项目式翻转课堂教学效果的实证研究

张燕，杜红乐

（商洛学院数学与计算机应用学院，陕西商洛 726000）

项目式翻转课堂是一种集合了项目式教学与翻转课堂教学优势的教学方法。作为一种新兴的教学模式，翻转课堂强调通过教与学顺序的颠倒，将学习所有权从教师端转移到学生端，充分发挥了学生学习的主动因素[1]。而项目式教学侧重于项目依托与任务驱动，在形式上通常采用小组合作的方式，更注重学生能力的培养。项目式翻转课堂与项目式教学在发挥学生主体作用方面是一致的[2-3]。杜红乐等[4]初步探讨了项目教学与翻转课堂的结合问题，李海艳[5]、赵海霞[6]等研究了将翻转课堂与协作学习相结合形成的新的教学模式，设计了协作知识建构策略体系及其教学流程模型，并将翻转课堂和协作学习模式与具体课程进行结合，探索新的教学模式。江毅[7]、秋彩萍[8]、郑盼盼[9]等认为翻转课堂与协作学习相结合的教学模式能促进学生协作能力的提高和学习观念的改变，同时能促进学生的学习兴趣和主观能动性，从而提高课堂教学的效果。SLETTEN S R[10]、MUIR M[11]、LONG T T[12]等研究了翻转课堂如何影响学习效果，认为学生为了完成课程任务需要承担相应的角色，学生承担这些角色时可增强学生的责任感和自主权，学生之间通过协作互助能激发自主学习的能力，同时能提高其思维能力。但研究者对此多进行定性研究，而定量研究不多。基于此，本文对在数据库课程中采用项目式翻转课堂的教学效果进行定量研究。综合现有观点和本研究所依托的计算机专业《数据库原理与应用》这门课程的特点，本研究主要从学生参与度、小组中个人责任感、学生沟通技能、小组自加工、个人协作绩效五个方面进行实证分析。

一、研究设计

（一）实验对象

选取某高校计算机专业2018级两个班级作为研究对象，设定一班为实验班，二班为对照班，两班人数相等，均为36名。实验班中有女生8名，男生 28名，人均年龄在（19.28± 0.12）岁；对照班中有女生9名，男生27名，人均年龄在（19.20±0.14）岁。使用教材为《数据库应用技术项目教程》，哈尔滨工程大学出版社出版，罗耀军主编。两班学生都是全日制本科生，均由同一名教师任教，具有明确的学习目标、自学意识和协作学习的能力。首先对学生进行试题测试，一方面是为了分组，另一方面是为了让教师在课前了解每个学生的知识储备。其次，实验班与对照班学生每6人为一组。

（二）实验内容

本研究主要教学内容是让学生开发一个“学生选课管理系统”项目，此项目涉及创建学生选课管理系统数据库、创建学生选课管理系统数据表、对学生选课管理系统进行数据查询及数据库连接四个主题。小组成员可以相互协作进行相关内容的学习。课前，学生要带着任务有目标地去学习，每个学生要承担不同的分工。课堂上，教师要了解学生课前学习情况，并要求每个小组讲解课前学习的内容，然后组织、引导学生对在课前学习中有疑问的知识进行交流探讨，用时25 min，最后统一解答各小组共同存在的问题。

（三）设计项目式翻转课堂学习模式

鉴于传统课堂的教学方式已经满足不了学生对知识的需求量，使学生学习流于形式等问题，余亮等[13]提出了一种包含项目任务分割、学生和教师的角色定义、资源分享、时序四种策略的协作学习活动结构。本研究结合这四种学习结构，设计出以项目为驱动、翻转课堂为手段的项目式翻转课堂学习模式，如图1所示。

图1 项目式翻转课堂学习模式

在课前，教师需要为学生准备教学视频、搜集相关学习资料等，并将这些学习资料发送给学生供其课前使用。为了解学生对已学过的知识的掌握情况，教师需要设计测试题，通过对学生测试成绩进行分析后，将学生分为若干组。学生利用QQ、微信、钉钉等社交软件群，以小组的形式开展远程相互交流学习。有研究表明，学习者利用社交媒体，更有助于小组内部或小组之间的协作学习，能使学习者的学习技巧得到进一步提高[14]。最后，学生提交小组讨论交流记录和小组作业。

教师在课堂上的活动主要是引导和促进学生学习。课堂教学初始阶段，教师集中让每一组的学生代表讲解其组的学习情况、任务内容、展示成果、提出需要解决的问题等，了解学生对知识点的掌握情况。对于要解决的问题，教师组织学生进行交流讨论；争议性大、无法在本小组解决的问题，引导小组和小组之间开展交流讨论。学生讲解项目任务完成后，展示本组作品，对展示过程中提出的问题，在小组内进行研究讨论；小组研究讨论后仍存在问题的地方，成员将其记录下来。教师根据小组问题记录情况继续组织小组间交流讨论。对学生在小组内和小组间交流讨论过程中仍然存在的问题，教师进行统一解决。

课后，教师丰富教学素材，整理学生中存在的共性和课程中的典型问题，提出解决方法，对学生在线学习资源进行更新，扩展各小组项目任务。在完成课程内容的学习后，教师要对学生学习的知识掌握情况进行测试，得到学生的测试成绩，然后通过各小组在课前、课中的学习表现，给各小组打分。在小组内部，小组成员之间相互打分。小组和小组之间根据协作交流学习讨论过程中的表现，相互打分。学生的总分由以上四部分组成。

（四）研究方法

1.实验法

本文采用了实验研究法，设置了实验班与对照班[15]。课前，教师为学生发送相关学习资料，同时对学生进行异质分组；学生明确学习任务和学习目标，学习相关资料。在课堂上，教师对本次课程内容进行概括总结，布置学生将要交流讨论的问题和课后作业；学生以小组为单位开展交流讨论式学习活动，针对在课前自主学习、课堂上听讲后依然存在疑难的问题进行交流探讨。

2.课堂观察法

为了实时监控课堂中学生交流学习的参与程度，本研究依据分组在课堂上设立了6位观察员，6位观察员不参与课堂活动，只对课堂进行观察，保证了观察的信度和效度。在课堂观察中，使用量表获得学生学习过程中交流学习活动的参与度。量表具有两大类：课堂有参与学习活动和不参与学习活动，通过8个观察指标详细说明协作学习活动，如表1所示。

表1 课中学生交流学习参与度量

学生在项目式翻转课堂中交流学习活动的参与度通过频数百分比来描述，即每个小组的观察员观察其所在小组中所有人的有参与活动状态的次数加起来与总次数之比所得的百分比。以小组为单位，观察员3 min观察一次，观察时间为5 s，观察实验班10次，对照班5次，用量表记录6组学生交流学习的观察状态，得到332个实验组班学生交流学习的观察状态，168个对照组班学生交流学习的观察状态。

3.问卷调查法

为了更进一步了解项目式翻转课堂对学习效果的影响，本文设计了一级指标4个，二级指标8个，通过这两大类指标评价学生的学习满意度，如表2所示。依据Vernon等设计的Goal-Criterion评价标准，设计了问卷，问卷中的问题总共涉及了8个，这8个问题分别与4个一级指标中的8个二级指标对应。8个问题可以用五种方式来回答，学生根据自身的实际情况来选择选项，由此获取学生的学习满意度数据，如表3所示。

表2 满意度评价指标

表3 学生学习满意度选项

二、结果与分析

课程结束后，发放72份问卷调查表，实验班和对照班均36份，共收回实验班36份、对照班36份，回收率100%。对调查问卷的结果利用SPSS20．0软件进行统计分析，通过对实验班和对照班学生的独立样本T检验分析，得出两班学生在项目式翻转课堂各影响因素上的差异。

（一）项目式翻转课堂对学生学习参与度的影响

学生在课堂上的学习交流参与度，主要是通过在课堂上设立的几个观察员通过观察记录来完成。小组成员参与度如表4所示。

表4 实验班和对照班学生课中交流学习参与度

从表4中看出，在实验班，六个小组协作学习参与度平均达到了0．8145。其中，前四个小组协作学习参与度高达0．8以上，第五组和第六组也达到了0．75以上。这充分说明了项目式翻转课堂的学习活动能被绝大多数学生所接受。在对照班，协作学习的每个小组参与度在0．6左右浮动，只有第四组达到0．7186，第三组只达到0．5648，而其它四个小组的协作学习参与度处于0．6～0．7区间，说明只有部分学生可以参与到传统课堂的学习活动中。

（二）项目式翻转课堂对学生沟通技能的影响

本文从小组成员之间的交流和小组成员与任课教师之间的交流两个方面探讨项目式翻转课堂对学生沟通能力的影响，如表5所示。由表5可知，两个班的学生在相互沟通交流上的P值为0．000，存在显著统计学差异；在与代课教师之间的沟通交流的P值为0．000，也存在显著统计学差异，由此可知，两班学生在沟通技能上存在显著差异。经效应值Cohen's d分析可知，学生之间的沟通交流Cohen's d值为0．920，与教师沟通交流的效应值Cohen's d为0．931，说明项目式翻转课堂对学生与教师的交流沟通影响更大。

（三）项目式翻转课堂对小组协作能力的影响

本文从学生应具备的交往能力和相互协作能力两个方面探讨项目式翻转课堂对学生交往和小组协作能力的影响，如表6所示。由表6中可知，实验班和对照班的学生在学生交往方面均值得分有统计学差异（P=0．019<0．05），在小组协作方面均值得分有显著统计学差异（P=0．002<0．01），由此可知，两班学生在学生交往和小组协作能力维度上存在显著差异。经效应值Cohen's d分析可知，学生交往能力的效应值Cohen's d为0．645，小组协作能力的效应值 Cohen's d为0．822，说明项目式翻转课堂对小组协作能力的影响更大。

表6 实验班和对照班学生交往和协作能力

（四）项目式翻转课堂对小组自加工的影响

本文从小组成员反思和小组改进活动两个方面探讨项目式翻转课堂对小组自加工的影响，如表7所示。从表7中可知，实验班和对照班的学生在小组成员反思方面的P值为0.845，在小组改进活动方面P值为0.821，两方面的P值均大于0.05，说明均无统计意义上的显著差异。

表7 实验班和对照班小组自加工

（五）对个人协作绩效的影响

本文从以下两个方面探讨项目式翻转课堂对个人协作绩效的影响。

1.学生协作学习效果的整体感受

在协作学习效果整体感受方面，采用随机访谈的方式来完成，从参与协作学习的学生中进行个别访谈。在相互交流方面，有高达98%的学生支持认同，只有2%的学生认为一般；在学生责任方面，明确在小组中和掌握小组学习内容在一定程度上能被项目式翻转课堂影响；在小组自加工方面，认为可以促使小组反思与改进小组活动的学生只占48%，在学生交往和小组协作技能方面，认为提高了自己交往能力和小组协作能力的学生占78%。

2.个人成绩

假设方差相等，通过对两个班的独立样本T检测，如表8所示。由表8可以看出实验班和对照班的学生，前测试成绩P值为0.865，大于显著性水平0.05，两班在前测试成绩上无统计学差异，两个班成绩的方差具有齐性；后测试成绩P值为0.039，小于显著水平0.05，两班在后测试成绩上具有显著差异，两个班成绩的方差具有非齐性。均值差值5.884，说明对照班学生的成绩要低于实验班学生的成绩。

表8 两班学生前测和后测成绩样本方差方程的levene检验

三、讨论

（一）项目式翻转课堂提高了学生学习过程中沟通交流能力

通过对学生学习过程中沟通交流能力的探讨，两班学生在两个方面存在显著差异：学生与本小组成员交流互动的P值小于0.01，效应值Cohen's d大于0.8；学生与教师交流探讨的P值小于0.01，效应值Cohen's d大于0.8，从而判定项目式翻转课堂对于学习过程中交流互动有显著影响。而从两个方面的均值可知，项目式翻转课堂对学生与教师的交流探讨影响更加显著。当教师参与某个讨论小组进行问题探讨时，课堂观察员发现，其小组成员能更加积极主动发言；当小组在讨论过程中存在疑问时，学生与教师会有更多的时间，能进行更充分的交互探讨。研究表明，教师加入小组讨论在一定程度上激发了学生的学习动机，学生可以保持积极、高效的参与度[9]。同时在教师为学生制造交流互动情景的过程中，学生能与教师进行更为深入的交互探讨活动。因此，项目式翻转课堂对于学生与教师交互探讨的影响更为显著。与传统课堂不同，项目式翻转课堂更注重培养学生主动参与、独立思考与交流分享的品质。宽松的课堂氛围下，学生将课前学习过程中的困惑倾吐出来，与教师和学习小组的成员进行交流探讨，既增强了学生发现问题与解决问题的能力，也提高了学生相互沟通交流的能力。此外，学生收获的知识和情感，可增强学生的学习成就感；学生在课前自学过程中，能形成自己的独特观点，在课堂上都能各抒己见，分享交流，提高学习能力。

（二）项目式翻转课堂提升了学生的交往能力和小组协作能力

通过对学生学习过程中学生交往能力和小组协作能力的研究，两组学生在两方面存在显著差异：学生交往能力的P值小于0.05,效应值Cohen's d大于0.5，小组协作能力的P值小于0.01，效应值Cohen's d大于0.8，从而判定项目式翻转课堂对学生学习过程中的交往能力和小组协作能力有显著影响。而从两个方面的均值可知，项目式翻转课堂对小组协作能力影响更加明显。通过对学生的随机访谈及小组成员的媒体软件交流记录进行分析，发现小组成员开展交流讨论学习时，大多数学生都能参与其中，在学习过程中进行的争论、讨论、认可等都能提升学生的交往和小组协作能力的发展。在访谈中，实验班学生还认为，开展项目式翻转课堂必须相互协作学习才能更好地完成项目内容。协作学习可充分发挥小组成员的主体作用，成员之间互助互学，集思广益，让需要解决的问题从学生中来，再到学生中去，这不仅符合学生的认识规律，而且在参与互动的过程中能增进学生的交流，能同步开发学生的智力品质与非智力品质，有助于学生从更广阔的角度去吸取知识。开展小组协作学习能将个人独立学习成果转化为全组共有的认识成果，可以培养学生的团队意识和活动能力；同时小组协作学习有互查作用，能使学生从别人的错误和方法、思路中学到更多的知识。小组协作学习后的汇报，可以将小组共同的认识成果转化为全班共有，能激发创新，拓展思维，提高教学时效。

（三）项目式翻转课堂增强了学习过程中学生的责任感

通过对学习过程中学生责任的研讨可知，两组学生在两个方面存在显著差异：一方面每个学生在各自小组中承担的任务（P=0.009<0.01，d=0.656>0.5），另一方面每个学生在各自小组中掌握的学习内容（P=0.028<0.05，d=0.551>0.5），从而判定项目式翻转课堂对于学习过程中的学生责任有显著影响。而从两方面的均值可知，协作学习活动对学生承担小组任务的影响更加明显。通过对学生的随机访谈以及小组成员的媒体软件交流记录进行分析发现，在课堂上学生越能充分交流，就越具有责任感，因此越有助于学生明确在小组合作学习中所承担任务的重要性[16]。小组合作学习中，个体责任明确以及责任意识的增强，会促进整个小组合作目标的实现，提高小组合作学习的质量和效果。每个小组成员都有自觉履行合作学习的责任和义务。培养学生的合作技能，主动承担责任的能力，能更有利于学生全面发展和成长，最大限度地发挥学生个体的潜能，表现出学生的才华。小组中的每个成员，必须意识到自己与小组具有高度的责任感和使命感，才能更好地完成小组的共同任务。

（四）项目式翻转课堂提高了学生个人协作学习绩效

就个人协作绩效而言，两班学生在个人成绩、对学习效果的整体感受两个方面存在显著差异。对学生随机访谈结果、前后测试成绩及课堂观察数据分析可知，在项目式翻转课堂中，学生与小组成员和教师开展交流互动和探讨活动，提高了学生课堂协作学习参与度，促进了学生知识升华，进而提高了学生学习的满意度。学生通过课前自学、课中多次内化分解有难度的知识，有利于掌握小组学习内容，提高个人协作学习绩效，改变学习方法和习惯，提高学业成就。

四、结论

本研究针对《数据库原理与应用》这门课程，构建了项目式翻转课堂教学模式，希望利用项目式教学和翻转课堂两者的优势，提升课堂教学和学生的学习效果。为了证实项目式翻转课堂的实际效果。从5个方面分析验证了其教学学习效果。分析研究结果可以看出，采用项目式翻转课堂教学能增强学生学习的参与度和学生的个人责任感，同时还提升了学生与他人之间的沟通能力和交往能力，提高了个人协作学习绩效。本研究虽然取得了一些积极结论，但还存在一定的局限性，由于受到课程学时和时间的限制，本文只对一个专业两个班级一门课程的内容进行了教学实证，没有充足的测试样本数据，并且开展教学活动的次数有限。在本研究中，对不同专业的学生之间如何进行合作交流，教师与学生之间如何开展交流学习研讨、分组策略等因素未能设计考虑。

因此，在后续教学活动中将从以下三个方面进一步考虑影响项目式翻转课堂教学模式的因素。第一，研究各种分组策略的特点，根据某门课程的内容，采用某种分组方式，尽可能使每个学生都参与到学习的交流讨论中去。第二，研究学习过程中学学和学教之间的交流互动的特点，深入挖掘师生之间的互动交流关系。第三，研究学生交流互动方式的变化对教学、学习效果的影响。