翻转课堂教学模式对知识网络变动的影响

宋志刚 赵晓雨 张妍祺

[摘要]利用社会网络分析，对翻转课堂实施前后学生知识网络的变化进行研究，通过对比发现，翻转课堂拓宽了学生之间学习交流的渠道，知识网络权利结构进一步分散;翻转课堂降低了意见领袖对知识网络的影响力，使更多学生有机会与他人分享自己的观点;翻转课堂有利于学习共同体的凝聚，大学宿舍关系对学习共同体的形成有重要影响。

[关键词]翻转课堂;知识网络;学习共同体

[中圖分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]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

当前研究者对翻转课堂教学模式研究的不断深入，相关研究主题已经从早期的教学模式设计[1-2]、先进性与局限性研究[3]、关键因素影响分析[4]、中西方文化差异的影响研究[5]等过渡到对教学本质、课堂教学策略的研究，使用的研究方法也开始从以理论思辨性的研究范式为主，转向基于实验、观察、调查等方法的实证研究。在翻转课堂教学目标的研究中，过往多以布鲁姆教育目标为基础，对翻转课堂在高阶目标实现中的作用进行分析，认为翻转课堂可以在课前实现记忆、理解、应用等目标，在课堂活动中实现分析、评价、创造等目标[6]。随着教育技术的不断进步，社交技能的学习目标也开始受到重视，有学者提出翻转课堂需要改变目标发展模式，转向知识网络构建和社会网络形成目标上来[7]。学生的学习不仅为了掌握现有的知识，学习是在实践、交往活动基础上的“价值引导”与“自主构建”，更重要的是在知识建构中持续获得新知识，不断丰富自身的知识网络。知识建构过程可利用的并非只有自有学习资源，一起学习的同伴也是一类重要的资源[8]。知识网络的建构是个人知识建构和协同知识建构相互作用的结果。

由此可见学生群体的学习不仅可以通过学习资源进行，也可以通过人际关系来学习。学生可以在与其他学习者或专家的人际交往中获得新学习内容。本研究对本院使用翻转课堂进行学习的77名16 级学生进行研究，通过问卷调查收集数据，构建知识网络，通过对比课程学习前后的知识网络，揭示翻转课堂教学模式下，学生在基于学习活动的人际交往过程中，知识网络的变化过程及影响因素，从而为翻转课堂教学模式设计和教学目标的设定提供依据。

1相关文献综述

知识网络是人、企业等知识主体之间相互连接构成的网络，作为社会网络的一种，知识网络涉及知识在不同主体间的流动与传播[9]。就学生群体而言，知识网络是由学生、教师等知识主体在知识交流过程中形成的关系网络。由于知识网络形成于知识主体的交互过程中，因此研究翻转课堂教学模式对知识网络的影响应当主要关注与交互有关的学习活动。

在翻转课堂的文献综述类研究或知识图谱研究中，同伴辅助学习、协作学习等与交互有关的词汇出现频率是比较高的，这些新型的学习方式对于知识网络的变动有着重要的影响。同伴辅助学习是“通过积极帮助与自身地位平等的同伴来获取知识和技能”。郑兰琴，等[10]的研究认为同伴辅助的焦点主要在认知层次，通过分享信息、解释信息和提出问题等三种手段实现同伴辅助，并且多数学习者提供帮助的手段较少出现变迁。协作学习是一种“学习者以协作方式互动的情境”。协作学习可以带来更深入的学习和共享理解[11]，它为学生提供发展社交技能的机会。在翻转课堂中存在大量的协作学习活动，例如协作解决问题、合作完成项目、学习平台中的讨论区、社交网站等[8]。学生对自己的学习负责，在各类协作学习中，他们以主动模式学习，而教师的角色则转变为学习的促进者。同时，由于课堂时间不再以简单的知识传递为目标，教师有更多的时间进行协作小组活动以及与学生互动[12]。郝林晓，等[13]还指出，在翻转课堂中，学生可以利用他们的课堂时间一起工作并参与协作学习。梁云真[14]认为交互系统包含学习者的问题解决行为和知识建构行为，其研究发现交互中的问题解决行为多集中于已有方案的对比辩论、提供可能的解决方案或相关信息两个方面，而知识建构行为多集中于认知冲突、分享与澄清、意义协商三个阶段。无论是同伴辅助学习，还是协作学习，学习者之间的有效交互都是这些新型的学习方式所关注的。

对于学习者之间交互关系的深入研究，当前主要针对在线学习活动。研究者们认为交互是在线学习活动最为显著的特征。学习者的交互活动主要依托学习论坛，并且借由学习者之间的交互关系而形成某种特定的有序组合方式，王陆[15]、徐峰[16]称之为学习网络，阮玉娇[17]称之为学习者在线交互网络。相关学者利用社会网络分析方法，通过密度、互惠性、派系分布、结构洞等参数计算，对知识网络结构开展了相应研究。这些研究提出了“意见领袖”的概念，认为意见领袖对于整个知识网络的密度、互惠性、连通性等参数均有重要影响[18]。翻转课堂作为一种混合式教学模式，融合了在线学习和教学活动的特点，学习者之间的交互作用与在线学习相类似。

结合社会网络分析方法，还有学者对学习者个体进行研究。郑兰琴，等[10]发现在同伴互助的过程中，处于网络核心位置、积极活跃的学习者并不多。梁云真[18]研究发现学习者在交互网络中的重要性对其知识建构水平无显著影响;但是处于交互网络中较重要地位的学习者的学习成绩显著高于重要性低的学习者。这些对于学习者之间交互关系的研究提供了重要的理论与方法基础，值得我们借鉴。

综上所述，在线学习研究者关注了学习者交互作用的影响，翻转课堂的课下学习过程中有在线学习的内容，这与前述研究有高度相似性，但是翻转课堂的课堂教学活动中面对面的生生交互是在线学习所不具备的。翻转课堂的学习者还具有班级、宿舍等社会关系属性，这也不同于既往的在线学习。因此，研究翻转课堂的知识网络，分析学生间的知识网络的变化，要考虑学生的社会关系，做更全面的分析。

2数据收集及处理

2.1数据收集过程

数据收集分为两个阶段。

第一阶段：上课前，由学生自发组成11个学习小组展开“国际物流”这门课程的学习，每个小组的人数控制在3-7人之间，分别用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K表示各个学生的自发分组组别。开始课程学习之前，对所有学生进行问卷调查，核心问题为“在校期间，对于学习方面遇到问题，您曾经从谁那里得到过实质性的帮助？（限填3人，请输入学号和姓名）”，依据该问题的答案构建课程初期的知识网络矩阵。

第二阶段：课程结束后，针对同一批学生，再进行一次问卷调查，核心问题为“在本学期《国际物流》课程的学习中，对于学习方面遇到问题，您曾经从谁那里得到过实质性的帮助？（限填3人，请输入学号和姓名）”，依据答案构建课程后期的知识网络矩阵。

此外，为了研究影响知识网络的因素，本研究还收集了该专业学生学分绩点情况以及学生入住的宿舍编号等资料。

2.2指标和数据处理

（1）节点编码。网络构建需要对每个学生进行节点编码。节点编码由三位码组成，第一位码表示自发分组组号，第二位码表示班级，第三位碼占两个字符，表示学位顺序号。比如“B214”表示该学生自发分组在B组，是2班的学生，学号是14号。

（2）数据清理。清除退课、回答不符合要求等一系列无效数据，同时为保持期初和期末被调查人员的一致性，最终确定由77名学生形成网络构建的全部节点。

（3）知识网络矩阵。若1得到过2的帮助，则在在第1行第2列单元位置上赋值为1，由此形成77*77阶的知识网络矩阵。该矩阵是有向、非对称矩阵，由此构建的知识网络也是有向网络。

（4）补充说明。通过将节点编码与学生住宿情况进行比对后发现，学生自行分组过程中“宿舍”关系对分组的影响是比较大的，其中A组、K组同学全部来自同一宿舍，B组、C组只有一位同学来自其他宿舍，其它小组中来自同一宿舍的学生也占据大多数。从选课学生的学业情况看，一班、二班选课学生的平均学分绩点分别为2.78和2.66，一班选课学生的总体学习情况好于二班。

3知识网络的构建与对比

“国际物流”翻转课堂效果调查在物流专业两个班级展开，两个班77名学生共同学习这门课程，相同的老师和课堂，因此构成一个相对封闭，有明确边界的行动者集合，该行动者集合可看做一个整体，在翻转课堂的实践过程中，整体的结构是否会发生改变，结构的改变对各行动者的影响如何，这些问题的解决对翻转课堂的实施管理，以及课堂效果的测量具有重要意义。研究利用UCINET软件分析构建的知识网络，通过计算网络中心度、个体中心度、子群凝聚状态等指标，从而对网络的中心性和权利、子群结构、“意见领袖”等进行分析，并结合学生结课成绩进一步明确翻转课堂的实施效果。

（1）知识网络。中心势指数是社会关系网络分析中用来衡量整体图中心度的常用指标，中心势指数是对群体权利的量化分析，反映了图的总体整合度或者一致性。一般整体网络若集中围绕着某些权利节点，那么网络中心势会相对较大。期初和期末有向知识网络构建结果如图1、图2所示。经过计算得到，期初知识网络的标准化中间中心势为0.048，中心势指数偏小，网络的权利关系较为分散。经过翻转课堂教学模式的实施，期末标准化中间中心势为0.025，中心势指数进一步减少，知识网络权利结构进一步分散，说明在学习过程中可以求助或依靠的节点更多更分散，学生通过翻转课堂拓宽了学习交流的渠道。

进一步对图1和图2的分析可以发现，在期初知识网络图中，I235和D226节点在两个班级的联系中起到了重要作用，并且与上述两个节点联系的节点I135、C104和C138，形成的连接均为单向连接，即二班的两位学生在日常学习中会经常向一班的三位学生请教问题。这与对两个班的总体学习情况的分析是一致的。I235和D226节点对应的学生是二班学生中的意见领袖。在期末知识网络图中，通过翻转课堂教学，在大量交互活动的影响下，学生间的知识网络跨越班级界限，两个班学生的知识网络不再像期初一样有着较为明确的界限分隔。

大学生的学习特征具有明显的群体性和引导性，通常而言，具有相同学习动机和习惯的学生会自发的形成一个子群体，并且子群体中常常会产生一位“意见领袖”，该“意见领袖”对其他成员具有较强的示范和引导作用。因此翻转课堂教学对整体知识网络影响的研究，还可从权力者和子群的变化两个方面展开。

（2）中心性-权利的量化分析。由学生节点组成的网络中，每个节点的入向和出向强度不同，则个人在社会网络中的权利和地位相对不同。社会网络分析中用中心度来衡量节点的重要程度，测量中心度的指标很多，研究采用中间中心度指标作为衡量节点权利的标准，节点的中间中心度（Betweeness）刻画了节点对网络资源控制的程度，一般而言，一个节点处于许多其他点对的捷径上，那么这个节点的中间中心度越高，中间中心度分为绝对中间中心度和相对中间中心度，研究采用相对中间中心度来衡量节点的中心性和权利。

从期初节点的相对中间中心度指标看，所有节点根据相对中间中心度可以分为四个类型，第一类型相对中间中心度最大，为0.106 0，是B139号节点，第二类型节点的相对中间中心度在0.01-0.1之间，相对较高，对网络具有一定的控制力，第三类型节点相对中间中心度为0-0.01之间，第四类型节点相对中间中心度为零，对网络毫无控制力和权利。

翻转课程结束时，按照相同的中心度数值划分规则将所有节点划分到各类群。总体上看，70%的节点中心度在0.00-0.10之间，无特殊中心度节点出现，节点的中心度值趋向于平均化，单个节点的权力性明显降低。由此可见翻转课堂通过生生互动和师生互动，使得学生之间沟通渠道更加丰富，促使学生和学生之间的频繁深度交流，单个学生对整体的控制力和引导性降低，学生之间联系的复杂性加深，从而使得每个学生都能够从多个渠道获得各个方面的交流和咨询，见表1。

（3）子群分析。采用K-核（K-core）的概念进行凝聚子群分析，如果一个子图中全部点都至少与该子图的K个其他点相邻，那么这样的子图就成为K-核。

针对翻转课堂实施前和实施后的两次课堂调查结果，统一设置k=3，得到3-core的子图，实施前后均将所有节点分为了4个聚类，4个聚类的类比结果见表2。

在利用UCINET进行的3-core分区中共形成4个聚类。其中第1个聚类和第4个聚类中成员的学习活动与班级其他成员的联系较少或处于隔绝状态，不具有典型意义。主要针对第2个和第3个聚类进行分析。上述两个聚类中，来自同一小组中的同学形成了不同的小团体，这种小团体的聚类特征与翻转课堂研究中提及的学习共同体有着类似的行为表现。可以认为这些小团体即国际物流课程中的一些学习共同体。经过翻转课堂后，各小组中学生人数最多的学习共同体的规模多数情况都有所扩大。例如，J组和B组增加1人，C组、I组和F组增加2人，E组增加3人，D组增加4人。即在学生自发形成的11个组中，有7组中的学习共同体规模扩大。可见通过翻转课堂教学可以有效帮助学生在小组学习的基础上进一步凝聚学习共同体，从而借助学习共同体促进学生深度学习的产生。

进一步对学生的宿舍关系进行分析发现，原有的学习共同体均来自同一个宿舍，而在实施翻转课堂，促进学习共同体规模扩大的过程中，被新吸收进学习共同体的共13名学生中，有12人是与其所加入的学习共同体成员为同一宿舍的舍友。由此可见，在大学生的学习生活中，宿舍关系对学生知识网络的影响是非常重要的一个因素。

4研究结论及进一步研究的问题

4.1研究结论

翻转课堂教学模式经历一系列研究热潮后逐渐转入冷静思考阶段，停留在流程翻转和教学视频开发与应用层面的创新并不足以解决实践中的疑惑。从知识建构来思考翻转课堂教学模式，将成为翻转课堂具有长久生命力的必然选择[7]。翻转课堂以各种类型的交互活动为中介点，在不同学习者之间形成各种人际联系。学习者的知识建构过程可以利用这些关联，与其他学习者交流并习得新的知识。本研究利用社会关系网络理论对翻转课堂教学模式下学生知识网络的变动情况进行分析，研究得到以下结论：

（1）翻转课堂教学模式拓宽了学生之间学习交流的渠道，知识网络权利结构进一步分散，学生遇到问题时得到解决的途径增加，跨越班级界限获得幫助的机会增加。

（2）翻转课堂教学模式降低了意见领袖对知识网络的影响力，使更多学生有机会与他人分享自己的观点，学生的社交能力得到进一步的提升。

（3）翻转课堂教学模式有利于学习共同体的凝聚，多个层次的交流互动有利于学习共同体规模的扩大，大学宿舍关系对学习共同体的形成有重要影响。

4.2进一步研究的问题

在大学教育存在较为普遍的“大班额”情况下，教师在实施翻转课堂教学时如何有效的进入学生的学习共同体，在师生之间构建新的学习共同体，使教师真正成为教学的积极推进者，还需要进一步的研究。此外，互联网时代学习共同体的深度学习，需要相应的反馈机制，以方便教师及时掌握学生的学习情况，推动学生的学习向更深层次迈进，是否存在相应的反馈信息，如何有效识别等问题，将成为未来进一步研究的方向。

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