翻转课堂教学效果研究＊

李金城LI Jincheng

杭州电子科技大学，杭州 310018（Hangzhou Dianzi University，310018 Hangzhou）

翻转课堂教学效果研究＊

李金城LI Jincheng

杭州电子科技大学，杭州 310018（Hangzhou Dianzi University，310018 Hangzhou）

为探究国内外翻转课堂的教学效果，对CSSCI来源期刊和Web of Science数据库中翻转课堂实验类研究论文，进行了梳理和内容分析。结果表明，翻转课堂教学手段在提升学习者成绩方面是积极的。国内外均缺乏对翻转课堂教学的间接效果研究，CSSCI数据库中翻转课堂教学实验研究论文的数量较少，实验研究的规范性存在不足。建议在推进实施翻转课堂教学实践中，注重学校层面的整体性规划，通过注重教学实验研究的规范性，来深入研究翻转课堂的教学效果。

翻转课堂；教学实验；教学效果

一、引言

近几年，国内外掀起了翻转课堂教学实践与研究的热潮。根据中国知网的检索结果（2016年7月31日实施检索），以“翻转课堂”为主题词的研究论文已经超过万篇。

相比传统以教师讲授为中心的教学方法，翻转课堂能否显著提升教学效果？教学效果的提升主要体现在哪些方面？在何种条件下（课程类型、教学班规模、学生层次等）实施翻转课堂更加有效？

这些问题是一线教育工作者和政策制定者非常关注的问题，而来自常态教学的实验证据，将是回答这些问题的基础。

目前，国内外尚缺乏对翻转课堂教学的实验研究，也鲜有对实验类文章进行梳理与分析的研究成果。

因此，本研究在总结分析已有翻转课堂教学效果的研究内容与实验检验基本方法的基础上，对CSSCI来源期刊和Web of Science数据库中翻转课堂实验类研究论文进行了梳理和内容分析，考察了翻转课堂常态教学效果的实验证据，从翻转课堂在实施的课程、研究对象与规模、实施时间跨度等方面，对翻转课堂实验研究现状与不足进行了分析，为进一步深入研究翻转课堂教学效果提供了一些借鉴材料。

二、翻转课堂教学效果与实验检验方法分析

1．翻转课堂及其教学效果研究内容

翻转课堂（Flipped Classroom/Inverted Classroom）最早由美国中小学教师发起，即将原本在课堂上进行的教学活动放到课下进行，让学生按照他们的节奏来进行课程内容的学习，更加有效地利用时间[1]，其本质是为学习者营造个性化的学习环境，促进深度学习[2]。

与其他教学手段的效果研究一样，已有翻转课堂的教学效果研究内容是非常丰富的，可以分为直接效果与间接效果两类（见图1）。

图1 翻转课堂教学效果研究的内容①

直接效果包括学生出勤率、成绩、学习风格的改变等。间接效果包括学习习惯的改进、职业投入[3]，而批判性/创新性思维能力、解决问题能力的提高，则是翻转课堂教学手段的更高级目标。

2．教学效果的实验研究方法

教学实验一般采用实验研究与准实验（quasi-experimental）研究两种方法。实验研究是研究者运用科学实验的原理和方法，以一定的教育理论及假设为指导，有目的地操纵某些教育因素或教育条件，观察教育措施与教育效果之间的因果关系，从中探索教育规律的一种研究方法。

准实验研究是指在无法随机安排被研究对象的前提下，运用原始群体，在较为自然的情况下进行实验处理的研究方法。具体来讲，首先需要通过抽样获得被研究对象和观察对照对象，确定实验对象的基线水平，然后通过在实施教学手段前后采集或测量相关参数，最后运用统计方法进行比较与分析。

教学实验一般流程，具体如下（见图2）。

除了教学设计本身，影响实验结果科学性的关键因素，还包括抽样方法、量表的设计与检验、实验样本的差异分析，具体采用的统计方法等4个方面。

（1）抽样方法。随机抽样能够更好地代表总体的水平，从而避免在研究对象的选择方面存在明显的偏向，使实验结论更具可推广性。由于教学实验的特殊性，学生是自由加入实验或者由学籍注册制度统一安排，随机抽样难以实现。在条件容许的情况下，也可以对多个班级进行随机抽样，以确定实验组和对照组。

（2）样本基线差异。教学实验要求实验组与对照组的学习者，在各项基线上保持尽可能相同的水平，以排除样本的基线差异对结果的影响。学习者的基准水平，不但包括性别等人口统计学变量，而且包括学习者对参与实验的积极性，学习者学习准备水平[4]，学期成绩以及相关课程的成绩等。

有学者研究表明，学生的学习准备能力对翻转课堂教学效果有显著影响[4]。也有学者发现，学生的学习习惯对翻转课堂教学效果有重要影响[5]，性别对翻转课堂教学效果没有影响[6]。但也有研究表明，男生更容易在翻转课堂中受益[7]。

图1 翻转课堂教学效果研究的内容①

可见，样本基线差异的分析非常重要，在实验中我们需要分析或者排除这些因素对教学效果的影响。

（3）量表的设计与检验。根据实验数据的来源不同，不同教学效果的检验，需要借助不同方法获得数据。一般来讲，对于出勤率类数据可以直接观察和记录，而学生满意度、对翻转课堂的认知程度等，属于无法直接测量的潜在变量，需要通过量表进行测量。

一般情况下，可以在实验中采用经过他人检验的量表，也可以优化已有量表或者重新设计量表，量表的信度效度分析对结论的有效性有比较重要的影响。

（4）统计方法的选择。统计方法可以分为描述性统计分析和探索性统计分析，描述性统计分析是对数据的基本分析，而探索性统计分析重点考察数据间的显著性差异。教学实验常采用的探索性统计分析方法包括T检验，ANOVA（单因素方法分析），MANOVA（多因素方差分析），ANCOVA（协方差分析）以及相关性分析等。

三、研究问题与方法

本研究主要回答3个问题：国内外翻转课堂教学实验研究的现状如何？国内外翻转课堂在实施课程、研究对象、实施时间、研究对象规模方面呈现出什么特点？ 教学效果的提升主要体现在哪些方面？教学效果如何？

1．样本的抽样与筛选方法

（1）样本筛选。本研究选取CSSCI来源期刊、WOS（Web of Science）中以“翻转课堂”为主题的研究论文作为总体样本库。选择CSSCI来源期刊与WOS数据库的理由在于：一方面，入选期刊规范性较强，学术水平较高。另一方面，两个数据库均包括大量的教育类期刊。

为保证样本所展示研究结果具备科学性和规范性，本研究样本需满足3个条件：第一，样本以翻转课堂教学为主要手段。本研究不对样本中翻转课堂教学的设计环节进行考察。第二，样本属于采用实验方法或准实验方法的研究性论文，实验中设计了包含对照组和实验组。第三，采用了探索性统计分析，并得出了效果的显著性结论。因此，不包含对照组，未对实验组与对照组进行探索性统计分析的论文，不纳入本研究的考察范围。

第一步，在CSSCI来源期刊数据库中以“翻转课堂”为主题关键词，将所有题录导入Note Express管理工具，进行全文自动下载。在WOS核心数据库中以主题关键词为“flipped classroom” 或“inverted classroom” 或“flipped learning”，文献类型选择“Article”、语种选择“English”进行检索，将所有题录导入EndNote软件，进行全文自动下载，对于无法自动下载的采用手动下载和文献传递的方式获得全文。检索时间均为2016年7月31日。

CSSCI共检索得到论文214篇，教育学185篇，语言学16篇，图书馆、情报与文献学10篇，新闻与传播学2篇，体育学1篇，214篇论文均下载了全文数据。

在WOS数据库检索共获得论文143篇，教育研究101篇，化学15篇，工程12篇，计算机科学11篇，药理药学10篇。其中，通过手动下载与文献传递等方法均无法下载的有11篇全文数据，因此本文选择的WOS数据库样本总数为132篇，CSSCI数据库样本总数为214篇。

第二步，通过样本中文章标题、摘要、结论对论文进行初步筛选，剔除与翻转课堂无关以及采用定性分析方法的研究论文。最后，通过对剩余论文的研究问题、研究设计、研究方法，研究结论部分进行内容分析，依据本研究样本需满足的3个条件对论文进一步筛选，最终获得本研究的样本。

（2）样本的统计变量与记录方法。根据研究问题，本研究所关注的样本关键变量为“研究对象”、“课程名”、“教学周期”、“教学班人数”、“量表检验”、“统计方法”，“研究结论”。本研究依据这些变量，对筛选后得到的样本论文进行统计分析与记录。

四、研究发现

1．翻转课堂教学的实验研究现状

首先回答第1个研究问题：国内外翻转课堂教学实验研究的现状如何？

通过检索并下载全文共得到CSSCI数据库219篇论文，WOS数据库132篇论文。CSSCI数据库中满足本研究的论文样本数为13篇，占219篇论文的6.40%，占定量研究论文68篇的19.12%，定性研究论文共128篇，占219篇的63.05%。WOS数据库中满足本研究的论文样本数为32，占101篇的31.68%，占定量研究论文79篇的32.67%，定性研究论文占101篇的14.85%，（见表1）。相比WOS数据库，CSSCI数据库中定性研究论文居多，定量研究论文相对较少。满足本研究条件的翻转课堂实验研究样本，具体如下（见表2、表3）。

表1 本研究样本数量与分布特征

表2 样本统计变量的基本描述（CSSCI来源期刊）

续表2 样本统计变量的基本描述（CSSCI来源期刊）

表3 样本统计变量的基本描述（WOS数据库）

续表3 样本统计变量的基本描述（WOS数据库）

2．基于样本的国内外翻转课堂实施现状特征

国内外翻转课堂在实施课程、实施时间、研究对象、研究对象规模方面呈现出什么特点？现在回答第2个研究问题如下。

由表2、表3可以发现，目前国内外研究者主要以一门课程为案例进行翻转课堂实施的研究，所涉及到的课程以专业基础课程为主，课程的学科分布比较分散。CSSCI数据库13个样本中涉及语言类课程最多，共5个（占13个样本的38.46%），其中以英语课为主。英语是国内每位学习者的必修课，数字化教育资源相对丰富，英语考试与能力测评也相对标准化，这便于翻转课堂教学的实施与效果检验。WOS数据库32个样本中涉及最多的是医药健康类课程，共计12个（占32个样本的37.50%），而语言类课程仅2个样本（2个样本的作者均来自中国，研究对象也是中国学生）。语言类课程与医药健康类课程的研究成果相对丰富，这与本研究所考察的数据库有直接关系。可以发现，已经有学者开始对多门课程同时进行翻转课堂教学实践[8]，也有学者对整个学期的所有课程进行了翻转教学[9]。

从表2、表3所展示的翻转课堂实施时间来看，主要以1个学期或2个学期的短期研究为主。CSSCI样本研究的时间较短，以1学期的研究居多，仅有刘军进行了2个学期的研究[10]，也有个别进行了1个月的研究[11]。由于翻转课堂近几年才刚刚兴起，长期研究的证据并不多见。在不同教学年实施翻转课堂的效果可能存在差异[12]，翻转课堂实施效果亟待长期研究的检验。

CSSCI和WOS的样本均显示，本科生是最主要的研究对象，样本数为9（占比69.23%）和29（占比90.62%）。WOS样本中也有4个针对研究生（包括博士研究生）的研究成果。尽管翻转课堂教学模式产生于美国一些中小学教师的尝试，但目前的研究对象主要集中在大学生这一群体，高校对翻转课堂的实践更加重视。就样本所展示学生所在的年级信息来看，低年级学生是主要的研究对象，这与翻转课堂所实施的课程以基础课为主有直接关系。

CSSCI数据库样本以中班教学为主，WOS样本以小班教学为主，已经出现了150人以上的大班教学（见表4），但未有证据表明大班和小班在实施翻转课堂时，是否存在教学效果的差异。

表4 样本教学班人数

CSSCI数据库13个样本中，需要进行量表信度效度检验的样本共6个，仅有2个样本进行了效度的分析。9个样本研究考虑到了研究对象可能存在的差异，对差异的分析主要是通过测试前的相关考试的成绩，缺少对人口统计学等变量导致的实验样本差异。

从实验效果检验所采用的统计方法来看，CSSCI数据库样本几乎全部采用相对简单的T检验，仅有刘艳采用了单因素方差分析（ANOVA）[13]。

而WOS数据库样本中17篇论文采用了更为复杂的统计方法对效果进行检验，如多元线性回归、相关性分析、ANOVA、多因素方差分析（MANOVA）、协方差分析（ANCOVA）等。

采用复杂统计方法的样本研究会排除人口统计学变量、学习习惯等变量对学习效果产生的影响，便于发现其他变量对教学效果产生的影响。

3．基于样本的翻转课堂教学效果分析

最后，回答第3个研究问题：教学效果的提升主要体现在哪些方面？效果如何？

（1）翻转课堂效果研究以成绩研究为主。CSSCI13个样本中共11个样本研究了成绩效果，WOS 32个样本中共有29个样本研究了成绩。

可见，国内外对翻转课堂教学效果的研究主要集中在直接的成绩效果方面，而其他的效果研究较少。

其中的原因主要有两点：首先，与其他教学手段的效果研究一样，能否有效提高学生成绩是各国学者首先考虑的重要内容。另外，由于本文筛选得到的样本不包含未采用探索性分析的结论，一些采用定性分析、描述性分析的结论未列入考虑，这也是其他效果研究成果较少的原因。间接效果，如批判性/创新性思维能力、解决问题能力的研究很少，WOS样本中仅有2篇涉及，仅就这2个样本的研究结论来看，翻转课堂能够有效提高学生的批判性/创新性思维能力。

（2）翻转课堂对提高学生成绩是积极的。CSSCI研究成绩效果的11个样本中8个样本（占比72.73%），得到了成绩提高或部分提高的结论。

WOS研究成绩效果的29个研究中，共20个（占比68.97%）研究表明成绩显著提高。学生成绩主要包括考试成绩、测试成绩、课程成绩等，也有学者对细化后的成绩进行了考察，有学者发现翻转课堂对部分教学目标的学生成绩有显著提高[14]。

翻转课堂对提高学生成绩总体是积极的。由于本研究筛选后获得的样本数量有限，不同样本在教学设计、研究方法等诸多方面也存在差异，本研究不对成绩效果与实施条件（实施课程、实施对象、实施时间）等进行相关性的深入分析。

五、建议

翻转课堂本质上是现代通讯、网络、新媒体技术引发的教育变革，是创造以学习者为中心的学习环境。

未来将会有更多的新技术、新媒体进入我们的教育视野。无论何种新的模式与手段，现代教学以学生为中心，个性化学习的目标没有变。

翻转的意义在于通过对课堂时间的解放，让各类以学习者为中心的教学策略得以充分应用[2]，而学生之间的差异会对翻转课堂的实施效果产生显著影响。

因此，我们在广泛尝试与实施新教学手段的同时，要通过加强规范的实验研究来进行深入、长期的效果研究，并从教学的整体规划方面给予支持，以便于我们发现新教学手段的教学效果，从而使更多的学生受益。

1．注重翻转课堂实施的整体规划

国内英语、国外医药健康类课程的翻转课堂教学已经形成了一定的规模，聚集了一批研究成果和实验证据。有理由相信，这些研究成果和证据，将有利于该类课程教学效果的深入研究，从而从学科专业层面提升教学效果。

同类课程研究成果的聚集归功于教育工作者的关注，但来自学校对翻转课堂实施的整体性规划则更为重要。因此，学校应在充分考虑新教学模式特征与内涵的基础上，从学科层面或者课程群方面进行翻转课堂实施的统筹规划，集中资源和优势进行先验性的教学实验，继而进行推广与应用，这将有利于从学科与专业层面提升教学效果，也有利于节约分散教学实施带来的巨大成本。

2．在效果研究的内容、时间跨度以及学生差异方面加强教学效果研究的深入

技术对传统课堂教学的影响，需要持续深入地进一步研究。国内外在翻转课堂教学效果研究中仍然存在一些空白和不足。

在效果研究的内容方面，解决问题的能力，批判性/创新性思维能力等间接效果的研究亟待深入。没有足够的证据证明在高校哪个年级引入翻转课堂更加合适，也没有足够证据是进行整个课程的翻转还是个别课程的某些模块，也没有足够的证据表明小班授课和大班授课的差异，这些问题有待更多教学实验的数据来证明。

3．重视教学实验研究的规范性

规范的实验研究，将为翻转课堂的进一步实施提供有力的证据。本研究的发现，在一定程度上表明了国内教学实验研究方面存在的不足。尽管教学实验仅仅是教学效果检验的一种方法，其本身也具有一定的局限性，但是本研究认为，如果要使用这种方法，就要用好。充分考虑到样本的差异不但能够增加实验结论的可信度，而且也有利于发现不同学生在教学效果提升方面的差异，从而指导我们进一步实施与优化教学手段。而对于一些采用量表的研究设计，采用经过检验的量表不但有助于提高测量的可信度，而且也有助于同类研究成果具有相同的研究基础。

与其他研究一样的是，本研究也存在一些不足。所筛选的国内样本来自CSSCI期刊，不能代表所有国内翻转课堂实践的成果，也未能包含WOS中大量的会议论文。

尽管本研究列入考察的样本是以翻转课堂研究为主题的实验研究论文，但是每位研究者对翻转课堂本质的理解不同，教学设计、实施方法等也各具特色，本研究未对这些影响教学效果的因素进行考虑。

注释

① 图1、图2来源：作者自制.

[1]GONZÁLEZ-GÓMEZ D，JIN S J， RODRÍGUEZ D A，CAÑADA-CAÑADA F. Performance and Perception in the Flipped Learning Model： An Initial Approach to Evaluate the Effectiveness of a New Teaching Methodology in a General Science Classroom[J]. Journal Of Science Education And Technology，2016，25（3）：450-459.

[2]胡立如，张宝辉.翻转课堂与翻转学习：剖析“翻转”的有效性[J].远程教育杂志，2016，34（4）：52-58.

[3]LIEBERT C A，LIN D T，MAZER L M，BEREKNYEI S，LAU J N. Effectiveness of the Surgery Core Clerkship Flipped Classroom：a prospective cohort trial[J]. American Journal Of Surgery，2016，211（2）：451-457.

[4]HAO Y W.Exploring undergraduates' perspectives and flipped learning readiness in their flipped classrooms[J]. Computers In Human Behavior，2016，59（6）：82-92.

[5]HOTLE S L，GARROW L A. Effects of the Traditional and Flipped Classrooms on Undergraduate Student Opinions and Success[J].Journal Of Professional Issues In Engineering Education And Practice，2016，142（1）：1-11.

[6]WEAVER G C，STURTEVANT H G. Design， Implementation，and Evaluation of a Flipped Format General Chemistry Course[J]. Journal Of Chemical Education，2015，92（9）：1437-1448.

[7]SCHULTZ D，DUFFIELD S，RASMUSSEN S C，JUSTIN W. Effects of the Flipped Classroom Model on Student Performance for Advanced Placement High School Chemistry Students [J]. Journal Of Chemical Education，2014，91（8）：1334-1339.

[8]TUNE J D，STUREK M，BASILE D P. Flipped classroom model improves graduate student performance in cardiovascular，respiratory，and renal physiology[J]. Advances In Physiology Education，2013，37（4）：316-320.

[9]GROSS D，PIETRI E S，ANDERSON G，MOYANOCAMIHORT K，GRAHAM M J. Increased Preclass Preparation Underlies Student Outcome Improvement in the Flipped Classroom[J]. Cbe-Life Sciences Education，2015，14（4）：1-8.

[10]刘军，祝雪珂，郑涛，徐霄冰.“双主”式翻转课堂教学模式构建及其应用研究[J].电化教育研究，2015，36（12）：77-83.

[11]张涛，李兆锋，胡萍.翻转课堂下学习绩效评价模型的构建[J].现代教育技术，2016，26（4）：74-80.

[12]BAEPLER P，WALKER J D，DRIESSEN M. It's not about seat time：Blending，flipping，and efficiency in active learning classrooms[J]. Computers & Education，2014，78（9）：227-236.

[13]刘艳.翻转课堂词汇教学模型构建及其有效性研究：基于三所高校的教学实践[J].外语电化教学，2016，167（1）：43-49.

[14]MASON G S，SHUMAN T R，COOK K E. Comparing the Effectiveness of an Inverted Classroom to a Traditional Classroom in an Upper-Division Engineering Course[J]. Ieee Transactions on Education，2013，56（4）：430-435.

（责任编辑 孙玉萍）

On Flipped Classroom Teaching Effects

The paper reviews on fipped classroom experimental class research papers from CSSCI source journals and Web of Science databases. The results show that the performance of the fipped classroom teaching methods is positive. There is a certain lack of classroom teaching experimental study of the number of domestic fip normative aspects. This study suggests that in advancing the implementation of the fipped classroom teaching practice, should focus on holistic planning at the school level, to strengthen the in-depth study of the effect of teaching and research focus on teaching experiment normative.

Flipped Classroom；instruction experiment；instruction Effect

J0-05

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2017.01.021（0120-09）

2016-11-09

2016年度教育部人文社会科学研究青年基金项目（16YJC860004）；2014年度浙江省哲学社会科学重点研究基地浙江省信息化与经济社会发展研究中心资助课题（14XXHJD05YB）。

李金城，博士，杭州电子科技大学数字媒体与艺术设计学院讲师。