翻转课堂中学生学习行为模式与知识建构研究

陈世灯 文亚 徐刘杰

摘 要：随着翻转课堂教学效果不断被证实，翻转课堂教学模式也在不断被推广。但是翻转课堂中学生的哪些行为模式与学习效果有关，仍然需要深入研究。本研究主要对学生在课前预习和课中讨论学习的行为模式进行分析，并以知识建构作为学习效果评价内容，对学生的学习行为模式与知识建构水平进行相关性分析。实验分析结果表明，在课前预习中，学习者的评论行为发生在浏览资源之后，学习者会对评论进行回复，发生多轮交互。在课前的讨论活动中，有部分学习者达到高阶知识建构水平。但是，学习者课前的学习行为模式与知识建构不存在强相关关系，而学习者在课中的学习行为模式与知识建构具有强相关关系。

关键词：翻转课堂;滞后序列分析;学习行为;行为模式;知识建构

中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2019）05-0018-06

收稿日期：2019-06-05

基金项目：湖南科技学院教学改革项目“创客教育模式下影视制作类课程的教学改革研究”（湘科院教发〔2017〕56号）;湖南科技学院“研讨式课程改革项目‘影视非线性编辑’”（湘科院教发〔2016〕55号）

作者简介：陈世灯（1983— ），男，湖北黄石人，湖南科技学院教育技术系讲师，硕士，研究方向为教育信息化;文亚（1997— ），女，湖南醴陵人，湖南科技学院教育技术系本科生;徐刘杰（1984— ），男，河南夏邑人，湖南科技学院传媒学院讲师，北京师范大学教育技术学院博士生，研究方向为计算机辅助教育、教育资源管理。

一、前言

近年来，翻转课堂教学模式在K-12阶段和高等教育中得到了广泛的应用。范德堡大学教学中心将翻转课堂定义为：学生首先通过阅读或浏览教学视频进行课前自主学习，然后在课中完成富有挑战性的工作，或者通过解决问题、讨论或辩论来吸收、内化知识[1]。在翻转课堂中，学生可以在上课前利用在线学习平台或者社交网络等开展自主学习，并在课堂中运用所学知识或在老师的指导下参与讨论，从而解决问题[2]。学生在课堂上积极学习，通过辩论、案例研究、协作、讨论等方式加深理解，以实现深度学习和高阶知识建构[3]。这些学习任务往往要求学生正确处理不同来源的信息，然后批判性地吸收信息以构建知识[4]。

翻转课堂教学模式能够帮助学生获得基本知识，鼓励学生参与学习活动[5]。在这种学习模式中，学生在课前按照自己的学习进度，通过观看教学视频或者其他类型的学习材料，进行自主学习。学生在课外时间完成家庭作业，在课堂中通过师生交互、讨论等活动加强对知识的建构和应用。教师通过全班同学的小组实践、同伴评价、反馈、交流讨论等方式鼓励学生积极参与学习活动和知识构建[6]。很多研究者通过研究论证了翻转课堂教学模式的有效性，这些研究大多表明翻转课堂在提高教学效果方面具有积极的效果。研究表明，翻转课堂教学模式能有效促进学习效果[7]，促进学生的创造力[8]，激励学生深度参与课堂学习，加强学生技能发展[9]。翻转课堂教学模式显著提高了学生的学习成绩、自我效能感和自我调节能力[10]，能够提高学科满意度和教学效果[11]。在翻转课堂教学活动中，学生能够积极参与问题解决活动，从而提高解决问题的熟练度，对成绩有显著影响[12]。由于课前学生通过自主学习，预习新课程，因而学生在课堂教学中准备更充分，参与性更强，综合运用知识的能力得到提高[13]。

但是，有一些研究发现翻转课堂教学还存在一些挑战。例如，Strayer（施特赖尔）发现翻转课堂教学中学生对课堂结构和教师引导他们完成任务的方式不太满意，学生发现很难将课程的在线学习和面对面教学连接起来[14]。Findlay-Thompson（芬德利-汤普森）等发现翻转课堂教学中学生的学业成绩没有变化，其在增强学生学习动机方面能力有限[15]。Boevé（博威）等人发现，翻转课堂教学中学生的学习行为与正常课堂中学生的学习行为并没有太大的不同，学习行为与学生在翻转课堂中的表现并没有太大的关系[16]。因此，Karabulut-Ilgu（卡拉布拉特-伊尔古）等人建议，在翻转课堂中，为了促进学生知识建构，教师需要重新设计在线教学资源，需要设计复杂的问题，需要学生与老师之间进行协作和互动[17]。

基于以上文献分析，本研究认为为学生提供丰富的在线学习资源，通过设计多种学习活动，鼓励学生课前学习，交流互动，并以任务为导向鼓励学生积极参与实践，在实践中运用知识，以促进学生达到高阶知识建构。本研究主要分析翻转课堂教学中学生的学习行为模式、知识建构及其之间的关系，以明确哪些行为模式促进了学生知识建构。该研究对教师开发教学设计、促进学生积极参与课前和课中学习、实施翻转课堂等具有一定的参考意义和价值。

二、研究设计

（一）实验对象

本研究选取湖南某高校教育技术学专业大二（2017级）学生为研究对象。共有33位大学生参与本实验研究，其中男生有6人，女生有27人。本次实验在“影视非线性编辑”课程教学中实施，选择该课程中的“电影预告片的剪辑”一章开展教学实验。该课程的任课教师具有10年教龄，对翻转课堂教学模式具有较好的理解和把握，在翻转课堂教学实践方面具有丰富的教学經验。

（二）实验过程

本研究主要进行了为期四周的实验教学，具体的实验步骤如下：

（1）在每一周，教师提前三至四天录制微课，并将微课等学习材料上传到学习元平台（http：//www.etc.edu.cn）。学生在课外观看微课，实施自主学习，并完成教师设计的教学活动，教学活动主要包括讨论交流、提交作业、评价等。

（2）学生课前观看教学视频，参加课前教学活动，完成教学视频中提出的预习问题，熟悉下节课要学习的内容。观看视频之后，学生可以就学习中遇到的问题进行评论、留言，与同学和老师进行在线交流互动。

（3）在课中，教师和学生提出问题，教师和学生协作交流讨论，共同解决问题。同时，教师对疑难知识点进行讲解，并总结学生的讨论结果。

（4）学生课后复习检测，制作学习作品，巩固课堂知识。课后学生自主复习，根据教师课堂任务要求制作一个预告片，并上传到学习元平台。学生在学习元平台对其他学生上传的预告片进行评价。

（三）数据搜集与编码

本研究主要搜集学生课前在线学习的行为，包括创建学习元（CL）、浏览资源（VR）、评论学习元（PL）、回复评论（RA）、评价（AS）等;课中行为主要包括听讲（L）、看书（R）、看视频案例（W）、回答问题（A）、讨论（D）、提问（Q）、发言（S）、做笔记（T）等。实验之后，将学生课前、课中的学习行为数据与知识建构行为数据收集起来进行分析。本研究基于古温瓦德纳提出的在线学习交互分析模型，将学生的生成性内容按照等级划分，见表1。

三、研究结果与分析

（一）翻转课堂下学生的学习行为模式

1.课前自主学习的行为模式

根据课前学生在线学习行为编码表，统计学生各种行为之间相互转换的次数，即对于每一位学生而言，按照时间顺序将其行为进行排序，两个连续行为记为一次转换。例如，如果某学生在浏览资源之后紧跟着评价行为，则由浏览资源转换到评价行为的次数记为1。按照这个规则生成学生课前在线学习行为转换序列表，并将该数据导入GSEQ软件，计算出学生行为序列行为的残差表，如表2所示。其中，标准分数Z-score>1.96的行为序列表示两个行为之间具有显著的转换关系。将具有显著转换关系的行为序列可视化，得到学生在线学习行为模式，如图1所示。

由图1可以发现，在课前自主学习中，学习者为了获取知识并达到理解程度，倾向于反复浏览教学资源（VR→VR，Z-score=10.52）。同时，学生在完成作品阶段出现集中创建学习元的行为序列（CL→CL，Z-score=17.83）。学习者在浏览教学资源之后会对资源进行分析，去评价他人的作品，提出自己的观点和建议，或者学习者与学习者之间进行在线交互和观点交流，相互传递信息。学习者对评论内容进行回复的行为达到显著水平，即学习者对发表的评论进行了观点辩论，对提出疑问的同学进行了回答或是发表了自己的观点。学生在反复交流之后会对学生作品和教师所创建的教学资源进行打分评价。

2.学生在课中的行为模式

通过学生自己记录行为，并根据录像观察学生在课中的行为，生成学生行为序列表，在GSEQ软件中分析和统计学生课中行为转换参考表，并绘制出学生的行为序列转换图，见图2。

由图2可知，学生在课堂中的行为转换比较多元化。学生在听讲之后会出现看书和看视频案例的行为模式，这主要是教师在讲解新内容之后，会让学生通过阅读课本、观看视频来学习案例，并对案例进行交流讨论，在观看案例之后出现回答问题的行为达到显著水平，说明学生是带着问题观看案例的，教师应该注重学生对案例的分析和理解。在学生阅读书本之后会出现讨论行为，说明学生在获取案例信息和新知识后开始交流，针对案例或问题进行讨论，以实现知识的应用。讨论结束后学生发言的行为转换达到显著水平。在课堂中，教师要求学生面向全班做发言，尤其在小组讨论中，小组成员会派出一位代表发言，介绍小组的观点和解决问题的思路和过程。在学生观看视频、回答问题之后教师会讲解新知识，或者总结学生的发言，出现学生听讲的行为模式。由此可见，在翻转课堂教学中，老师能够引导学生发生多种行为转换，实现以学生为中心的教学。但是，由图2可知，提问行为并没有达到显著水平，可见学生提问或者老师提问的次数和数量比较少，往往是老师或者学生提问少数问题，师生围绕问题开展大量讨论。

3.学生的知识建构模式

按照学生生成性内容的先后顺序进行编码，生成学生知识建构行为转换表，并在GSEQ软件中生成残差表，据此绘制学生知识建构行为序列转换图，如图3所示。在学生知识建构水平上，学生能够达到高阶知识建构水平，说明翻转课堂对于提升学生的知识建构具有一定的积极作用。但是在知识建构行为转换模式中，P1阶段的知识建构却没有达到显著水平。

从图3可以看出，学习者在P4阶段的知识建构之后往往出现学习者之间的意义协商行为，这表明学习者在交流讨论中往往能够完成高阶知识建构。在意义协商知识建构水平之后，质疑的建构水平达到显著，说明学生在协商过程中会出现对同伴观点的质疑。但是，在质疑之后的协商行为并不显著。这也说明了学生在提出疑问之后，虽然出现讨论和协商行为，但是协商行为的数量却比较少，并没有达到显著水平。而在学生创新基础上出现协商行为比较显著，这也表明了学生往往在别人提出创新性建议和意见的时候才会去协商，而不会直接与其他学生发生辩论或者意见冲突。

（二）学生学习行为序列与学习结果的相关性分析

笔者统计每一位学生的知识建构水平和课前、课中各种行为出现的次数，利用SPSS软件进行相关性分析，结果如表3所示。学习者的课前行为与知识建构水平没有显著相关性，课中学生的发言、做笔记行为与知识建构水平有显著相关关系。

课前行为与知识建构都不具有相關关系，原因可能是课前学习行为属于浅层次学习，学生学习的目的主要在于获取信息和知识，并没有深入钻研内容。在课前自主学习中，大部分学生都只是浏览教学视频资源，获取需要的知识信息，偶尔对教学视频发表评论。虽然在课前学习中学习者的某些行为达到了高阶知识建构水平，但是数量低，相对于其他与知识建构无关的行为来说，这些高阶知识建构行为的数量效果被削减了。看视频案例、听课、看书、提问、回答问题与讨论这些学习行为则与知识建构不具有相关关系。从分析结果中可以看出，学生在听课和看书时只是简单地获取知识信息，对于课堂上教师讲的知识点及书中出现的知识点并不会去思考和想办法牢记。

發言与做笔记这两种学习行为与知识建构具有强相关关系，发言与做笔记对知识建构水平具有促进作用。在课堂上积极参与发言，与教师和其他学生进行交流互动可以加深对知识点的理解，也可以通过在与老师交流的过程中解决遇到的问题，并且及时做笔记，将课堂上提到的重点知识记录下来，有利于加深自己的记忆和课后巩固知识，同时也表明发言与做笔记这两种学习行为不仅能促进知识建构水平的提升，还有利于提高学生的学习成绩。

四、小结

本研究对翻转课堂教学模式下学生课前学习行为、课中学习行为和知识建构进行分析，发现学生在课前主要以浏览资源、评论学习元、回复评论、评价等行为为主，在课中主要以听讲、看书、看视频案例、回答问题、讨论、发言和做笔记为主。这些行为之间出现了几种行为的显著转换。研究结果表明，虽然在课前自主学习中学习者能够达到高阶知识建构水平，但是学习者的知识建构与课前学习行为没有显著的强相关关系。只有课中的发言和做笔记两种行为与学生的知识建构水平有较强的相关关系。在翻转课堂教学中需要加强学习者做笔记和发言的行为。教会学生做笔记对于提高知识建构具有积极的促进作用。但是，由于本研究的样本量小，实验时间短，研究结果尚需要进行大样本研究做出深度分析和验证。

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（責任编辑 孙志莉）

Study on Students’Learning Behavior Pattern and Knowledge Construction in Flipped Classrooms

CHEN Shideng1，WEN Ya1，XU Liujie1，2

（1.School of Electronics and Information Engineering，Hunan University of Science and Engineering，

Yongzhou，Hunan，China 425199;

2.Faculty of Education，Beijing Normal University，Beijing，China 100875）

Abstract： With the continuous confirmation of flipped classroom teaching effect，flipped classroom mode is also being popularized.However，there is still a need for in-depth research on which behavioral patterns of students’in flipped classrooms are related to learning effect.This study focuses on the analysis of students’behavior patterns in pre-class preview and in class discussion，and takes knowledge construction as the content of learning effect evaluation to analyze the correlation between students’learning behavior patterns and knowledge construction level.The results of experimental analysis show that in pre-class learning， learners’comment behaviors take place after browsing resources，and learners will reply to the comments and have multiple rounds of interaction.In the pre-class discussion activities， some learners reached the high-level knowledge construction level. However，there is no strong correlation between learners’learning behavior patterns before class and knowledge construction， while there is a strong correlation between learners’learning behavior patterns in class and knowledge construction.

Key words： flipped classroom;lag sequence analysis;learning behavior;behavior pattern; knowledge construction