陳曉露，武荷嵐，王祖源

（同濟大學物理科學與工程學院，上海200092）

“翻轉式”MOOC課堂和傳統(tǒng)課堂教學效果對比研究
——以同濟大學大學物理課程為例

陳曉露，武荷嵐，王祖源

（同濟大學物理科學與工程學院，上海200092）

由于“翻轉課堂”和MOOC教學近兩年在全球的風靡，中國國內各大高校和公司也在嘗試將這兩種教學模式引入教學中，以期能提高教學中學生的成績和教學效果。本文試圖能將兩者找到一個結合點，將“翻轉課堂”的部分教學環(huán)節(jié)和MOOC平臺相結合，形成“翻轉式”MOOC課堂，同時選取同濟大學大學二年級的兩個大學物理本科班為研究對象，將其用于教學，探討相對于傳統(tǒng)班級其是否對學生的成績有所影響。為了說明 “翻轉式”MOOC班教學效果和普通班教學效果的對比是有可靠依據(jù)的，對教學過程、評價方式的合理性進行了分析。進而通過對“翻轉式”MOOC班和普通班的學習成績，成績分布等進行比較，并進一步對差別進行相關分析，論證“翻轉式”MOOC班對學生的成績和教學效果有促進作用。

“翻轉式”MOOC班；大學物理；教學效果；對比分析

一、研究背景

翻轉課堂、MOOC是近兩年歐美國家提出的新的教學模式，并且成為國際高等教育領域和教育理論領域的熱門話題。它們分別在2014年和2013年被新媒體聯(lián)盟的地平線報告（高等教育版）評為近期影響教育的關鍵教育技術。而我國《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》要求：“借鑒國際上先進的教育理念和教育經驗，促進我國教育改革發(fā)展，提升我國教育的國際地位、影響力和競爭力?！保?］并且強調在信息化的環(huán)境下用新的教學形式，為教育信息化的開展注入新的動力。將這兩種教學模式引入到我國的教學中，可以為推進我國的教育信息化起到積極的作用。

二、研究現(xiàn)狀

國外翻轉課堂從美國科羅拉多州落基山林地公園高中起源，到2011年薩爾曼·可汗 （Salmankhan）和他創(chuàng)立的可汗學院（Khan Academy）對翻轉課堂有一個里程碑式推動作用［2］，至此翻轉課堂開始為眾多教師熟知，并成為全球教育界關注的教學模式［3］。國外翻轉課堂的研究主要集中在將翻轉課堂運用于教學實踐［4］、與傳統(tǒng)教學模式的對比研究［5］、探索翻轉課堂與其他教學方法或技術相結合的應用效果［6］。多以應用為主，在教學中也已經試驗了幾年，積累了一些實踐和教學經驗，相對比較成熟。但由于中西教育觀念和教學形式的不同，不能將他們的實踐和教學經驗直接移植到中國課堂。因此，將“翻轉課堂”運用于中國課堂，對比傳統(tǒng)的教學，積累自己的教學經驗、研究“翻轉課堂”在教學中的特征、教學過程和最后的教學效果等，是將“翻轉課堂”移植在中國課堂中的必經過程和階段。但國內對翻轉課堂的研究和實踐也是剛剛起步，仍處于引進、介紹的階段［7］，在國內對“翻轉課堂”的文獻中，大多也是理論分析、對“翻轉課堂”教學模式的探討、“翻轉課堂”的實施策略或者是基于“翻轉課堂”的教學設計的研究。將“翻轉課堂”運用于教學實踐，探索“翻轉課堂”與其他教學方法或技術相結合的應用效果對比很少。介紹多于研究，理論分析多于實踐應用，且多集中在中小學課堂教學的探討，涉及高校教學的應用研究也較少。［8］

MOOC作為一個開放的教學平臺除了有很多豐富和相對完善的教學資源外，教師也可以根據(jù)學生的需要上傳教學資源，為“翻轉課堂”第一個教學環(huán)節(jié)中的學生在課外學習內容提供了很大的方便，也就是將“翻轉課堂”的教學環(huán)節(jié)和MOOC平臺相結合，主要是借助MOOC平臺來展開“翻轉課堂”，因為MOOC平臺各種功能的完善，使教學以更加開放的、自由的教學環(huán)境展開，使學生借助MOOC平臺更加便利、自然的融入課堂。同時，由于“翻轉課堂”討論的教學環(huán)節(jié)也彌補了MOOC平臺不能與老師見面的缺點，可以使問題得到及時解決。所以我們借助MOOC平臺開展“翻轉課堂”，形成“翻轉式”MOOC課堂。

三、研究過程

1.研究對象

選取同濟大學物理班中的二個班級作為研究對象。因為分班時，是按照入學成績隨機進行分配的，每個班級的學生數(shù)有區(qū)別，但作為整體的兩個班級本質上是沒有區(qū)別的，為了更好的管理 “翻轉式”MOOC班，我們將人數(shù)為106人的班級作為“翻轉式”MOOC班、人數(shù)為167人的班級作為普通班。所以我們可以假設在參加大學物理課程時，兩個班是同質的。

2.教學過程對比

為了更清晰的對比兩個班在教學過程中的細致的區(qū)別，對“翻轉式”MOOC班和普通班的教學過程做了對比圖表。

圖1 “翻轉式”MOOC班級和傳統(tǒng)班級教學過程對比表

“翻轉課堂”的基本教學過程，在很多文獻中都有研究和設計，雖然有些細微的差別，但大同小異，最基本的幾個教學階段都是不可避免的，也就是“學生提前看教學內容—上課討論、解決問題—老師指導—總結”，這和傳統(tǒng)課堂的教學過程“預習—課堂講解—課后練習”還是有很大不同。如圖1，在“翻轉式”MOOC班中，借用“翻轉課堂”的教學過程，教師通過課前在MOOC平臺上發(fā)布學習資源，課中串講知識點，組織學生進行討論，并且補充講解、答疑解惑、布置作業(yè)。課后在MOOC平臺上在線回答學生問題，給學生提供必要的幫助。學生在課前主要是通過在MOOC平臺上學習老師上傳的教學視頻和學習資料完成個人作業(yè)，提前完成教學內容，這些問題主要包括在課前遇到的問題，或者是老師為了檢驗教學而提出的問題，在課中主要是完成組內協(xié)作，相互補充，在老師的幫助下討論解決問題，分組匯報，組間交流，修改之前的錯誤理解，提交討論結果。在課后學生及時在線討論未完成的問題，互動交流。而普通班的教學過程就像傳統(tǒng)課堂的教學過程一樣。課前老師準備好教學內容和教學材料，學生提前預習學習內容。課中老師講解教學任務，學生參與教學過程，提出問題完成每節(jié)的課后作業(yè)。課后學生復習鞏固已經學習的學習內容。

3.評價的合理性分析

圖2 評價標準表

為了使 “翻轉式”MOOC班的教學效果和普通班的教學效果對比有可靠的依據(jù)，其評價標準在一定程度上要有一致性、合理性。如圖2，“翻轉式”MOOC班的總評成績=平時成績*30%+網絡成績*30%+期末成績 *40%：平時成績是由平時的作業(yè)情況10%、考勤5%和討論15%組成。網絡成績是由平時參與過程（網絡課程的進度、參與網絡課程的次數(shù)、是否及時完成網絡課程等）15%和在線測試（隨堂測試、節(jié)測試和章測試等）15%和最后的期末考試40%組成；普通班總評成績 =平時成績*30%+期末成績 * 70%：平時成績包括平時的作業(yè)情況10%、考勤10%和課堂表現(xiàn)10%，因為沒有網絡課程所以期末考試成績?yōu)槭Ｏ碌?0%。從表中可以看出在平時成績中“翻轉式”MOOC班和普通班的都為30%，不同的是“翻轉式”MOOC班的考勤為5%、討論為15%，而普通班的考勤和平時表現(xiàn)都為10%，在考勤上5%的差別是因為 “翻轉式”MOOC班有三分之一的時間是在網上而不是在班上，所以在考勤上就沒有占10%的比例，在課堂上的5%差別是因為“翻轉式”MOOC班在課堂上的表現(xiàn)比普通班多了討論環(huán)節(jié)。另外，“翻轉式”MOOC班中網絡成績和期末成績占總評成績的比例和普通班的期末成績占總評成績的比例一致。因為，首先網絡課程的上課時間占總課程時間的三分之一，另外在網絡課程中的每節(jié)課和章節(jié)中都有測試題，這些在課程結束都會收集數(shù)據(jù)，形成過程性評價，對期末考試也是一個補充，因此網絡成績占總成績的30%是比較合理的。

4.教學效果的對比分析

“翻轉式”MOOC班在選課時的學生數(shù)為106人，普通班在選課時學生數(shù)為167人。除去 “翻轉式”MOOC班沒有注冊參加網絡課程的學生數(shù)和普通班沒有上課的學生數(shù)，實際參加“翻轉式”MOOC班的學生數(shù)為91人，參加普通班的學生數(shù)為156人。另外，期末考試時兩個班級所用試卷來自同一套試卷，并且學生在考試前不知道試卷內容，確保期末考試的有效性。本次研究分別對兩個班的平時成績、網絡成績、期末成績和總評成績的分數(shù)進行分析研究，所有數(shù)據(jù)全部用SPSS和Excel進行處理。

（1）考試中不同題型在兩個班級的對比

期末試卷有選擇題、填空題和情景解答題三種題型組成。每個題型的設置都是為了考察學生的相對應的能力。選擇題主要多是以考察學生對基本的物理概念、基本規(guī)律的掌握，考察學生對基礎知識、概念和規(guī)律的理解、掌握程度。題干通?？疾閷W生的分析理解力，同時選項也有考查學生比較、鑒別等能力。填空題主要是有靈活簡便的特點，主要也是偏重考查概念，同時也考查學生對物理知識的理解、辨別和簡單的應用。情景解答題會涉及到比較多的計算，要求學生在能精確的理解物理基礎點后，考查學生是否能對基礎概念和物理狀態(tài)之間建立聯(lián)系、運用物理公式的能力。情景解答題由于本身題型的綜合性、開發(fā)性和應用性，所以要求學生具有分析綜合、推理判斷的能力。

圖3 不同題型得分對比表

圖4 不同題型的分段比例

如圖3顯示相對于普通班的成績，“翻轉式”MOOC班的學生在選擇題、填空題、計算題的平均分均有提高，填空題和計算題高出程度更加明顯。并且從標準差中可以看到，“翻轉式”MOOC班的每個題型的標準差的值比普通班的值偏小，說明 “翻轉式”MOOC班的學生成績更穩(wěn)定。學生在三種題型的得分段比例情況如圖4所示：選擇題、填空題和計算題在大于20分的分數(shù)段的比例明顯都高于普通班的學生在各個題型得分的比例。相對的，在小于10分的低分數(shù)段 “翻轉式”MOOC班所占的比例都明顯低于普通班所占的比例?？梢钥闯?，學生在期末考試成績中不同題型間的成績明顯高于普通班的成績，也可以說是，在“翻轉式”MOOC班的學生在對基礎知識、概念和規(guī)律的理解、掌握程度和分析綜合、推理判斷的能力上相對于普通班明顯提高。

（2）兩個班級中的綜合評價對比

僅用期末的考試成績不能完全衡量學生課業(yè)表現(xiàn)和成果，所以對兩個班級的總評成績、平時成績和期末總成績在分數(shù)表現(xiàn)和各個不同成績段進行對比。

圖5 “翻轉式”MOOC班成績表

圖6 普通班成績表

分別對“翻轉式”MOOC班和普通班的期末成績、總評成績在最高分、最低分、平均分和方差做圖表數(shù)據(jù)分析，如圖5“翻轉式”MOOC班成績表、圖6普通班成績表，“翻轉式”MOOC班在期末成績的最高分、總評成績的最高分都為94分，比普通班的期末成績的最高分、總評成績的最高分分別少了3分和2.1分?！胺D式”MOOC班在期末成績的最低成績?yōu)?5分、總評成績的最低分為29.8分，比普通班的期末成績的最低分、總評成績的最低分0分、9.3分，分別高了35分和20.05分。“翻轉式”MOOC班在期末成績的平均分為71.75分、總評成績的平均分為79.59分，比普通班的期末成績的平均分67.73分、總評成績的平均分73.8分，分別高了4.02分和5.79分。由此可以看出 “翻轉式”MOOC班的成績表現(xiàn)好于普通班的成績表現(xiàn)。從圖5“翻轉式”MOOC班成績表和圖6普通班成績表中還可以看出，無論普通班是在總體方差、樣本方差或者是標準差上的值都大于“翻轉式”MOOC班在總體方差、樣本方差和標準差上的值，說明普通班的成績更加離散，沒有“翻轉式”MOOC班的成績分布集中。

圖7 成績分布統(tǒng)計圖

將兩個班的學生成績劃為五個分數(shù)段 90～100分、80～89分、70～79分、60～69分，小于60分的成績分布進行統(tǒng)計。如圖7，從圖中可以看出，“翻轉式”MOOC班的學生在這五個成績段的分布比例分別為13.18%、45.76%、27.47%、9.89%、4.39%，普通班的學生在這五個成績段的分布比例分別為8.33%、30.76%、33.97%、12.18%、14.74%。90分以上的優(yōu)秀率 “翻轉式”MOOC班比普通班高出4.85%，得分為80～89分之間的比率 “翻轉式”MOOC班比普通班高出15%，遠遠高于普通班，得分為70～79分之間的比率“翻轉式”MOOC班比普通班減少了6.5%，得分為60～69分之間的比率 “翻轉式”MOOC班比普通班減少了2.29%，在60分以下的比率“翻轉式”MOOC班比普通班減少了10.35%，因此，在高分階段“翻轉式”MOOC班明顯比普通班表現(xiàn)更好。

（3）相關性分析

圖8 T-F檢驗表

分別對期末成績、平時成績和總評成績進行相關分析，對于期末考試成績，用方差分析方法對兩個班級做方差齊性分析的顯著性檢驗，F(xiàn)=1.816，p=0．0011，所以具有方差齊性，無需校正。經過雙側T檢驗，t=1.97，p=0．046＜0．05，差異具有顯著性意義，由于“翻轉式”MOOC班的期末均值為71.75分，普通班級的期末均值為67.73分，所以可以認為 “翻轉式”MOOC班的期末成績得分的平均值顯著高于普通班的期末成績的平均值。對于平時成績，用方差分析方法對兩個班級做方差齊性分析的顯著性檢驗，F(xiàn)= 0.991，p=0.474，所以具有方差齊性，無需校正。經過雙側T檢驗，t=1.97，p=0.575＞0．05，差異不具有顯著性意義，由于“翻轉式”MOOC班的平時成績均值為86.7分，普通班級的平時均值為88分，所以可以認為“翻轉式”MOOC班的平時成績得分的平均值與普通班的平時成績的平均值無明顯差異。對于總評成績，用方差分析方法對兩個班級做方差齊性分析的顯著性檢驗，F(xiàn)=1.734，p=0．002，所以具有方差齊性，無需校正。經過雙側T檢驗，t=1.97，p=0．001＜0．05，差異具有顯著性意義，由于“翻轉式”MOOC班的總評成績的平均分為79.59分，普通班級的總評成績的平均分為 73.80分，所以可以認為“翻轉式”MOOC班的總評成績的平均分顯著高于普通班的總評成績的平均分。

四、研究結論和啟示

綜上所述，“翻轉式”MOOC班期末的平均成績、總評成績的平均成績明顯高于普通班的期末成績的平均成績、總評成績的平均成績。并且根據(jù)T檢驗，“翻轉式”MOOC班期末成績、總評成績和普通班的期末成績、總評成績存在顯著差異，而 “翻轉式”MOOC班的平時成績對比普通班的平時成績不存在顯著差異。因此，“翻轉式”MOOC班相對于普通班，對教學效果有直接的提高。分析其原因，第一，“翻轉式”MOOC班有效地提高了學生的參與度，網絡課程提高學生的學習興趣，并且使學生的期末成績和總評成績得到提高。第二，“翻轉式”MOOC班的學生可能在完成課前學習任務方面比普通班學生除課堂外會用較多的時間。

“翻轉式”MOOC班進行注冊MOOC網絡課程總人數(shù)為91人，為選本課程總人數(shù)的85%，普通班來上課的人數(shù)為156人，為選課人數(shù)的93.41%。相比而言，“翻轉式”MOOC班的學生比普通班的學生更容易流失，造成這一結果的原因可能是：第一，部分學生對新的教學方式的抵觸，缺少自己注冊課程主動性，第二，在介紹“翻轉式”MOOC班的學習方式時，可能有學生還沒有完全理解。第三，受到技術限制，MOOC學習平臺可能會出現(xiàn)處理學生信息滯后的情況，致使某些學生的注冊不能完成。

在“翻轉式”MOOC班，學生學到的不僅是課本上的知識，也提升了人與人的協(xié)作能力，自我的管理能力，語言的表達能力，活動的組織能力。相對應的，教師的評價方式也跟著做出相應的轉變。大學生學習具有自主性，以自學為主，讓學生在研討式教學、課外學習中得到較好發(fā)展。［9］“翻轉式”MOOC班剛好符合這種教學思想，因此，在大學教學中會有較好的應用前景。

［1］國務院．國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）［z］.

［2］Katie Ash EducatorsEvaluate‘Flipped Classrooms’Benefitsand drawbacks seen in replacing lecturesw ith ondemand video［J］.Education Week，2012，（10）：6-8.

［3］楊剛，楊文正，陳立.十大“翻轉課堂”精彩案例［J］.中小學信息技術教育，2012，（8）：11-13.

［4］Justin G.Gardner The Inverted Agricultural Economics Classroom：A new way to teach？［A］.presentation at the Agricultural&Applied Economics Association’s 2012 AAEA AnnualMeeting，Seattle［C］.Washington，2012：12-14.

［5］Jeremy F.Strayer How learning in an inverted classroom influences cooperation，innovation and task orientation［J］.Learning Environ Res，2012，（15）：171-193.

［6］Gerald C.Cannod，JanetE.Burge，MichaelT.Helmick. Using the Inverted Classroom to teach Software Engineering ［A］.2008ACM/IEEE 30th InternationalConferenceon SoftwareEngineering，2008：777-786.

［7］張渝江.翻轉課堂變革［J］.中國信息技術教育，2012，（10）：118-121.

［8］汪曉東.張晨婧仔.“翻轉課堂”在大學教學中的應用研究［J］.現(xiàn)代教育技術，2013（8）：11-16.

［9］葉信治.從美國大學教學特點看我國大學教學盲點［J］.高等教育研究，2011，（11）：68-75.

（編輯：郭桂真）

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