂的理念和模式在美国迅速流行起来。

自此人们开始普遍认识到视频、互联网等先进的信息技术对翻转课堂的支持作用。教学视频通常被认为是翻转方式的关键要素，翻转课堂的实现需要教师事先制作好教学课件或视频并对其进行加工处理后上传到网络，学生在家观看教学视频，并借助互联网获取其它优质教学资源进行学习，来完成知识的传递过程，而到了学校将课堂变成师生之间互动的场所，通过课堂探究、讨论引导学生完成“知识的内化”。这就是基于教学视频实现教学流程的翻转。

但是，教学视频的使用只是翻转课堂技术应用的形式之一，技术对课堂教学的支持不仅限于教学视频的使用，随着翻转课堂的实践探索不断深入和各种新技术的广泛应用，翻转课堂对技术的依赖程度不断加强，对包括视频在内的信息技术应用的要求也越来越高。“技术支持学习”体现在教学系统的各个要素、教学活动的各个环节，体现在技术支持和应用的各个方面。翻转课堂教学模式是以包括互联网、计算机等信息技术在教育领域的广泛应用为基础的，它打破了传统教学方式对学习时间和空间的限制，能把所有有价值的学习资料都随时随地提供给学习者，真正使教育走向了一个充满信息流通的开放环境[2]。国内有学者把“翻转课堂”定位为：它是将数字化校园的建设、信息技术的整合以及新课程改革相融合的一次意义重大的大胆的尝试[3]。由此看来，2011年加拿大的《环球邮报》将翻转课堂评为影响课堂教学的重大技术变革也是客观必然的。因此，正确、有效地进行翻转课堂的改革实践，必须树立基于技术学习的观念，也是正确的技术应用观念。仅就翻转课堂技术平台的开发应用来说，随着人们对翻转教学的认识不断提高，信息技术与教学的融合不断深化，技术对翻转课堂的支撑作用和翻转课堂对技术的依赖程度都在不断加强，翻转课堂技术平台呈现出互动化、社区化、泛在化、智能化等新的特点，翻转课堂正随着技术的发展进入新的阶段。

二、翻转课堂的技术动因和依据

翻转课堂的出现和发展，既是现代信息技术在学校教育领域广泛应用的产物，也是技术支持下教育和教学不断探索与实践的结果，基于技术学习是翻转课堂得到迅速发展的根本动因和依据。

1.基于技术学习是现代教育技术的本质要求

教育技术的本质特征是运用技术去优化教育和学习过程。美国教育传播与技术协会（简称AECT）在1994年发布的有关教育技术的定义目前在中国得到普遍认可：教育技术是关于学习资源和学习过程的设计、开发、利用、管理和评价的理论和实践。该定义将教育技术的研究对象表述为关于“学习过程”与“学习资源”的一系列理论与实践问题，改变了以往“教学过程”的提法，体现了现代教学观念从以教为中心转向以学为中心，从传授知识转向发展学生学习能力的重大转变。学习成为教育技术关注的焦点，从教育技术学发展的历史长河来看，它一直是致力于用技术的方法促进人类学习。所谓促进学习，就是利用技术帮助学习者学得更快、学得更有效、学得更容易、学得更经济。信息时代，新的教学理论要求学生由外部刺激的被动接受者转变为能积极进行信息处理的主动学习者，而教师要提供能帮助和促进学生学习的信息资源和学习环境，利用信息技术建造一个能支持全面学习、自主学习、协作学习、创造学习、终身学习的信息化教育环境。美国政府和学校历来重视技术在教育教学领域的应用，从1996年开始先后颁布过四个“国家教育技术计划”。2010年美国发布的新一轮国家教育技术计划《改革美国教育：技术支持的学习》指出，“技术支持的教育系统结构性变革”就是学生位于中心，与学生建立联系的是支持学生学习的人(教师、家长、同伴、指导者)，与学生手持学习终端相连接的技术和资源(信息管理和传播工具、知识建构工具、信息数据资源、在线辅导课程、以及学习社区、个人学习网络、共同志趣的伙伴、专家权威资源)等[4]。因此，技术对学习的支持表现为通过技术能为学习者提供全面的人力支持、技术支持、资源支持等，让学生主动地获取、吸收和内化知识，最终掌握知识。这也是为什么翻转课堂发源于美国，并在美国各类学校得到广泛应用的主要原因。

2.现代信息技术融入教育和学习的具体过程

数字化时代信息技术飞速发展和广泛应用，尤其是新世纪以来，网络通信技术、计算机技术的发展及多媒体数字设备的普及，数字摄像机、数码相机、高性能计算机进入了各行各业，笔记本电脑、iPad、iPhone、安卓等智能手机等也成为普通民众工作生活不可缺少的一部分。当今时代已经逐步转变为互联网、移动互联、云计算、大数据、微视频等多重技术融合的新时代，网络、云终端、移动设备、教学系统平台等的发展为现代教育教学提供了媒体技术支持。根据现代教学技术理论，不同的技术对课堂教学提供的支持能力是不一样的，这是由技术本身具有的教学功能所决定的。在教学媒体技术中，不同的教学媒体展现出不同的特性，在教学教研活动中得到不同的应用，得到广大教育工作者的青睐。从多媒体教学课件、讲课视频、精品课程资源，到网络教学、在线学习平台，以及近年来广泛应用的微课教学、大规模在线开放课程（MOOC）等，无不对课堂教学产生重要影响，使得CAI、CBE、CMI等理论与实践迅速发展。在数字化学习环境中，离不开以下几种技术：一是互联网通讯技术；二是计算机智能终端技术；三是多媒体显示和制作技术[5]。学习者在网络和计算机多媒体的支持下，可以获得学习过程中所要利用的各种信息和环境条件，在校内外完成主要的学习过程，技术支持能近乎全方位满足学习者的学习需要。

3.翻转课堂的实施离不开信息技术的支持

翻转课堂的实施需要信息技术的支持，教学视频的制作从前期的拍摄到后期的剪辑都离不开专业化的技术保障。学生在家观看教学视频需要网络、终端硬件设备及应用软件平台，师生、生生之间的交流也需要利用信息技术构建个性化与协作化的学习环境。翻转课堂的模式其实早在2000年左右已经形成，但是当时并没有被迅速传播开来，主要障碍就是学生课下可以利用的“视频资源”较少[6]。在后来国外成功开展翻转课堂的实践案例中，无不依赖于开发与应用先进的信息技术手段。例如，早期美国迈阿密大学的翻转教学，就是利用互联网和多媒体让学生在家或者在实验室观看讲解视频，在课堂上以小组形式完成作业。艾尔蒙湖(Lake Elmo)学校的特色之处在于教师能很好地将Moodle平台应用到教学中，鼓励学生在Moodle平台上进行协作学习，开展同学之间的互助讨论，促进学习共同体的形成。河畔联合（Riverside Unified）学区翻转课堂最大的特点是采用了基于iPad的数字化互动教材，里面融合了丰富的媒体材料，包括文本、图片、3D动画和视频等，还兼具笔记、交流与分享功能。

三、目前常用的翻转课堂技术平台分析

在翻转课堂的实施中，通常借助于一定的技术手段搭建支持教学和学习的技术平台，如教学资源类平台、网络学习类平台、移动学习类平台等。通过我们的调查研究看到，国内各级各类学校在课堂教学实践中积极进行了平台的开发和应用，目前比较常用的翻转课堂技术平台有以下几种模式。

1.微课教学平台

微课教学平台是通过云计算、移动端（云+端）等多项技术融合，为教师教学全新打造的集“上课、辅导、教研与微课制作”于一体的移动教学平台，是应用于移动终端（PAD、手机）的在线教学工具和微课制作工具。教师通过电脑、PAD、手机等录制工具，实现对微课的教学应用与管理功能，将围绕某一特定内容（知识点、习题、重难点内容等）的讲解电子化，由此形成短小、但内容完整的微课。微课是网络化教学和学习的基础，为学习者提供内容短小、主题突出、观看便捷的学习内容。基于微课教学平台，可实现多种灵活方便的教学形式，针对学生的接受和理解情况，围绕知识点或某一教学环节展开针对性的教学，真正实现个性化教学。

2.智慧学习平台

智慧学习平台是针对传统网络学习系统存在的不足，基于云计算、大数据、智能管理和自适应测验等新的技术，构建的新一代网络学习平台。智慧学习平台着眼于解决校本学习资源开发、教学交互、适应性学习和学习评测等问题，通过教学资源开发、数据挖掘、智能推送和学习评价反馈，为教师教学和学生学习的全过程提供智能化的技术支持，实现互动式、个性化、适应性学习，是大数据时代的新型网络学习平台。平台在应用设计上体现了基于动态学习数据分析的特点，对教学过程中生成的海量数据，用现代化的分析工具和方法对数据进行加工、挖掘和分析，基于数据分析的教学决策区别于传统的教学评价模型和方法，为实现技术支持下的智慧学习提供了关键的技术手段。

3.个性化网络空间

个性化网络空间，是基于Internet/Intranet，为每个学习者用户提供一个个性化、实名制的个人学习门户，学习者在这个网络空间中主动构建高度个性化和私密性的个人学习中心，围绕学习和学习事务处理等需要，把分离的、有利于学习的资源、资讯、工具和服务等聚合起来，方便管理和使用。同时，这个环境又是开放和共享的，学习者可以总结、反思其学习经验，搜集和分析学习资源，与他人进行交流及进行学习实践活动。个性化网络学习空间以其灵活多样的学习模式、动态开放的平台、丰富生动的学习内容，能有效地补充课堂教学中对学生主动性、创造性、积极性培养的不足，克服传统自学方式资源缺乏、学习方式单一的弊端，为互动式、多样化学习创造方便的条件。

4.网络学习社区

网络学习社区是以建构主义学习理论为理论基础，基于计算机信息处理技术、网络通信技术和多媒体技术建立的新型网络学习支撑平台。网络学习社区利用跨时空的、开放的、自由的网络虚拟环境，借助统一的软件平台，由各种不同类型的学习者及其助学者(包括教师、专家、辅导者等)共同构成一个交互的、协作的学习团体，其成员之间以网络和通信工具，最终形成具有共同社区文化心理的、生态式的社会关系共同体。网络学习社区创造了一个生态式的学习环境，社区的每个成员有共同的利益，每一个人都有参与创建和维护社区的权力和责任，他们在社区内通过共享信息、资源和彼此的思想观点、情感认知和经历来促进自身的学习与发展。

5.云端智慧教室

云端智慧教室是在传统智能教室的基础上，利用云计算、移动互联等现代信息技术构建的新一代智能教室。传统智能教室是依靠计算机和物联网技术，实现对教室所装备的视听、计算机、投影、交互白板等声、光、电设备进行智能控制和操作，有利于师生无缝地接入和使用多种媒体教学资源。云端智慧教室基于传统智能教室，依靠云计算、移动互联网、智能推送等新的技术，通过“云加端”的应用，实现了教室内多种终端设备的无缝连接和智能化运用，实现了教与学的立体沟通与交流，打破传统意义教室的时空概念，并重新定义了黑板、讲台等一系列传统意义上的教室应用，进而改变课堂结构，实现教与学的革命。

6.电子书包

电子书包是一个以学生为主体，以个人电子终端设备（如iPAD等）和数字化教育资源为载体，利用多媒体计算机、网络服务、云计算等技术开发的移动学习平台，是一个计算机支持的数字化协作学习空间。电子书包可以随身携带，承载着丰富的数字化教育资源，具有网络支持与服务功能，支持学校、家庭、社会教育系统中各要素之间的协同互动，贯穿于学生预习、上课、作业、辅导、评测等各个环节，覆盖课前、课中、课后全过程，支持师生、生生间的同步或异步交流与资源共享。基于电子书包，可以方便地开展移动学习、交互学习和泛在学习，满足学习者个性化学习。电子书包在学习领域中的应用，是学习现代化的一个重要标志，并因此引发了全球范围内的学习变革[7]。

四、翻转课堂技术平台的特点及发展趋势

对翻转课堂技术平台进行系统的梳理分析，有助于我们认清翻转课堂的技术发展特点，推进翻转课堂的实践应用。依据前述分析可以看到，随着现代信息技术的迅猛发展及其在教育领域的广泛应用，翻转课堂技术平台的开发应用也呈现新的特点和发展趋势，从单向的教学视频向互动学习资源转变，从单一学习工具向学习社区、网络学习空间拓展，从教学支撑平台向有意义的学习环境转变。以此为依托，翻转课堂已从初始的“教学视频应用和教学流程的颠倒”，走向“技术支持的学习和教学系统的结构性变革”，进入翻转课堂2.0时代。

1.从单向教学视频，向互动学习资源转变

在以往的网络公开课或在线教学中，大多是提供视频授课的录像、事先制作好的课件或录制好的讲座供学习者学习，如早期的开放教育资源（OCR）、开放课件运动(OCW)等。近年来，网络视频授课采用“微课”模式，即针对教学中的重点、难点等开发相应的微课视频，如可汗学院的“微视频”、TED的教育频道等。但这些类型的课程视频通常是单向的传播，学习者往往处于被动接受的状态，师生之间、生生之间缺少交流、互动和及时的反馈，缺乏学习者的参与。翻转课堂2.0的技术平台在微视频基础上，通过在授课视频中穿插提问、随堂测验和开展专题讨论，学习者利用QQ、微信、社交网络（SNS）及其他个性化学习工具主动浏览、获取相关信息，进行即时的信息互通，有利于课程实施过程中的交流、互动与反馈，增强了全过程、全方位的互动交流，如基于Moodle的网络课程学习等十分重视课程实施中的互动交流，构建了互动式学习资源。

2.从个体学习平台，向学习社区拓展

传统的课堂教学必须在现场进行面对面的讨论，由于时空的限制，形式和效率都受到影响。网络课件、教学视频为学生个体学习提供了丰富的学习资源，但讨论、协作仍难以实现。通过网络学习社区建设，在线讨论更加充分，开展立体化的讨论，实际上是对课堂教学结构的再设计。例如，采取近年来迅速推广的MOOC教学平台，通过互联网络建立开放的学习空间和学习资源，在线实现教师讲授、学生学习、师生和生生讨论交流、作业完成和提交、作业批改等功能。MOOC平台建立了由机器自动评测的交互式习题和测验，可自动生成自动化评估、发展性测验以及个性化的学业报表，并利用大数据技术，通过系统化的数据挖掘分析，为学习者提供学习评价和指导。MOOC积极鼓励、倡导学习者在完成作业或专题讨论的过程中，形成各种“在线学习群体”，全世界各地的学习者根据不同的主题和个人的兴趣爱好，在不同的社交网站上构建起互助、协作、交流的学习讨论区，就共同关注的问题进行分析讨论。这不仅把传统的学习系统涵盖进来，还形成了一个相比于传统教室更大的学习共同体。学习社区的构建与应用，是翻转课堂进入2.0时代的一个重要标志。

3.从固定学习场所，向泛在课堂转变

当今时代是一个技术多元化时代：互联网时代、微博时代、智能时代、移动时代、云时代等，未来的发展趋势是移动学习、智能化、云计算、互联网等技术相结合，从而进入移动互联时代，这个时代会使学习方式发生翻天覆地的变化，实现学生随时随地学习、碎片化学习、个性化学习。通过移动终端、数字化学与教的系统平台、云服务等的发展，把课堂教学转向课外或校外，使得传统的课堂向云端教室、泛在课堂转变，实现一切地点皆为教室。基于云计算及云端教室、泛在课堂，可以实现“云教育”模式。云计算取代个人电脑的全部功能，把我们需要的所有数据、软件都存储在云中，可以让我们在任何时间任何地点做任何与电脑相关的事，再也不用携带笔记本或者U盘。通过云计算搭建“云教育”平台，可以使更多教育资源集中起来，即时分享、互动，满足学习者的不同需求。过去用教科书和课堂讲授所能做到的，现在已转变为借助于学习技术和其他资源，实现了课堂无处不在，资源无处不有，这种转变能够有效地把面对面的课堂教学时间腾出来，实现个性化的学习，满足学习者个人针对性的需要，这标志着以学习者为中心的学习时代真正到来。这也是翻转课堂走向2.0时代和持续发展的教育价值所在。

4.从教学支撑系统，向有意义的学习环境转变

技术发展为教育创新提供了无限的可能性。翻转课堂2.0强调的是“抛出问题”，而不是简单的“抛出课堂”，以问题的提出或探索性学习为目的构建的课堂，其课堂技术平台的设计也将完全不同。问题化学习是把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，学习者通过协作互助和探究解决真实性问题，来探索和获取隐含于问题背后的科学知识，发展学生自主学习和探究的能力。因此，进行问题化学习需要设置有意义的问题情境，构建有利于解决问题的环境，技术在此起到非常重要的作用。乔纳森在《学会用技术解决问题——一个建构主义者的视角》一书中，详细说明了利用互联网学习、建构技术支持的学习共同体、技术支持的可视化学习、利用超媒体支持学习、在微世界和虚拟现实中的学习等技术支持下的各种有意义学习形式[8]。总体来说，这些技术的综合应用能够很好地构建一个数字化的学习环境和资源。在过去那种单向的教学视频、单一的网络教学支撑平台下，要想实现课堂的翻转很难，但是在这种新的、开放性的数字化学习环境中，教师可以很容易地收集、共享相关信息资源，开发微课程、微视频和互动资源，学生则可以通过网络随时随地获取这些学习资源，开展自主学习和合作学习，探究和解决真实问题，从而实现翻转课堂的教学目的。

[1]Maureen J.Lage,Glenn J.Platt,Michael Treglia.Inverting the class-roonll A gateway t0 creating an inclusive learning environment[J].The Journal of Economic Education,2000,(1)：30-43.

[2]宋朝霞,俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志,2014(1).

[3]刘健智,王丹.国内外关于翻转课堂的研究与实践评述[J].当代教育理论与实践,2014(2).

[4]何克抗.关于《美国2010国家教育技术计划》的学习与思考[J].电化教育研究,2011(4).

[5]赵卫兵.翻转课堂,助推教育改革的新亮点[J].中国信息技术教育,2013(12).

[6]陈玉琨,田爱丽.慕课与翻转课堂导论[M].华东师范大学出版社,2014.8.

[7]刘金玲.基于“云计算”环境的翻转课堂学习探究[J].计算机时代,2014(2).

[8]祝智庭,贺斌,沈德梅.信息化教育中的逆序创新[J].电化教育研究,2014(3).