翻转课堂对大学生学习能力的影响范文

摘要:文章采用元分析方法对国内外共27篇翻转课堂实验研究论文进行了分析，通过学习成绩变量探讨了翻转课堂对学习者学习能力的影响效果，并进一步分析了课程类型、课程水平、教学班规模及其它教学干预手段等对学生学习成绩的影响。研究表明:高校在不同课程水平、课程类型、教学班规模等条件下实施翻转课堂均能够显著提高大学生的学习成绩，其中以英语为主的语言类课程能够取得更高的效应水平，而医学与理工类课程取得的效应水平相对偏低。此外，采用小班和中班授课以及在翻转课堂教学中辅以其它教学手段能更好地提高大学生的学习成绩。

关键词:翻转课堂;效应量;元分析

翻转课堂能否提高学生学习成绩是一线教育工作者最为关心的问题，但由于学者们的研究发现各异，目前尚无定论。另外，对于教育政策制订者而言，他们迫切需要了解的是，针对哪类课程，面向多大规模的教学班实施翻转课堂更为有效?为了回答以上两个问题，本研究采用元分析(Meta-analysis)方法，统计分析了翻转课堂相比传统教学法对大学生学习成绩的影响效果，探讨了课程类型、课程水平、教学班规模、其它教学干预手段等变量对学生学习成绩的影响。

一、文献回顾

翻转课堂(FlippedClassroom/InvertedClassroom)最早由美国中小学教师发起，通过多媒体手段使学生在课前完成基本知识点的自学，在课堂中通过研讨、测验等方式进行知识的巩固与吸收，其本质是营造以学习者为中心的学习环境，促进个性化学习［1］。随着翻转课堂教学实践的深入，已经有国外学者开始对多门课程同时进行翻转课堂教学实践［2］，也有针对整个学期所有课程的翻转教学［3］。保罗(Paul)发现在不同教学年实施翻转课堂的效果存在不同［4］。国外已有翻转课堂研究中还缺乏年级、班级规模、课程内容翻转比率等变量对教学效果的影响［5］。总体来看，国内外对翻转课堂的研究成果比较分散，来自常态教学的实验证据还不充足，对其能否提高学生能力仍然存在争论。成绩是检验教学效果的首要指标，部分学者发现翻转课堂能够有效提高学生的成绩，梅森(Mason)发现翻转课堂能够提高学生开放性问题、比较式测验题的成绩，能够对部分教学目标的成绩有显著提高［6］，隆茜也发现翻转课堂仅对某些题型的成绩有提高作用［7］。翻转课堂教学效果影响因素研究多以人口统计学变量为主，例如，性别对翻转课堂教学效果没有影响［8］，但也有学者发现翻转课堂教学效果在性别方面具有显著差异［9］。由于不同学者研究设计、实施的翻转课程、授课对象均存在异质性，再加上影响学生学习收获的因素有很多，仅从以上分散的研究结论难以给出一个肯定的结论。因此，在这些研究数据的基础上，采用元分析方法进行综合分析与推断是解决这一难题的重要方法之一。元分析(又称为荟萃分析)(MetaAnalysis)方法是一种综合分析多个相关科学研究结果数据的统计分析方法，最早由统计学家皮尔逊系统应用于临床研究。元分析适合深入某一具体的科学问题，通过对原始文献的数据进行加工与结果的合并以及结果的推演来获得较为客观、具有可重复性的研究结论。目前，元分析方法已经在教育领域得到了重视，优秀的教学元分析获取了最佳的证据，其结论在指导教学实践、教育决策以及今后的研究导向方面发挥着越来越重要的作用。近几年，国际上教育领域代表性的元分析成果有基于问题式教学的有效性、混合教学与技术应用的有效性等。在国内，元分析已经被应用于分析大学生课堂满意度［10］、知识可视化教学［11］、中小学语文教学实验［12］的有效性等方面。由于翻转课堂近几年才迅速发展，目前尚未发表翻转课堂教学效果的元分析研究成果。

二、研究方法

(一)检索策略与样本的纳入排除标准本研究选取中文社会科学引文索引(CSSCI)来源期刊数据库、WebofScience(WOS)数据库中以“翻转课堂”为主题的研究论文作为总样本库。两个数据库均收录了大量教育类期刊，期刊刊载的论文水平较高。检索的主题关键词设定为“翻转课堂”“flippedclassroom”“invertedclassroom”“flippedlearning”。纳入本研究的论文均为翻转课堂教学对照实验，实验研究目的是考察翻转课堂是否有提高大学生成绩的作用;实验组采用翻转课堂教学为主要的教学手段，而对照组采用传统的课堂授课方式。研究论文中包含最终效应量数据或可以用于计算效应量的原始数据;实验组和控制组的样本在性别、年龄、相关课程成绩等方面有可比性或者无显著差异。综述、报告、定性分析论文，无对照组的实验研究论文以及同一作者使用相同数据的重复发表等不纳入本研究的样本库。

(二)论文的变量统计对于纳入研究的每篇论文，提取以下变量:论文的数据库，第一作者姓名、实验组与对照组学生人数与教学班规模(小于40人为小班，大于等于40人且小于80人为中班，大于等于80人为大班)、课程水平(本科、研究生)、学习者成绩(测验、课程考试、其它与课程相关的考试等)、是否采用其它教育干预手段(是、否)。将论文的数据库、课程水平、班级规模、实验组是否采用其它教学干预手段共4个变量作为调节变量引入元分析模型，便于通过亚组分析探讨样本效应量与这些调节变量之间的关系。由于国内外授课学时不同，绝大多数样本并未标明实际授课周数和学时数，为避免统计错误，本研究不考虑这一变量。

(三)统计分析方法学习者的成绩属于连续型数值变量，效应量(EffectSize)采用Hedges'sg值，即标准化的均值差进行计算，置信区间为95%水平，显著性水平为0．05。效应量的水平划分，采用最多的是Cohen的划分方法，0．2～0．5为低水平的效应量，0．5～0．8为中等水平的效应量，大于0．8为高水平的效应量。样本数据的异质性检验由Q值、P值和I2值进行综合判断。当P＞0．05则不存在异质性;，当0．05＜P＜0．1，且I2＞50%时，表明样本间存在显著的异质性。不存在异质性的样本采用固定效应模型计算合并效应量，存在异质性时则选择随机效应模型进行计算。亚组分析的合并效应量由随机效应模型进行计算。发表偏移由漏斗图和Egger回归分析进行综合判断。通过逐个移除纳入样本来测量模型的敏感性，P＜0．05为差异有统计学意义。本研究所用软件为MicrosoftExcel2012和ComprehensiveMetaAnalysisV2。

三、研究发现

(一)检索结果通过检索得到CSSCI数据库203篇、WOS数据库102篇与翻转课堂相关的研究论文。CSSCI数据库203篇论文中定性分析论文共128篇，定量研究论文68篇，综述类论文7篇。WOS数据库102篇论文中定性分析论文共15篇，定量研究论文79篇，综述类论文8篇。按照本研究的样本纳入排除标准，对文章具体内容和进行分析，最终将27篇研究论文纳入本研究的统计分析，其中20篇来自WOS数据库，7篇来自CSSCI数据库。

(二)纳入论文的基本特征纳入本研究的样本在实施的课程数量方面，主要以一门课程的翻转课堂教学为主，共13篇涉及到理工类课程，6篇涉及人文类课程，8篇涉及医学类课程。理工类课程以专业基础课程居多，而专业技术课较少，相似课程不多。6篇涉及到的人文类课程均为英语课程，其中4篇来自CSSCI数据库，2篇来自WOS数据库，WOS的2篇论文作者均为国内学者，实验对象也是国内大学生。8篇涉及到的医学类课程包含基础医学，也包含见习等实践类课程。27个样本中，共17篇采用了其它教学手段的干预，包括分组互动、案例讨论、交互式问题等积极学习策略、合作式学习，也包括Clickers、WebQuest等技术手段干预。CSSCI数据库中仅有徐艳梅采用了项目式干预手段［13］，而WOS数据库中有16篇论文采用了其它教学干预手段。所有样本涉及到本科层次教学的共有24篇，研究生层次教学仅有3篇;大班教学的共4篇，小班教学15篇，中班教学8篇。

(三)总样本的元分析对27篇论文数据的异质性检测表明，论文数据存在明显的异质性(Q=79．0726，P=0．000，I2=67．1188%)，因此采用随机效应模型计算样本合并后的效应量。结果显示，27篇论文的合并效应量为0．4235，标准误差为0．0719，95%的置信区间为0．2826～0．5645。结合Egger回归分析结果(截距为1．71860，标准误差为1．04924，P值为0．11396)与漏斗图中效应量的分布可以判断，纳入的样本不存在明显的发表偏倚。通过逐个移除纳入样本来测量单个样本对总效应量的影响发现，最大的效应量为0．4564，95%置信区间为0．3326～0．5802，最小的效应量为0．3829，95%置信区间为0．2546～0．5112。两个新计算效应量的置信区间基本在总效应量置信区间之内。因此，纳入的样本数据比较稳定，受样本大小和异常数据的影响较小。

(四)基于调节变量的亚组分析以数据库为调节变量的亚组分析表明，CSSCI数据库样本的随机加权平均效应量为0．4503，略高于总样本的效应量0．4235，而WOS数据库样本的随机加权平均效应量为0．4142，接近总样本效应量，数据库组间效应量不存在显著差异(P值为0．8249)。不同课程类型的亚组分析表明，对理工、医学、人文类课程实施翻转课堂能够显著提高学生的成绩。P值为0．008，表明翻转课堂对不同类型课程的影响是显著不同的。人文类课程的效应量为0．7282，已经达到中等效应水平，对英语课程实施翻转课堂能够大幅度提高学生的成绩。正是由于人文类课程较高的效应量，造成了WOS与CSSCI数据库间效应量的较大差距。不同课程水平的亚组分析表明，对本科生和研究生课程实施翻转课堂教学能够显著提高学生的成绩(P值＜0．05)。但不同课程水平组间效应不存在显著差异(P值＞0．05)。不同授课班级规模的亚组分析表明，中班和小班授课均能显著提高学生的成绩，中班授课的效应量为0．4589，低于小班授课的效应量0．4774，而对大班进行翻转课堂的授课对学生的成绩没有显著影响(P值＞0．05)。对其它教学干预的亚组分析表明，不论是否存在其它教学手段的干预，翻转课堂教学模式均能显著提高学生的成绩。没有其它教学干预的效应量为0．3758，明显低于有教学干预的效应量0．4551，可见，在实施翻转课堂授课过程中使用积极学习、合作式学习等教学法，以及技术干预手段等能够更加有效地提高学生的成绩，这应归功于翻转课堂所营造的以学生为中心的宽松学习环境。

四、结论与讨论

本研究通过对27篇国内外翻转课堂对比实验研究论文进行元分析，得到了以下结论:与传统的以讲授、面对面教学为主的授课相比，翻转课堂能够有效提高学生的学习成绩，随机加权平均效应量为0．4235，证明了翻转课堂提高学习者学习能力的事实。对理工、人文、医学等不同类型课程实施翻转课堂教学均能够提高学生的学习成绩，效应量在不同课程类型间存在显著差异，英语类课程能够取得更高的效应水平，而医学与理工类课程取得的效应水平相对偏低。另外，对不同层次水平的课程、小班和中等规模班级实施翻转课堂也能够提高学生的学习成绩，在翻转课堂教学中辅以其它教学手段的干预则能够更加有效地对学生学习能力产生积极影响。翻转课堂的教学效果之所以高于传统授课，是因为翻转课堂为学生营造了更加宽松和自由的课前学习环境，增加了学生接触知识的时间，使他们能够按照自己的步调理解和吸收知识。同时，翻转课堂的课堂教学增加了师生间沟通和交流机会，便于知识的内化和吸收。在翻转课堂教学中辅以积极教学、项目式教学、合作学习等其它教学手段，无疑能够促进课堂教学中学生的参与交流程度。但这也带来了新的问题，学生学习成绩的提高应归功于翻转课堂本身，还是其它教学干预手段呢?詹森(Jensen)认为翻转课堂的教学效果也许仅仅是积极学习策略的成果，但也有学者认为不应将翻转课堂的效果与其它教学方法的效果进行区分，翻转课堂本身就是一种为以学生为中心的授课方式。可见，翻转课堂不应该流于形式的翻转或流程的翻转，利用翻转课堂手段营造高参与度、积极交流、以学生为中心的教学模式才能更大地挖掘翻转课堂教学模式的潜力。本研究也存在一些不足。翻转课堂是较新的研究内容，集中在近4年间，导致本研究纳入样本数量不多。实际的教学实施对翻转课堂效果有着重要影响，本研究仅将“是否采用其它教学干预”变量纳入考察，今后还需归纳其它重要变量纳入研究进行深入分析。另外，学生成绩仅仅是教学效果的一个具体方面，今后还需考虑翻转课堂对学习能力、学生综合素质的提升效果研究。随着翻转课堂教学的不断深入，通过纳入更多样本来持续深入的研究将是未来相关领域的主要研究内容。

作者：李金城；张杭 单位：杭州电子科技大学数字媒体与艺术设计学院