微信在翻转课堂中学习效果的可视化研究

希尔扎提·库扎提

（西南大学教育学部，重庆 400715）

一、基于微信的翻转课堂中学习效果可视化的价值

随着数字化信息传播时代的到来,涌现了大量基于网络的新媒体平台,这些新媒体工具的出现无疑给教育行业注入了新的活力。它们为教育信息的处理、展示和传播提供了技术支持。目前翻转课堂在高等教育阶段培养学生的创新精神和合作理念等方面起到了巨大作用。然而目前的翻转课堂智能化程度普遍不高，基于微信平台的翻转课堂中的学习效果展示更是缺乏深入的探索与实践。为此，研究如何将微信平台的翻转课堂中的学习效果进行可视化展示是具有实际意义的，尤其是在提升学习者学习动机、增强学习者社会存在感、发展学习者高阶思维能力和元认知能力方面能够帮助学生。基于微信平台的翻转课堂作为一种信息化环境下学习方式演变的典型，必将成为研究和开发的热点。

（一）可以提高翻转课堂的质量

研究将有助于解决微信平台下翻转课堂中学习效果展示的不直观与效度不足、缺少针对性的反馈、学生缺乏学习社区意识和归属感等几个问题，以应对高等教育中大规模开展基于微信平台的翻转课堂和翻转课堂中的可视化反馈的需要；有效保留住在线学生数量，确保学习者实现深入的在线学习体验，促进新媒体与教育的理论和实践结合，提高高等教育中翻转课堂中学生学习的质量。

（二）丰富课堂教学内容

可视化作为学习效果展示的主要技术，可以让学生阶段性地参与翻转课堂中，并且完成教师布置的课后习题，从而实现教育数据的收集与分析，最终将分析结果反馈给学生。同时可视化技术也可以具体到每个人，利用微信这样的新媒体工具和可视化图形展示工具以图形加文本的方式在线即时反馈每个学生作业，在竞争心理机制的作用下，从而最终提高学生的自主学习能力。同时，通过及时的可视化反馈图形认识到自己阶段性学习知识点的不足与问题，提高自己的学习效率。

（三）创新翻转课堂的教学手段

将可视化的工具Echarts与网络新媒体工具微信公众号引入翻转课堂中的学习效果展示过程中，使用微信公众号使得学习效果的检测得以在线进行，学生可以实时在参与翻转课堂中获得针对本次课堂学习任务的形成性评价，此研究是基于微信公众号平台，自带提醒功能，可以大大增加学生的学习积极性，使学生可以方便的了解自己的学习状况，提高在线同伴互评的质量与数量。更重要的是研究提出的学习效果可视化展示是针对每个成员的个性化分析与分发。使用Echarts可以将学习效果的情况进行数据的可视化展示，所以Echarts在研究中就充当了可视化工具的角色，通过Echarts将每位同学的当堂学习效果以雷达图、折线图等方式展示，根据学生课堂检测产生的数据进行分析，为每个学生生成一份专属的个人反馈策略，这就使得学习效果的展示更有针对性，通过教育数据挖掘得出的反馈也将会更加有效。学生拥有明确的努力方向，提高学习效果便事半功倍。

二、目前翻转课堂教学存在的问题

媒体的演进与发展一直以来都在一定程度上影响着教育的发展，新媒体也不例外地对现代教育带来了影响和改变。［1］当前时代是信息科技的时代，人们获取知识的方式已经不再仅仅局限于传统模式，而是逐渐趋向于移动式学习。因此，传统的课堂教学模式正面临着严峻的挑战。如何在移动新媒体时代利用新媒体技术为课堂教学提供有效帮助，满足高校学生的课堂个性化需求，是现阶段的重要课题。［2］

（一）教学的单一化、笼统性

信息化时代的到来,教育与互联网信息技术的结合正在悄然掀起信息化教学的浪潮，翻转课堂模式颠覆了传统的教学模式，将信息技术与课堂教学相融合，顺应了信息化时代的发展趋势。［3］现有的翻转课堂中的真实呈现大多还是采用幻灯片等软件制作，呈现较为线性化，使知识的生成与内化无法快速地展示。因此将可视化技术或工具引入到翻转课堂中，进行思维与知识的可视化，可以快速展示知识，也可以让学生更好地理解和运用知识。［4］但同时新媒体技术支持下的翻转课堂还是存在较多问题的，教师通常只能通过课后评价习题进行测试，通常情况下只有一个测试结果给学生，学生也只是不停地在考试。这样的翻转课堂学生的学习效果到底如何，学生的学习成绩是否有改善，我们都无法从一个简单的课后测试中发现，由此笔者打算在基于微信平台的新媒体支持下的翻转课堂中引进可视化分析技术，以解决翻转课堂的学习效果展示不直观的问题。

（二）学生学习主动性不高

国内外的翻转课堂主要依托于网络教学平台开展。然而，由于学习效果评价和展示环节设置过于简单，在检测学生学习效果的过程中存在学校效果展示不直观、无法给予学生针对知识点的反馈建议等问题，因此，翻转课堂在国内的发展仍面临不少问题，其中最为显著的是：学生不善于提问以及学生参与课堂的主动性不强，不能在课前主动学习。并不能很好地达到让学生通过实践自主地进行学习的目的。

（三）教学效果不明显

目前,基于数据分析的“翻转课堂”评价方法还极少见。［5］由此可以看出翻转课堂中存在着很大的数据分析潜力，而且目前国内对翻转课堂中的教育教学评价信息关注度还是不够，没有太多的学者能够深入地挖掘翻转课堂中蕴藏的数据价值。针对这一不足，本研究希望能够借助微信这样的新媒体工具再辅以互联网络技术，实现在高校的翻转课堂中学习效果方面的数据分析，尽可能地从学生的学习效果中挖掘有用的信息，以此来促进新媒体的利用和翻转课堂中教学效果问题的解决。

当前推进我国教育信息化进程的关键在于，在日常教学中注重信息技术的应用，增强教师在信息化环境下创新教育教学的能力，使信息化教学能真正融入教师的日常教学活动。［7］所以从教师方面来说学会运用信息技术的教学系统也是必要的。

三、微信在翻转课堂中学习效果的可视化的应用设计

学生参与微信工具支持的翻转课堂的过程中，应当还是以教师为主导，学生为主体，教师引导学生进行一系列的学习活动，同时学生参与翻转课堂中的教育数据也应当被引起足够的重视。一方面在如今的翻转课堂中，融入融入计算机技术手段支持下的微信等新媒体平台，这样的新媒体既可以促进教育媒体信息的处理传播与展示，又可以帮助解决翻转课堂这样的教育热点中存在的痛点。现如今微信平台支持的翻转课堂的学习效果展示面临的低效、不直观、没有针对性反馈等问题也迫切需要一个解决方案，正是在这样一系列的背景下，笔者的基于微信平台的翻转课堂的可视化研究才会应运而生。

（一）基本思路

我研究的基本思路分为四步。

第一：调研分析

利用问卷调查法或者访谈法获得用户的需求，翻转课堂的用户群体主要是面向大学生，所以问卷和访谈的对象也主要是大学生。主要关注大学生希望的可视化展示学习效果方式、可视化学习效果的获得方式以及大学生喜欢的微信平台翻转课堂的特征。

第二：规划设计

获得需求以后，根据需求预设翻转课堂学习效果可视化功能的概括性的设计，先将总体目标确定下来，即大学生可以方便地在微信公众号上完成翻转课堂学习任务，并且收到可视化的效果展示图。

第三：可视化工具研发

可视化工具研发主要遵循软件工程开发的基本流程，先进行可行性分析，然后进行需求分析，接着进行总体设计，然后详细设计，编码与测试。开发人员都有计算机学科的背景，所以如果严格按照软件工程方法去进行开发可视化的功能，是可以实现预期效果的。

（二）具体研究方法

在理论研究阶段主要使用文献研究法和个案研究法，使用文献研究法的目的是为了搜集、整理、分析出微信平台下翻转课堂需要的理论支持信息，这些信息主要包括两方面，一个是微信平台的理论研究，另一个是关于翻转课堂的理论研究。问卷调查法主要用于获得用户需求，征询其平时是否接触过类似的具有可视化功能的工具或平台等。比较分析法：比较国内不同微信平台下的翻转课堂学习效果的展示方式。通过研究国内外主要解决措施和相关文献以后，我们会进入下一个研究阶段—可视化工具原型设计阶段，这个阶段主要使用文献研究法和案例分析法。利用文献整理分析可视化工具原型需要的理论支撑，利用案例分析法找出研究的关键点和需要解决的核心问题。根据分析结果设计出可靠的可视化工具原型。进入设计开发阶段需要更多地依靠软件工程学科的研究以及开发方法，比如可行性研究、典型的MVC（模型，视图，控制器）开发模式、面向对象的编程方法、测试技术、移动互联网技术等等。进入应用阶段时，研究会更加关注有效性，主要使用问卷调查法，个案访谈法。

（三）应用设计

本研究预期研究成果有两项，第一是基于微信平台的翻转课堂中的学习效果可视化研究的论文一篇，第二是有自主研发产权的微信平台下翻转课堂中的学习效果可视化展示工具一项。以微信公众号为开发目标，详细目标包括，可以在公众号上发布学习资源与学习任务，学生在公众号上可以参与学习与讨论，教师可以利用公众号发布检测试题，学生可以在公众号上完成习题，最终经过公众号后台数据挖掘分析，将每位同学的测试成绩以可视化图的方式发送到学生的微信公众号终端。预期效果如下图所示，图一所示的雷达图可以清晰地展示出学生在阶段性的翻转课堂中的知识点掌握情况，图二所示的折线图可以展示出学生阶段性的学习效果的状态变化。

图4-1 学习效果雷达图Fig.4.1 the radar diagram of learning effect

图4-1 学习效果折线图Fig.4.1 the line chart of learning effect

四、微信在翻转课堂中学习效果的可视化研究总结与启发

教育数据挖掘(EDM)是指在教育环境中应用数据挖掘技术分析教育教学活动中产生的数据，用以解决教学实践与教育研究中的问题，目标是改善和提高学习质量，完善学习过程与教育管理。［7］也就是说在翻转课堂中引用先进的教育数据挖掘技术还是非常重要的，能实现借助于教育挖掘技术解决微信平台下翻转课堂中学习效果展示的问题。教育数据挖掘是本研究中要着重借助的数据技术，利用教育数据挖掘技术分析出结果以后，就可以将分析结果以可视化图表的形式反馈给学生，这样也就能够使学生不再面对只有最终成绩的单一评价方式的翻转课堂，而获得多样化的学习效果分析展示。

研究目前尚处于起步阶段，笔者通过计算机知识的学习与文献整理分析，最终将整个研究该有的依据、目标、思路与方法还有预期成果进行了综合的阐述，侧面上也论证了研究的可行性。

（一）微信在翻转课堂中学习效果的可视化研究总结

本研究的研究对象是可视化的学习效果展示对微信平台下的翻转课堂的影响，研究范围是当前高等教育学校中微信平台支持的翻转课堂，研究目标是通过利用计算机技术、新媒体手段、工具等实现教育媒体信息的处理、展示、与传播，解决当前教育领域中翻转课堂中存在的问题，并希望借助于教育数据挖掘技术将微信平台下翻转课堂中的学校效果进行可视化地展示，可视化工具主要是开源工具Echarts，笔者通过对翻转课堂中学习效果的可视化研究，在一定程度借助新媒体工具来解决当今教育领域中存在的实际问题，希望通过本研究的努力既解决教育领域中的问题，又能实现新媒体与教育的良好结合。

（二）微信在翻转课堂中学习效果的可视化研究启发

研究下一步的打算就是要着手设计微信平台下翻转课堂中学习效果的可视化展示工具原型，有了原型以后自顶而下细化求精，将整个研究中的成果之一完整地展现出来，同时每个阶段要严格遵守相应的流程规则和计划产出，严格做好计划。另一方面，还是需要更加深入地学习理论知识，研究国内外高水平相关文献，借助于此将研究成果更加严谨合理地通过论文形式呈现出来。笔者刚开始进行相关研究不久，发现无论是国内还是国外，进行过类似研究的科研成果并不是很多，说明此研究方向还是具有相当的研究潜力的，翻转课堂学习效果可视化是个比较新颖的研究思路，是教育领域中广袤的研究范围中发现了新的方向，总体来说需要努力进步的地方还有很多，但研究的最终目标与实际价值还是有一定的差距，需要更进一步的研究和努力。