翻轉課堂對學生滿意度和學業成績的影響
—— 以運動解剖學為例

王成績

（巢湖學院 體育學院，安徽 巢湖 238000）

0 引言

“翻轉”課堂是一種教學模式，最初由Lage等[1]于2000年提出并實踐，后來由Bergmann[2]和Sams[3]于2012年推廣，在這種模式中，傳統的課程組成部分（即“面對面”課堂講授和“在家”作業）被顛倒了。相反，在翻轉課堂中，預先錄制好的講座可以在課堂外觀看（在家里），而課堂時間則用于互動練習、討論或集體問題。這種混合式學習方法旨在通過讓學生控制在線學習的時間和速度，并通過與同學和教師一起參與課堂討論和協作練習，最大限度地提高課堂學習的效率[4－5]。翻轉課堂代表著教育從以教師為中心的教學策略轉變到以學生學習為中心的教學策略的一個持續的范式轉變。翻轉課堂（也稱為反向課堂、逆向課堂或逆向課堂）是一種教學模式，在這種方法中，向學生提供基本概念以進行課前學習，從而使課堂時間能夠應用并建立在這些基本概念的基礎上。

翻轉課堂模式在許多衛生科學領域的應用越來越多，包括護理、醫學、藥學和公共衛生[6]。最近對運動解剖學教育中使用翻轉課堂模式的九項研究進行了系統的回顧，得出的結論是，盡管翻轉課堂的學習結果與傳統課堂的學習結果相同或有所改善，但翻轉課堂的學生始終報告更高的滿意度[7]。對本科護理教育中的11項隨機對照試驗進行的Meta分析顯示，翻轉課堂的理論知識和技能分數明顯高于傳統課堂[8]。

雖然“翻轉課堂”一詞近年來引起了相當多的關注，但以學生為中心的教學法有效地吸引了學生參與學習過程，其歷史悠久而豐富。諸如基于問題的學習（PBL）和基于案例的學習（CBL）等方法反映了與翻轉學習相同的許多以學習為中心的原則。在PBL和CBL中，學生使用現實問題或案例敘述來應用特定的問題解決過程來獲取新知識。這個過程可能需要也可能不需要課前學習。然而，根據教師提供的指導水平以及用于促進學習的活動類型，翻轉課堂可能與PBL或CBL不同，根據以下關鍵翻轉課堂要素：1）課前提供內容：教師在上課前將關鍵基礎內容打包給學生的過程；2）在課堂上積極學習：表現為一系列完善的、循證的、積極的學習策略；3）評估：包括評估和向學生學習提供反饋的各種方法，并使學生對課前和課堂材料的學習負責；4）探究：以學生發起的調查為特征的探索。

越來越多的教育研究機構描述了在翻轉課堂上課前預習內容、設計主動學習和評估學生成績的各種策略。在醫學、經濟學和物理學等許多學科中都描述了其他翻轉方法。雖然不需要技術，但它通常用于向學生提供課前學習材料（例如，捕獲的視頻講座、播客、基于網絡的模塊和動畫電子書）。但是，傳統文本、文章或網站等靜態材料也可以作為課堂準備的有效資料。

在數字時代，學習者能夠比以往任何時候都獨立地獲取更多的內容，從而使學習和信息的獲取途徑成為促進學習至關重要的因素。翻轉課堂融合了計算機輔助教學（如數字接口、自主學習、在線參與）和面對面的課堂時間（如協作機會、應用性問題解決、教師和同伴參與）的優勢，可以有效地提高學生的學習效果，提高學生的參與度和批判性思維發展。在上課前為學生提供關鍵的基礎內容，使學生能夠以自己的速度參與學習，控制他們觀看內容的時間和數量。在有效設計時，這種課外作業為課堂應用學習提供了基礎，并通過課后工作和探索加強了課堂教學。

進行翻轉課堂教學時，需要了解翻轉課堂與翻轉學習的概念，翻轉網[9]將翻轉學習定義為：將教學從學生集體學習轉化為個人學習的教學方法，將集體學習推向動態的互動學習環境，教師引導學生運用概念，創造性地進行主題學習。而翻轉課堂只是實現翻轉學習的模型，翻轉學習并不一定發生在翻轉教室。

在醫學教育中，翻轉學習被認為是一種積極參與的以學生為主導的課程[10]，也是提高學生對課堂及其學業成績滿意度的有效途徑[11]。許多研究報告稱，翻轉學習增加了學生的積極參與和學習動機，并有效地誘導深入學習[12]。因此，本研究旨在探討學習運動解剖學的學生在翻轉學習中的滿意度，并比較其在傳統課堂與翻轉學習中的學業成績。為今后運動解剖學教學引入翻轉學習提供基礎數據。

1 方法

1.1 樣本

這項研究是在第一年的第一學期，對40名參加運動解剖學課程的體育生進行的。學生分別由26名男生（60%）和14名女生（40%）組成。

1.2 研究過程

翻轉學習的過程如下。首先，對于課前活動，教師提前一周提供課堂講稿、課程幻燈片、教科書和視頻，用于課前學習。學生被分成五組，每一組由八名學生組成。每個小組都進行了課前學習，然后由教師指導創建三個測試問題來檢查課前學習的細節；要求他們在課前2天將這些測試問題提交給教師。教師審核每個小組提交的問題，并驗證了它們的有效性。

課堂活動包括學生解決每組給定的問題。測試的問題由其中一組提供，其他組的學生負責解決并解釋問題。學生交叉檢查各組之間的答案是否正確，并指導他們解釋答案的原因。在整個過程中，學生可以進行小組內或小組間討論。教師的主要作用是促進學生對該問題的充分討論，并就學生沒有解釋的內容提供額外的解釋。在課程結束時進行形成性評估，并對學生的滿意度進行調查，以獲得學生對課程內容的反饋。

1.3 測量工具

1.3.1 學生對翻轉學習效果的認知

在這項研究中，獨立開發問卷以評估學生對翻轉學習的教學效果的認知。根據為驗證有效性而進行的因子分析的結果，測量工具由11個問題組成，包括兩個因子。其中，改善學習的因子（因子1，六個問題構成）以及課堂中的互動和協作因子（因子2，五個問題構成）占總方差的84.86%。每個因素的可靠性值（Cronbach的α系數）對于改善學習的因子為0.954，對于課堂上的互動和協作因素為0.951。對每個問題的回答方式采用5點量表評價，范圍從1（絕對不正確）到 5（絕對正確）。另外，還增加了兩個問題作為開放問卷，受訪者可以自由地描述他們喜歡翻轉學習的內容以及他們認為應該改進或糾正的內容（表1）。

表1 翻轉學習認知項的因子負荷量

1.3.2 學生的學業成績

為了比較學生的學業成績，在翻轉學習課程和課堂教學結束時，對運動解剖學課程進行了形成性評估。課堂教學像往常一樣進行，形成性評估在課程結束時進行。兩組的內容不同，但測試問題的內容水平和難度水平調整到相似的水平進行形成性評估。

2 數據分析

研究使用以下分析方法：其一，計算平均值和標準差以了解學生對翻轉學習效果的認知；其二，進行配對t檢驗，以檢驗傳統課堂教學和翻轉學習課之間學生成績的差異。

3 結果

3.1 翻轉課堂課前學習的資源使用情況

學生在課前學習資源中，使用講義和教學幻燈片的頻率很高，分別為80.6%和74.2%，但使用教科書和視頻的頻率很低，分別為10.3%和16.7%。從學生的反饋表明，教學幻燈片 （平均3.84）和講義（平均3.61）對學習最有幫助。課前學習的平均學習時間為34.3分鐘（表2）。從結果來看，學生課前學習使用的資料主要是講義和幻燈片，為了提高翻轉課堂的教學效果，教師需要加強講義的編寫和幻燈片的制作，為學生的學習提供更好的幫助。

表2 翻轉課堂的課前使用學習資源情況

3.2 對翻轉學習效果的認知程度

在進行翻轉學習之后，進行了學生對翻轉課堂的感知水平的調查（表3）。根據每個問題的結果，課堂中的互動和協作因素的平均分為3.89分，而改善學習的因素的平均分為3.62分。總體而言，課堂互動和協作因素的平均得分高于改善學習的因素。詳細而言，教師與學生之間的互動平均得分最高，為4.13分。此外，受訪者表示他們對課程的翻轉學習感到滿意（平均為3.74分），翻轉課堂有助于自主學習（平均3.71分）和增加學習動機（平均3.66分）。結果表明，學生需要互動和協作，主要是與教師的互動。因此，在翻轉學習時，教師需要積極主動的與學生互動，且必須有足夠的知識儲備和詳細的準備。

3.3 學生對翻轉課堂的看法

學生們對翻轉課堂的自由描述如下。關于翻轉學習課程的好處，個人評論道：“我可以更加專注和更好地理解課程，因為我提前學習了課程內容之后才參加了課程學習”，“我在課堂上沒有感到無聊或困倦”，“課程令人關注且有趣，很好，因為我可以自學”。另一方面，他們指出了應該改進的地方：“由于上課時間短，我們不能充分討論（主題），”，“對于課前作業，很難創建測試的問題”，“最好提供更多的課前學習資源。”。

表3 學生對翻轉學習效果的認知

3.4 課堂與翻轉學習形成性評價結果的比較

在講課后和翻轉學習后比較形成性評價結果（表4）。在形成性評價中，學生在課堂上的平均分為4.28分（10分），在翻轉學習中的平均分為5.56 分（10 分），差異有統計學意義（t=-4.203，P＜0.001）。因此，可以得出翻轉課堂具有課堂學習沒有的優勢，能夠明顯的提高學生的學習成績。

表4 授課和翻轉學習課程之間形成性評估分數的比較

4 討論

在本研究中，我們嘗試在體育學院第一學年第一學期的運動解剖學課程中進行翻轉學習，并對結果進行分析。關鍵結果總結并討論如下。

在課前學習資源中，學生使用的課堂講稿或幻燈片的頻率多于視頻和課本的使用頻率。本研究中的視頻不是為翻轉學習制作的，而是由中國解剖學會提供的。因此，據估計，學生主要通過課堂講稿或講座幻燈片進行課前學習，使用視頻僅供參考。課程資源是翻轉學習的重要組成部分，因為學生必須在上課前完成課前學習活動。即使不包括視頻，也可以通過講座幻燈片、講座筆記等資源來增強教育效果[13]。然而，由于當代的學生熟悉數字信息技術，一般趨勢是在學習中使用視頻[14]。此外，視頻的優勢在于學生可以單獨學習和反復學習。因此，制作視頻和反饋教師設定的課堂目標是有效的。

4.1 翻轉課堂對學生產生的影響

學生課堂中的互動和協作對于翻轉學習比改善學習更有幫助。在翻轉學習中，學生進行課前學習，課堂本身基于小組活動而不是單方面講課，因此教師和學生之間的互動在翻轉學習課堂中是動態的。同時，在調查提出的翻轉學習觀點中，有人提到翻轉學習的積極方面是學生可以在課堂上有很好注意力，可以輕松快速地理解課堂教學，并發現課程內容有趣性。這彌補了單方面講課的弱點。然而，有人指出，翻轉學習課程的弱點是學生覺得他們沒有足夠的時間進行討論，因為課程時間太短。因此，應考慮為翻轉學習課程分配更長的時間。

翻轉學習后的形成性評價得分明顯高于課堂授課后的形成性評價得分。這支持了先前的研究結果，即翻轉學習方法比傳統的授課方法更有效地提高學生對課程理解程度和學業成績[8]。因此，有必要對翻轉學習在運動解剖學課程中的應用進行研究。同時，翻轉學習組的考試成績較高，但對班級的滿意度最低。本研究只比較了形成性評價的結果，還應增加對班級滿意度水平的比較研究。

4.2 翻轉課堂的基本理論

翻轉課堂需要一種系統的、基于證據的教學設計方法，從明確的學習目標開始，并確保所有活動一致，以實現預期目標。Cohen[15]在20世紀80年代描述了教學一致性的概念，隨后Biggs將其進一步發展為建構主義學習理論在教學設計中的應用[16－17]。建構一致性為設計和實施課程或課程提供了框架，以支持高水平的學習目標；這種一致性始于目標（即，作為本課程的結果，學生應該能夠做什么或知道什么）。一旦設定了目標，評估應該被設計來監控學生的學習，并確定學生達到或正在達到目標的程度。然后，應確定和設計課堂內、課前和課后學習活動，以促進實現預期目標的進展。匹配原則可以在許多課程設計模型和分類法中找到，包括Fink的綜合課程設計，它提出了在6個分類法中評估課程內容和更高階思維：基礎知識、應用、整合、人文維度、關懷和學習如何學習[18]。

雖然建設性的一致性將告知課程材料和活動目標的同步性，但成功的翻轉設計可能需要對教育理論有更細致的理解，以闡明學生如何學習和為什么學習。廣泛的學習理論和教育模式可用于具體設計、實施和評估翻轉課堂，包括但不限于建構主義、結構主義和成人教育學。從空間和時間的角度出發，下面描述了與課程設計直接相關的三個顯著且被廣泛引用的模型：掌握學習教學法、研討式教學法和認知學徒制。

4.3 翻轉課堂的學習方法

掌握學習教學法最初由Bloom[19]提出，是一種以能力為基礎的教育方法，可以促進知識和技能的長期保留和轉移。掌握所用的活動應轉移到實踐中，無論是臨床實踐、學術調查或其他藥學或健康專業相關技能。實踐證明，在翻轉課堂中獲得的技能可以推廣到實際的臨床環境中。碩士學習的七個特點包括：26個基礎測試；明確的學習目標，按難度增加的順序排列；參與以達到目標為重點的教育活動（如技能實踐、數據解釋、閱讀）；建立最低通過標準（如考試成績）；形成性評估，以預先設定的最低合格掌握標準衡量單元完成情況；根據掌握標準或高于掌握標準的衡量成績，提升到下一個教育單元；或繼續在教育單元上實踐或學習，直到達到掌握標準。

研討式教學法被定義為參與專門為提高某一領域績效而創建的結構化活動。必須滿足某些標準才能使刻意練習有效。從模擬文獻中可以看出，這些因素包括：積極性高、注意力集中的學習者；在某個特定的有適當的難度的學習目標或任務中的參與度；集中的、重復的練習，可以進行嚴格的、精確的測量，產生；教育資源的信息反饋（例如，教師、活動）；監控學生的學習經驗和正確的策略、錯誤和理解水平，進行更仔細的實踐并繼續；評估以達到掌握標準，然后推進到另一個任務或單元。

認知學徒制是一個教學原則的集合，旨在為學生提供學習經驗，揭示專家實踐的本質和熟練從業人員的認知過程。認知學徒制假設復雜技能發展中涉及的隱性過程可能會被教師忽視，并認為學習經驗的設計應揭露這些過程，以便學生能夠觀察和應用這些過程，并在教師的監督下。因此，這一理論促進了學習活動和評估，使學生更好地理解和修改自己的思維過程，使其更接近專家思維。支持認知學徒制的課堂設計應考慮構成任何學習環境的四個維度：專業知識所需的知識類型（內容）：領域知識、啟發式策略、控制策略和學習策略；促進專業知識發展的方法（方法）：建模、指導、支撐材料、反思和探索；排序學習活動的關鍵（排序）：增加復雜性、增加多樣性和整體到局部的技能；以及學習環境的社會特征（社會學）：定位學習、社會實踐、內在動機和合作。

盡管這些基于理論的翻轉課堂設計和操作方法各不相同，但它們都采用了漸進式的問題解決方法，使學習者參與越來越復雜的問題。這種方法對于專業知識的發展至關重要，并且可以通過翻轉的教室輕松實現。通過將更簡單的任務轉移到課前學習和應用主動學習專門用于更復雜任務的課堂時間，可以提高復雜性。結合排序和框架原則也有助于彌合課前學習和課內學習之間的差距。此外，不同的課堂主動學習策略可以支持學習者在課堂上進行更復雜的問題解決。

4.4 翻轉課堂的設計基礎

除了這些基于設計的理論之外，考慮一個旨在理解翻轉課堂環境中的人類行為的理論框架可能是有用的。自我決定理論（SDT）反映了人類的動機、內在的成長傾向和內在的心理需求。SDT將自主性、相關性和自我效能/能力視為內在動機的三種內在需求。通過設計，翻轉課堂可以通過多種方式促進學生的學習動機，包括但不限于：允許學生在課前以自己的節奏學習資料 （自主性）；提供靈活性的截止日期或實踐活動的選擇（自主性）；需要與同伴進行課堂討論的主動學習（相關性）；納入與未來社會實踐應用相關的實踐活動（相關性）；植入自我評估，使學生能夠確定自己的優勢和劣勢（能力）；管理評估，讓學生展示實現預期成果（能力）的進展。

在整個設計過程中，應重新審視課程調整，以確保內容、材料、活動和評估的定位能夠優化學生的學習。例如，如果一節課的目標是培養批判性思維技能，但是在課堂上，時間主要被用于被動的教學（例如，教師講課），學生不太可能發展出預期的技能，因為講課與批判性思維不符。用基于理論的教育原則通知課堂設計可以進一步確保作業和活動在教育上有目的、及時和激勵學生。其余部分提供了設計和實施翻轉課堂的建議，這些建議由上述文獻和循證理論提供。它們的組織方式如下：課程目標；課前作業；課內活動；課后工作；以及評估。這些因素中的每一個都可以作為一般課程改進的一部分單獨采用，但翻轉課堂的作用大于其各部分的總和。由于獲得了協同作用，這些因素的一致性和整合可以產生更高的課程功能。

課程目標向學生傳達期望，指導課堂設計。目標需要很高但可以實現，以實現最佳動機，根據智能縮寫詞，目標應該具體、可衡量、可操作、相關的和及時的。“高”表示具有挑戰性，是一個依賴于學習者知識或技能狀態的相對術語，并且可以反映更高階的學習、能力水平（如必須在多個場合達到85%的正確率）、技能或態度水平、或處理的深度或廣度。就相關性而言，目標應該與實踐聯系起來——即使是基礎科學。學生需要了解他們所學內容的相關性，因為他們的目標是在課程中培養技能，這些技能將轉移到現實環境中，而相關性對于激勵至關重要。此外，考慮到在快速發展的醫療保健體系中對專業發展的日益迫切需要，這些目標應超越內容知識，以解決當代勞動力技能，如團隊合作、解決問題、溝通技能、適應性和學習如何學習。

在翻轉課堂中，學生必須獲得課外基礎資料，為課堂活動做準備。在文獻中，這種學習被稱為自定進度學習或自我定向學習，有時還被稱為自我調節學習。自主學習通常是指學習者控制他們的學習時間與受外界影響的時間（例如，教師）相比。自主學習可以定義為允許學習者決定他們想要體驗的信息。盡管信息選擇通常由教師控制且范圍有限，但學習者可以選擇對環境的不同提示做出反應，并積極評估所說的內容和所需的其他信息。自主學習是指使個人能夠隨著時間的推移指導目標導向的學習活動的過程。它最大限度地提高個人的長期最佳利益，并允許學習者發展自我調節的行為（如計劃、監控、元認知、注意力），以控制學習的內容和程度。學習者通過監控行為和對其表現的反饋來調節致力于學習的工作量。綜上所述，這些學習理論表明，課前學習活動必須有明確的目標，允許自我調整以優化注意力和努力，并提供自我評估，以幫助學生監控學習成果。

越來越多的證據表明，學生可以通過各種方式有效地自己學習材料。Bligh[20]總結了將各種教學方法與獲取知識的講座進行比較的研究，并描述了一種有效的自我導向的方法，稱為個性化教學系統（PSI）。Murad[21]對獲取知識的自我導向學習進行了Meta分析，發現中等效應量為0.4，表明在自我導向環境中學習的普通學生比對照組（講座或講師控制的環境）高出0.4個標準差。這種中等效應量，表明自我節奏學習在幫助獲取知識方面具有超越課堂效應的實際意義。除了學習更多之外，自定進度的教學還可以提高效率高達30%；也就是說，在自定進度的環境中，學生學習材料的速度比教師控制的環境快三分之一。一些用于課前學習的方式包括：教材、教師自主編制的閱讀材料、教師錄制的教學的視頻或動畫。例如，Dupuis等[22]在過渡到翻轉模型時使用了多種形式，學生們表示，帶注釋的PowerPoint是他們的首選資源，其次是帶引導問題的教材閱讀和帶敘述的PowerPoint。然而，Wong等[23]使用帶敘述的PowerPoint用于課前學習，39%的學生因為它的指導性而喜歡這種模式。

由于翻轉課堂模式依賴于課堂上的積極參與，擴展了課前學習的概念，因此學生對課堂的準備不容小覷。需要提供設計和開發課前視頻或閱讀材料的基于證據。最值得注意的是，以下基于理論的提示可能會激勵學生完成課前學習：通過透明的期望、目標和資源，幫助學生計劃課外學習；提供嵌入式自我評估問題或學習指導問題，使學生能夠評估掌握程度；使用相關示例、圖片，或者視頻來幫助集中學生的注意力，并且讓學生對學習負責。

5 結論

綜上所述，從學生的反饋可以看出，翻轉學習有助于課堂上的互動與協作，有助于提高學生在課堂上的注意力，有助于增強學生對翻轉學習的理解，有助于增加學生對課堂的興趣，有助于提高學習成績。然而，這項研究只在一所體育學院的一門課程中進行了一次研究，因此很難對結果進行概括。有必要讓學生在不同的課程中經歷多次翻轉學習，然后研究學習結果。據報道，翻轉學習對學習動機和學習態度、大學生核心能力和學習方式等情感特征有積極影響，因此，今后需要對學生進行進一步研究。由于本研究僅比較了同一組的課堂教學成績和翻轉學習成績，需使用實驗組和對照組進行有效的比較和區分。