翻转课堂对学生成绩的影响及作用机制

姜励卿

摘    要：与传统课堂相比，翻转课堂使得教师的教学实践从“教师中心”转换为“学生中心”，从而实现了学生的“个性化学习”。文章采用准实验研究设计和问卷调查相结合的方法，基于两期“微观经济学”翻转课堂教学改革的对比实验，通过回归分析实证研究了大学翻转课堂对学生成绩的影响及作用机制。

关键词：翻转课堂;分层教学法;交叉教学法;高等教育

中图分类号：G642.0          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2021）08-0046-04

一、引言

翻转课堂（Flipped classroom）作为一种新型的教学模式由莫里·拉吉（Maureen J.Lage）等人正式提出，他们利用互联网、多媒体计算机等设施实现了一种以学生为中心的新教学模式。由萨尔曼·可汗（Salman Khan）创办的可汗学院使得翻转课堂模式在更大范围内得到普及和推广，在全球掀起了“翻转课堂”热。从2012年开始，我国的不同地区和不同学科的高等教育教师基于MOOC、SPOC以及雨课堂等平台开展了多种类型的“翻转课堂”教学改革。

由于翻转课堂强调“个性化学习”，与传统课堂相比，翻转课堂使得教师的教学实践从“教师中心”转换为“学生中心”。然而，这种对传统教学模式的颠覆性改革是否适合我国的高等教育，能否显著提高大学课堂教学质量和水平，学者们的相关研究结果尚存在一定的分歧。部分学生研究结果表明，翻转课堂有利于激发和维持大学生的学习动机、培养大学生自主学习与合作学习能力，采用翻转课堂教学班级的成绩提高显著高于采用传统教学的班级[1-2]。另一部分学者的实证研究则显示，翻转课堂对于提升大学学习效果的影响尚待进一步论证。潘炳超认为由于人文学科自身特征的约束，翻转课堂在概念原理类知识的教学效果上并不比传统教学更有优势[3]。尹华东的研究表明，翻转课堂在增进学习兴趣方面效果明显，但对增强学习动机作用有限[4]。

从国内的研究文献来看，翻转课堂是否影响大学课堂教学效果的实证研究多采用了简单的描述性对比研究或是相关性研究，多数研究缺乏严密的计量分析方法，因此影响了实证结果的科学性。本文为弥补现有文献的不足，采用准实验研究设计和问卷调查相结合的方法，基于两期“微观经济学”课程翻转课堂教学改革的对比实验，通过回归分析实证考察了大学翻转课堂对学生成绩的影响及作用机制。

二、研究方法

（一）实验设计与抽样

1.两期的准实验模式。研究采用非对等组前后测的准实验研究设计和问卷调查相结合的方法。实验组和控制组是两个平行教学班，由同一位教师教授同一门课程。在总共16周的教学中（48课时），实验组的班级采用基于SPOC平台的翻转课堂教学方法，控制组的班级采用传统方法讲授。在16周的课程结束后两个平行班匿名填写了一份调查问卷，并在第17周同时参加闭卷形式的“微观经济学”课程期末统一考试。

依据以上所描述的准实验模式，我们分别于2016—2017学年第1学期和2017—2018学年第1学期作了两期对比实验。

2.两期实验的实验组和控制组描述。每期实验的对象都是“微观经济学”课程的两个平行班。此类课程是经管类院系的必修专业基础课，面向大学一年级学生开设。

在第一期实验中，实验组共有注册学生61人，来自国民经济专业的学生占比为46.6%，其余学生均来自社会保险专业。控制组共有注册学生105人，来自中英金融专业的学生占比为95.2%，其余学生来自审计、英语等专业。

在第二期实验中，实验组共有注册学生56人，来自经济学专业的学生占比为91.1%，其余学生来自商务英语、投资等专业。控制组共有注册学生95人，来自税收专业的学生占比为94.9%，其余学生来自保险、财政等专业。

在两期实验中，所有班级的学生都是在授课学期初通过教务处的选课平台进行选课，学生选课时看到的课程信息除了授课时间不同外，包括课程名称、教师信息、教室等其他相关信息均完全相同。因此，影响学生选择实验组或控制组主要由该门课程是否与其他课程排课时间冲突相关。

（二）实验处理：基于SPOC平台的翻转课堂教学实施方法

1.课前基于SPOC平台的线上自学。本课程基于爱课程平台上武汉大学文建斌老师的“微观经济学”课程MOOC资源搭建了本地SPOC课程的基础框架，并在此基础上，由任课教师进一步完成了课程的本地化和拓展。经过后期制作，新增并替换了累计240分钟的微课视频和11个典型案例分析，更新了部分课后习题。

所更新内容提前上传到校内的SPOC平台，并在每次翻转课堂前以课前作业的形式向实验组的学生布置，要求学生完成相关内容的线上视频自学和在线测试。

2.課堂教学活动设计。实验组实施翻转的课堂教学活动，主要分为以下三个步骤：首先，建立“微小组”，进行“微展示”。由教师随机指定小组内的某成员对重要知识点进行阐述。“微展示”鼓励采用多样化的手段，例如PPT课件、小品形式。其次，开展“微对话”。每次课堂讨论选定1～2个论题（论题主要针对课程的重点和难点，并涉及学生在线学习中相对集中的疑点）或典型案例（从案例库中抽取），采用组间辩论等多种形式。最后，由教师进行点评和总结，分析思维导图，为学生答疑解惑，启发学生以及引导学生进行更有效的学习。

（三）翻转课堂对学生成绩影响的分析框架

在借鉴相关文献研究的基础上，建立如下学生成绩决定方程。

mscore=α+β1fz+β2gscore+β3exp+β4effort+β5attitude+ei（1）.其中：mscore表示学生成绩;fz为学生是否在实验组的虚拟变量;gscore为学生的高考成绩，作为学生能力的代理变量;exp为学生的学业期望;effort为学生的学习行为，代表学生的客观努力程度;attitude为学生学习态度。

上述模型中的被解释变量为学生成绩，本文用学生期末统一闭卷考试的卷面分数进入模型。解释变量包括是否在实验组的虚拟变量、高考成绩、学业期望、学习行为和学习态度。具体说明如下。

1.为了控制学生能力对于该门课程成绩的影响，本文将期末学生调查数据中的学生高考成绩作为学生能力的代理变量。在两期实验中，所有班级的学生户籍都为同一省份，参加了统一命题的高考，因此用高考成绩作为学生能力的代理变量是恰当的。

2.学业期望。在期末学生调查问卷中，任课教师询问了学生未来是否选择考研、转专业或者出国。选择以上三种选项之一的学生，代表该学生具有较高的学业期望（此类学生为了达到未来目标客观上必须获得更高的绩效点）。本文中的学业期望以虚拟变量形式进入模型。

3.学习努力程度。其中，控制组的学生用平时成绩作为代理变量，包括课堂讨论（30%）、平时作业得分（50%）、课堂纪律（20%）。实验组的学生用其在线上（50%）和线下（50%）的综合平时成绩作为代理变量。在两期实验中，线上和线下的具体考核内容和权重有所变化，具体如下：在第一期实验中，控制组的学生用平时成绩作为代理变量，包括课堂讨论（30%）、平时作业得分（50%）、课堂纪律（20%）;实验组的学生用其在线上（50%）和线下（50%）的综合平时成绩作为代理变量，其中线上包括知识点测验（55%）、观看视频（35%）、线上讨论（5%）、访问数（5%），线下团队作业（100%）。在第二期实验中，其他测量项目和权重不变，线下部分增加了随堂测试一项，因此，线下包括随堂测试（50%）和团队作业（50%）。

4.学习态度。在期末学生调查问卷中，用李克特的5点量表法测量了学生是否主动解决学习上的问题，以此作为学生主观学习态度的代理变量。

三、两期翻转课堂教改的比较分析

（一）第一期翻转课堂教学效果的实证分析

1.变量定义和描述统计。本研究的数据来源于爱课程平台2016—2017学年第1学期“微观经济学”SOPC课程线上学习统计数据、期末闭卷考试及期末学生调查数据。表1提供了相关变量定义及其统计性描述。

2.第一期学习成绩决定的回归结果及分析。基于第一期翻转课堂的相关数据，本文利用STATA15统计分析软件估计了式（1）中的多元线性回归模型的回归系数及显著性检验，如表2所示。

研究结果表明，在第一期翻转课堂中，控制了其他变量后，是否参加翻转课堂的学习对学生的期末考试成绩影响较小。高考成绩、学业期望这两个变量在5%水平下对学生期末成绩产生了显著的正向影响，学习努力程度在1%水平下对学生期末成绩产生了顯著的正向影响，而学习态度则在10%水平上对学生期末成绩产生了显著的正向影响。经过对两个平行班的问卷调查和课后座谈所收集数据的分析，存在以下主要原因影响了第一期翻转课堂的效果。

（1）线上学习行为缺乏有效监督致使线上学习效果欠佳，同时催生了不诚信行为。2016—2017学年第一期的翻转课堂中学生线上学习行为的描述性统计如表3所示。数据显示，学生在网上的自学能力差异较大。以观看视频这项为例，时长最短的学生只看了508.24分钟，而看完全部视频需要的时间最少是660分钟，这说明有部分学生没有按规定看完视频;而时长最长的学生达到了1 320.6分钟，超过时长最短学生两倍。相应的线上讨论次数也说明了同样的问题，讨论次数最少的学生仅仅发贴2次，而最多的学生达到65次。同时，数据也显示学生在网上的自学效果并不理想。从知识点检测的统计数据来看，学生通过线上的学习，平均只能掌握50%左右的知识点。

学生的线上学习行为具有较强的信息不对称性，任课教师虽然能通过平台系统收集学生的线上学习行为数据（这些数据都是事后统计数据），但对学生的线上行为仍然缺乏实时、有效的监督和修正，在一定程度上催生了学生的不诚信行为。根据学生的问卷调查显示，有超过50.3%的学生在线上学习过程中存在不同程度的不诚信行为（包括空转视频，重复发帖凑数等），其中17.5%的学生存在较为严重的不诚信行为（主要包括代做线上练习、代发讨论区帖子等）。由此可见，缺乏有效监督的线上学习使得线上教学效果没有达到预期目标。

（2）线下的翻转课堂设计过于强调团队合作，缺乏对个人的有效激励，导致搭便车行为较为普遍。在第一期教学改革中，翻转课堂的设计主要是围绕团队进行的，在课堂建立“微小组”后，无论是进行“微展示”还是开展“微对话”，包括课后作业也多以团队形式出现。为了精确考核各团队成员的学习情况，教师要求团队按照各成员的贡献度给团队成员的个人成绩赋值，但数据显示超过70%的团队基本都采用了平均赋值法（大多是基于情面的考虑），这导致部分学生“搭便车”成为常态。

（3）没有考虑学生的个体差异性，“一刀切”的教学方式导致部分学生不适应翻转课堂的教学。在针对学生的访谈过程中，有超过30%的学生反映不适应翻转课堂教学，由于自学能力较差，即使看了视频、做了线上的测试也无法很好地掌握基础知识点。因此，这部分学生在参加线下翻转课堂展示、讨论时参与度就偏低，教学效果甚差，他们需要任课教师在翻转课堂中增加讲授基础知识和理论的时间。

（二）第二期翻转课堂教学效果的实证分析

1.第二期翻转课堂改革的具体措施。第二期翻转课堂改革（2017—2018学年第1学期）借鉴了第一期教改的有效措施，并针对第一期教改中出现的问题提出了相应的教改措施，主要包括以下三点。

（1）在线下教学过程中增加了随堂测试环节。在每次翻转课堂开始之前，根据本次教学任务的线上自学内容，由任课教师从习题库中选取适合本次教学内容的一张随堂测试卷，交由学生当场、自主答题，并由助教当场批改和给分，该分数占到线下成绩的50%。然后教师根据学生解答情况进行习题讲解。随堂测试环节不仅考察了学生线上学习的质量水平，更重要的是它在客观上起到了督促学生认真完成线上各项学习任务的作用。

（2）增加对个人的激励，个人考核和团队考核并重。实施新的教改措施后，在翻转课堂中的“微展示”和“微对话”环节由教师随机抽取团队中的某个成员代表团队进行发言，对于表现优异的学生，给予个人额外的激励分数，同时对于表现欠佳的学生，也给予个人额外的惩罚分数。这一举措有利于减少学生的“搭便车”行为。同时，课后作业的设计也大幅增加了个人作业形式。个人作业和团队作业比例各占50%。

（3）采用“交叉分层”教学法。“分层教学法”具体是指在综合考虑学生高考分数及个人意愿基础上，将学生分成初级营（19人次）和高级营（16人次）兩个平行班。初级营和高级营在教学目标、教学内容和教学形式上都存在一定差异。首先，从教学目的上看，初级营的教学目标以掌握基础为主，兼顾经济学思维训练，而高级营的教学目标是重点培养学生的经济学思维和应用能力。其次，从教学内容上看，初级营的教学内容紧紧围绕基础知识点，而高级营的教学内容主要是基础知识点在深度和广度上的拓展。最后，从教学形式上看，与高级营相比，初级营在翻转课堂中增加了教师讲授基础知识和理论的时间（20分钟）。“交叉教学法”具体是指单周高级营课堂讨论，初级营线上学习或小组讨论，双周初级营课堂讨论，高级营线上学习或小组讨论。这样安排不仅有效实现了小班教学，还给定了学生课表上规定的时间进行线上学习和小组讨论。通过爱课程后台的数据收集和处理功能，教师能够对课表规定时间内的线上学习时间和内容进行较为精准的考核。

2.第二期翻转课堂线上学习行为的改进。第二期翻转课堂（2017—2018学年第1学期）中学生线上学习行为的描述性统计如表4所示。

数据显示，在实施三项具体教改措施后，学生的线上学习态度发生了明显的转变。首先，线上学习时间显著增加。学生观看视频的时长明显增加，平均每人增加了200多分钟。相应的访问数也有较大幅度的增加，平均每人增加108次访问，而且离差率为10.91%，比第一期翻转课堂（2016—2017学年第1学期）大幅降低。这说明大部分学生的线上学习时间得到了有效保证，同时线上讨论的参与面也在不断扩展。其次，线上学习的效果明显提高。折算成百分制后的知识点测验成绩较上一期平均提高了10.5分，离差率进一步降低，说明学生在完成知识点检测时更趋向一致。

3.第二期翻转课堂总体教学效果的改进。在翻转课堂中实施分层教学有效提高学生满意度。强调“个性化学习”的翻转课堂使得“因材施教”成为可能。在翻转课堂的基础上，根据学生能力及意愿进行分层教学，对不同层次的学生设置差异性的教学目标、教学内容和教学手段，这样就能够最大限度解决学生的异质性问题，发挥翻转课堂的教学优势，真正实现“因材施教”。

两期的“微观经济学”课程翻转课堂教学改革的实践表明，参加“分层教学”的翻转课堂学生比参加传统翻转课堂学生的满意度显著提高。根据课后的随机抽样调查数据显示，有84.7%的学生认为满意，表示愿意继续采用翻转课堂的教学方法。特别是高级营的学生认为基于SPOC的混合教学法为他们参加各类学科竞赛打下了良好的基础。这说明，“分层教学+翻转课堂”的教学模式大幅提高了翻转课堂的学习效果和教学质量。

4.第二期学习成绩决定的回归结果及分析。根据2017—2018学年第1学期“微观经济学”SOPC课程线上学习统计数据、期末闭卷考试数据，本文利用STATA15统计分析软件估计了式（1）中的多元线性回归模型的回归系数及显著性检验，如表5所示。

研究结果表明，在2017—2018学年第二期的翻转课堂实验中，控制了其他变量后，是否参加翻转课堂的学习显著影响了学生的期末考试成绩。其他条件保持不变的情况下，参加了翻转课堂的学生比没有参加翻转课堂的学生期末考试成绩提高8.7分。这表明，针对第一期教改中出现的问题所采取的三项教改措施是恰当和有效的，它大幅提高了翻转课堂的学习效果和教学质量。

四、大学翻转课堂教学改革的设计建议

通过两期翻转课堂教学改革的比较分析，可以得出以下基本结论：翻转课堂对革新大学教学模式、改进教学效果具有重要意义。与传统教学模式相比，翻转课堂是能够显著提高大学课堂教学效果的。其前提是，教师必须通过设计有效的激励机制来监督和激励学生的学习行为、科学设计线上教学资源、合理组织课堂活动，只有这样才能不断提高课堂教学质量。

（一）课程考核方式是学生学习的指挥棒

与基础教育不同，大学课堂以思维训练为主，学分是约束学生行为的仅有手段，因此设计合理的课程考核方式是翻转课堂有效实施的重要保障。从两期的翻转课堂教学改革实践来看，加大线下的考核力度和考核权重可以有效引导学生在线上的学习行为，同时采用个人考核和团队考核并重的考核体系能够较为有效地避免学生的“搭便车”行为。

（二）在翻转课堂中实施分层教学是实现“因材施教”的有效形式

强调“个性化学习”的翻转课堂使得“因材施教”成为可能。本文的研究表明，忽略学生的个体差异性，“一刀切”式的翻转课堂并不比传统课堂更有效。因此，在翻转课堂的基础上，根据学生能力及意愿进行分层教学，对不同层次的学生设置差异性的教学目标、教学内容和教学手段，这样就能够最大限度解决学生的异质性问题，发挥翻转课堂的教学优势，真正实现“因材施教”。

（三）科学设计线上和线下教学资源是重要基础

首先，线上教学内容的科学性、趣味性和全面性是开展翻转课堂的重要基础。因此，进一步做精线上的课程讲授视频，增加一些具有趣味性的短视频教学资源，创新师生线上讨论的情景（例如，利用第三方平台进行在线实时讨论等）等措施将有利于提高学生线上学习的积极性和效率。其次，针对不同层次学生设计合适的线下教学环节，给予不同线下的教学资源是“个性化”教学的重要基石。

参考文献：

[1]邢磊，董占海.大学物理翻转课堂教学效果的准实验研究[J].    复旦教论坛，2015（1）.

[2]何琳洁，贺辰衎，戴娜.大学翻转课堂教学效果的实验研    究——以《货币银行学》为例[J].大学教育科学，2017（6）.

[3]潘炳超.“翻转课堂”对大学教学效果影响的准实验研究[J].    现代教育技术，2014（12）.

[4]尹华东.对国内外翻转课堂热的冷思考：实证与反思[J].民    族教育研究，2016（1）.