基于M-learning的翻转课堂教学模式设计研究

卢志翔

(南宁学院 信息工程学院，广西 南宁 530200)



基于M-learning的翻转课堂教学模式设计研究

卢志翔

(南宁学院 信息工程学院，广西 南宁 530200)

摘要：通过对移动终端的优势分析和对翻转课堂的简单介绍，提出了在高校实施移动学习(M-learning)模式下翻转课堂教学的必要性，设计了适合于现代高校大学生学习的教学模式，实现了课堂教学质量提高和个性化教学的转变，以此推动高校移动学习(M-learning)模式下的教学实践的发展。

关键词：M-learning；翻转课堂；教学模式

一、问题提出

M-learning是mobile learning的简称，在国内通常被翻译成移动学习。它是指在终身学习的思想指导下，利用智能终端设备(如手机、PDA等)进行的远程学习。这是现代教育技术应用于教学的新的发展阶段，M-learning可以实现随时随地进行自由的学习。教学模式也随着移动技术的发展由电子学习(E-learning)转移到移动学习(M-learning)。2014年1月16日，中国互联网络信息中心(CNNIC)在京发布第33次《中国互联网络发展状况统计报告》。报告显示，截至2013年12月，中国网民规模达6.18亿，手机网民规模达5亿，继续保持稳定增长。10~29岁的网民占55.3%，学生依然是中国网民中最大的群体，占比25.5%，手机上网的网民占81%[1]。可见随着移动计算技术(mobile computing)的发展，移动智能终端设备在人民生活中成为不可或缺的产品，在高校学生中持有智能终端设备的比率在不断提高，这为在高校中实施M-learning成为可能。

翻转课堂教学模式起源地为美国科罗拉多州落基山的“林地公园”高中。2007年初，乔纳森·伯尔曼(Jon Bergmann)和亚伦·萨姆斯(Aaron Sams)把授课视频传到网络，要求学生在家看视频，以此帮助课堂缺席的学生补课。这种由教师制作课程视频，学生在课下看视频学习知识，课上师生面对面交流和解决问题的教学模式被称为“翻转课堂”(The Flipped Classroom)[2]。2011年“翻转课堂”成为教育者关注的热点，并被加拿大的《环球邮报》评为2011年影响课堂教学的重大技术变革[3]。

有效地实施翻转课堂教学模式，不是把授课和学习进行简单的时空调换。在翻转课堂教学模式中教师的角色从知识的传授者变为学习的指导者、督促者，课前借助电子设备和网络完成学习任务的精心设计，课中组织学生研讨以及解答问题。在翻转课堂中学生成为了学习过程的中心，从学习的被动接受者变为主动研究者，课前通过移动学习平台中教学视频等资料完成知识点的学习和问答练习，课中参加问题探讨，在学习过程中掌握了学习主动权。

二、高校教学在M-learning下实施“翻转课堂”的必要性

1.减轻教师工作压力，提高教学质量

由于近几年高校招生规模的扩大，教师的工作量也相应的增大，特别是担任校级公选课的教师，授课的门数、班数、批改作业量都很大，教学质量受到了很大影响。实施翻转课堂，把知识讲授以视频、课件等网络电子文档形式传递给学生，让学生在课前自主完成部分学习；课中教师可以减少知识点讲授，增加师生交流和解决问题的时间。在交流和解决问题的过程中，教师有更多的时间了解学生的学习状态，从而更好地调整课程教学进度。这种减少课堂讲授、增加课堂交流的教学模式可以减轻教师的授课压力，更好地把握教学进度、调节教学侧重点，同时提高教学质量。

2.满足个性化学习，尊重个体差异发展

高校影响教学质量的重要因素之一是教学难以适应不同能力水平的学生。招生的扩大，学生数量的增多，同一班级中学生水平参差不齐，有的学习兴趣浓厚，有的对教学内容感到困难跟不上学习进度，有的甚至放弃专业课程学习转向文体活动。高校教师都有这样的体会，就是很难把控学生的到课率和学习质量。翻转课堂符合高校强调个体自我发展的目标，学生可以自主选择课程学习，根据自身知识吸收能力自由控制学习进度。部分学生的学习任务太多或其他非学习活动太多，可以按照适合自己的进度学习，有助于其更加合理利用时间。有些学生适应不了高校大容量的授课内容，则可以自由回放教学视频、课件，调整自己的学习进度。翻转课堂在技术支持下，可以满足不同水平的学生在学习方面的不同需求。学生可以自定学习步调，自我选择学习时间、学习场所，可以自我控制内容和学习量。翻转课堂理论应用于高校教学，体现了以学生为中心并尊重学生的个体差异发展。

三、基于M-learning的翻转课堂教学模式设计与实施

美国富兰克林学院的Robert Talbert教授经过多年翻转课堂教学实验，总结出大众认同的翻转课堂实施结构模型[4](如图1所示)。

根据Robert Talbert教授的翻转课堂的实施结构图以及系统化教学设计理论、建构主义学习理论，参考文献[5]以学为主的教学设计和M-learning环境特性，笔者构建了较完善的基于M-learning的翻转课堂教学模式(如图2所示)。该模型主要由课程开发、课前知识传授、课内知识升华以及课后评价总结等四部分组成。

图1　Robert Talbert翻转课堂实施结构图

(一)课程开发

课程开发的主要工作是课件库制作、视频库录制、习题库制作、案例库制作及其他课程相关资料的制作。课件库、视频库等资料的制作，根据课程的性质和学生的认知规律，有针对性的教学设计，笔者认为视频以精编的微课程形式较好。微课程的视频时间短，一般10分钟左右，控制在学生注意力较集中的时间范围。每一段微视频都是根据教学设计录制的，内容一般都是课程的知识点。

图2　基于M-learning的翻转课堂教学模式

资源库素材的制作首先要对课程中每一章节的知识点和教学要求进行分析；然后编写教学设计，包括教学大纲编写、课件设计、教学视频设计、习题案例选编等；最后根据设计结果进行制作课件、录制视频和习题库案例库资料制作，并录入移动学习平台。课程资源库的制作是移动学习平台的基础，对后续的翻转课堂的实施起着关键作用。

(二)课前知识传授

翻转课堂的最大特点是课前学生自主学习，课前活动成为了翻转课堂的重要环节。课前知识传授主要由两个方面组成，一方面老师制定明确的学习任务，另一方面学生按照制定的任务进行课前学习。移动学习平台开发过程中，课前知识传授模块是技术难点也是翻转课堂实施的关键环节。本环节的设计主要集中在学习任务的制定和学习进度的控制，以及满足学习者的个性化学习需求上。

1.教师方面

课前知识传授模块中，老师角色的活动主要有四块：制定学习任务、推送学习任务、查询任务状态和个性化指导。

制定学习任务：基本的学习任务包括本次学习的目标、微视频、微课件、针对性练习以及其他学习资料。制定学习任务用到的资料可以从事先建立好的课程资源库中提取，也可以即时上传任务资源到任务模块中。任务中的各项学习资源可以根据该学习要求设定必学或选学。如任务中可以添加多个微视频，指定其中某一个微视频为必学，其它微视频仅供用户选学。学生只有学完必学任务才算完成整个学习任务。

推送学习任务：开发与服务器交互的移动平台时，获取服务器数据的方式主要有两种模式，即信息拉取(Pull)与信息推送(Push)模式(如图3所示)。Pull技术指智能终端有目的地在网络上主动查询信息，主要优点是针对性强，能满足用户个性化需求；缺点是及时性差，信源信息更新时移动终端不能及时拉取新动态信息。Push技术指用户有目的、即时或定时将信息主动发送到移动终端，不需要终端发出请求，其优点是及时性好，信源可以即时或定时推送动态信息。图3中Pull与Push模式比较可以看出Push广播式发送信息更适合学习任务的发布。在推送学习任务时可以选择即时推送或定时推送，移动终端都可以在课前及时接收到学习任务，这是M-learning应用于教学最大的优点。

图3　信息Pull与Push模式比较

查询学习任务状态：根据有限状态机相关理论[6]实现任务状态功能(如图4所示)，只有当前任务完成才能进入下一任务。为了便于统计分析，查询任务模块采用条形图统计任务状态(如图5所示)，图中横坐标表示任务进度，纵坐标表示参与本门课程学习的学生。从图中可以清晰直观体现学生任务进度状态，随时掌控学习的状态，便于教师进行个性化辅导和课堂内教学的组织。

个性指导：在学生课前活动过程中，可以通过即时发送信息跟教师进行沟通，教师也可以智能终端跟学生进行交互性指导。

图4　简单有限状态机转移图

图5　学习任务条形图

2.学生方面

课前知识传授模块中，学生角色的活动主要有两块：接受学习任务和查看历史任务。

学习任务由目标、微视频、课件、习题等组成，任务中必须完成部分做完才能算是完成学习任务。某一节课程的学习任务内部的任务目标、微视频、课件、习题等小任务，一般可以设计为无序的，只有完成所有必学部分才算任务完成。为更于记录任务进度，参照文献[7]，设计有限状态机表示学习任务状态(如图6)。

图6　学习进度状态转移图

黑色圆点表示状态起点，状态为“000”，圆角矩形表示状态，E1、E2、E3表示学习任务中的必学部分，如教学设计、微视频、课件、针对性习题等。当状态转变为“111”时，即完成本节学习任务。

图5体现课程学习整体进度，图6体现某一章节学习任务进度。学习任务都是按照知识认知过程设计，前后章节知识相互承接，一般上个任务没完成是很难完成下个任务的。在整体任务进度设计上，学生接受任务采用游戏通关模型设计，即完成当前任务才能挑战下一任务。这样的设计应用于教学，能够保证学习是按知识认知过程系统学习，同时也带有强迫性质，让不同能力水平的学生根据自身状态自主选择“通关”。在“通关”过程中，可以随时查看历史任务重复学习，也可以调取移动平台资源库中的资料自主学习。缺课的学生也可以通过图5所示了解自己学习的进度以及教学设计进度，方便自主调整学习进度。

(三)课内知识升华

通过课前知识传授，学生的学习任务“通关”过程已经掌握了基本知识，课内教师结合学生任务进度状态组织课堂活动。课内教学减少了很多不必要的知识点讲授时间，教师可以充分调动学生积极性，鼓励学生自主探究，有针对性地创设情景会话，解决遗留问题。通过完成课前学习任务，课内有针对性地进行个别辅导，实现差异教学提高整体教学质量。

(四)课后评价总结

通过课堂教学活动，学生总结反馈自己的学习效果，提出改进意见。教师收集整理反馈的学习效果或意见，记录教学过程存在的不足，调整和制定下个学习任务。

四、结束语

移动计算技术的发展，加快了M-learning平台的发展，新的移动技术结合翻转课堂理念应用于教学，既能满足学生个性化学习需求，又能让教师从课堂上得到解放，从教学的主导者变为学习的辅助者。本文针对高校学生学习问题提出的基于M-learning的翻转课堂教学模式能很好的控制学习进度和提高教学质量，推动M-learning和翻转课堂应用于高校教学实践的发展。

参考文献：

[1]第33次中国互联网络发展状况统计报告[EB/OL].http://www.cnnic.net.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201403/P020140305346585959798.pdf.

[2]张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育，2012(3):9-10.

[3]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012(4):46-51.

[4]Robert Talbert. Inverting the Linear Algebra Classroom[EB/OL]. http://prezi.com/dz0rbkpy6tam/inverting-the-linear-algebra-classroom.

[5]何克抗，郑永柏，谢幼如.教学系统设计[M].北京：北京师范大学出版社，2002.

[6]Kumar Chellapilla,David Czamecki.A preliminary investigation into evolving modular Finite State Machines,1999.

[7]吴忠良，赵磊.基于网络学习空间的翻转课堂教学模式初探[J].中国电化教育，2014(4):121-126.

[责任编辑王南山]

中图分类号：G434

文献标识码：A

文章编号：1008-6390(2015)01-0146-04

作者简介：卢志翔(1980-)，男，广西南宁人，讲师，硕士，主要从事计算机应用、智能算法研究。