基于云计算的翻转课堂教学模式研究

摘要：翻转课堂是知识传递与知识内化的颠倒安排，改变了课堂教学中的师生角色，实现了对传统教学模式的革新。云计算技术的逐步成熟为翻转课堂教学模式的实施创造了条件。分析了高等教育传统课堂教学方式后，构建了基于云计算辅助教学平台的翻转课堂教学模式，并分析了基于云计算辅助教学的翻转课堂的优势。

关键词：云计算；翻转课堂；教学模式；协作学习

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-5937-03

教学质量是高等教育的生命线。2011年颁布实施的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》明确提出“提高质量是高等教育发展的核心任务”。2012年4月，总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话中，又深刻论述了全面提高高等教育质量的内涵和要求。作为人才培养重要载体的高等学校，教学是其核心部分，而课堂教学又是重中之重。课堂教学的有效性直接影响学生的学习兴趣、知识摄入水平与专业素质，进而影响人才培养水平。因此，从根本上提高高校的教育质量，必须从课堂教学的变革与创新做起，深入到教师的教、学生的学，深入到课堂，把改革重心移向课堂，将教学和人才培养质量进行一次真正的改观。

课堂教学是专业基础知识摄取的主要途径，传统的课堂教学方式已经不能较好地满足人才培养方式的需要，逐渐成为阻碍高等教育质量提高的“瓶颈”。 主要存在以下问题：

1） 课堂教学方式落后

教育部2003年启动了“高等学校教学质量与教学改革工程”，其核心是倡导高等院校培养大学生的“实践能力、创新能力和创业能力”[1]。这些能力需要在课堂内外的教学中逐渐培养。然而，在近10年的教学改革中，课堂教学并没有像我们期待的那样有一个根本性的改观，多数教师的教学观念仍然十分传统，“填鸭式”、“满堂灌”、“保姆式”的教学方式仍然是主流。因此，需要彻底改变课堂教学方式、关注课堂上教师的教学行为以及学生的学习方式。

2） 课堂教学缺乏反馈环节

在课堂教学以外，虽然多数教师会布置若干次课外作业、阅读，有的教师会要求学生完成学科论文、读书报告或者做真正的研究。但是，多数教师只是关注学生作业的提交情况，学生提交作业后很少得到教师的反馈。尤其是论文式的作业，教师只给定分数，并不面对面地与学生讨论作业的优劣。如果学生抄袭别人的作业没有被教师发现，甚至还得到一个满意的分数，或者学生提出了自己独到见解希望得到老师的首肯却没有得到，抑或是学生对自己的见解没有把握希望从老师那里获得指点却无法获得，这些将导致学生的学习热情大幅降低。美国著名教育学者哈蒂（Hattie，2003）综合了50万项有关教师影响学生学习成绩的研究发现，在教师影响学生学习成绩的10大因素中，反馈排在第一位。目前，国内高校却缺乏这个环节。

3） 传统的教学方式带来了极大的消极影响

传统的灌输式、填鸭式、保姆式的教学方式只能教会学生接受模仿。很大程度上削弱了学生批判、独立思考、质疑的能力，解决问题的能力，探究学生以及合作学习能力；使学生盲目服从、被动，缺乏理性思维、创新能力。

因此，高等学校迫切需要采取切实有效的措施提高教育质量。切实采取有效对策提高课堂教学的有效性，已经成为当前高等教育领域的当务之急。

1 云计算辅助教学与翻转课堂的应用与研究现状

1） 云计算辅助教学的应用与研究

云计算（Cloud Computing）是在分布式系统、网格计算等发展的基础上提出的一种新型计算模型，是一种新兴的共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境，其核心是提供数据存储和网络服务[2]。2009年云计算走进了教育行业――教育云。教育云是利用先进的云计算技术，将教育信息化资源和系统进行整合和信息化，在云平台上进行统一部署和实现，通过互联网提供给广大师生乃至社会人员服务的系统。

“云计算辅助教学”（Cloud Computing Assisted Instructions， 简称CCAI）的概念由上海师范大学黎加厚教授在国内率先提出：是指学校和教师利用“云计算”提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量[ 3]。云计算在教学方面的应用正逐渐成为人们的研究热点，将成为学校的主流技术，影响教师的教学方式和学生的学习方式，再次带来教育上的大变革。2012年，厦门大学软件学院、工信部移动云计算教育培训中心、厦门超级计算中心（云计算中心）举行共建“云计算教学实训基地”签约仪式[4]，开创了我国云计算实训教学的先河。2012年，聚奎中学构建了“翻转课堂”云计算教学平台，成为江津云计算产业在教育领域应用的典型范例[5]。

2） 翻转课堂的应用与研究

翻转课堂（Flipped Classroom），又称为“反转课堂”，是教师创建视频，学生在家中或课外观看视频中教师的讲解，回到课堂上师生面对面交流和完成作业的一种教学形态[6]。这种新型的教育教学形式，颠覆了传统意义上的课堂教学模式，是一种对知识传授和知识内化的颠倒安排。2007年，美国卡罗拉多州伍德兰高中两位化学老师JonathanBergmann 和Aaron Sams 在课堂中采用“翻转课堂”教学模式并发现用这种模式取得的教学效果远比传统模式好得多，两位老师的实践引起越来越多的关注[7]。2011年秋季，美国明尼舒达州斯蒂尔沃特834独立学区6个五年级班开始在数学课堂中试水这种新的教学模式。目前，翻转课堂已经逐渐成为美国学校的课堂教学模式的主流。

2011 年，重庆市江津聚奎中学和广州市海珠区第五中学相继实施“翻转课堂”并获得了良好的教学效果，成为国内基础教育领域“翻转课堂”实践的一面旗帜[6]。[8]就在中国实践"翻转课堂"教学模式时出现的问题进行了讨论并提出了该教学模式本土化的发展策略。[9]将微课与翻转课堂相结合，构建SMVP微课趋同教学应用环境模型，创设微课趋同教学环境，并基于该模型总结提出了有效微课趋同设计的方法和实施策略。[10]将翻转课堂应用与实验教学，通过两轮行动研究对翻转课堂实验教学进行了设计、实施、验证和完善。[11]构建了依托于Sakai的网络学习空间平台的基于网络学习空间的翻转课堂教学模式。[6]构建了软件工程“翻转课堂”教学模型及与之相适应的云计算教学平台架构。[12]将云计算与翻转课堂相结合， 设计了云计算翻转课堂教学流程。

2 基于云计算的翻转课堂教学模式设计

基于云计算的翻转课堂将云计算辅助教学平台与翻转课堂相结合，建立以学生为中心的教学方式，形成学习内化在课堂、传授知识于课外的新教学模式。该文构建的基于云计算的翻转课堂教学模式由课前模块和课中模块两部分组成，分别实现知识传递和知识内化，如图1所示。

2.1课前模块

1） 观看教学微视频

课前需要学生观看由教师提供的教学微视频。视频由课程主讲教师亲自录制或者使用网络提供的优秀开放教育资源。教师自行录制教学微视频能够充分考虑学生的实际情况，并对核心知识点进行针对性讲解。教师也可以在开放教育资源中寻找优质教学视频，可以使学生有机会接触到国内/国际优秀教师的教学内容、教学方法。

基于翻转课堂的特性，教学微视频不应是传统精品课程或优质课程视频的简单改变。而是需要教师认真研究教学内容，找到核心知识点，并在10～20分钟内讲授核心内容。此外，微视频中只有声音和板书，不出现主讲教师，但可以适当地加入互动环节。此外，主讲教师可以将45分钟之外的知识也制作成微视频，作为拓展内容学习。学习能力强的学生可以掌握更多的知识。

2） 课前练习

观看教学微视频后，学生需要完成教师布置的课前练习。该过程可以借助于云计算辅助教学平台实现。学生在教学平台中完成针对性练习后，将学习结果通过该平台提交给主讲教师。主讲教师可以提前了解学生对新知识点的掌握程度，在“课中模块”中做到有的放矢。

百会平台是近年来新崛起的一种云计算支持平台，如今已经成为全国乃至全球领先的云计算应用平台。无论是工作还是学习都可以在任何时间、地点和移动终端设备上进行使用。对于个人用户而言，百会提供免费应用。其中的在线文档管理、在线知识交流与共享、在线信息管理系统等应用适合于教育教学。

3） 难点/疑点反馈

观看教学微视频后，学生应对重点知识进行记录，并通过云计算辅助教学平台将难点/疑点及时反馈给主讲教师。在课中模块，主讲教师将学生集中反馈的难点/疑点进行针对性讲解。

2.2课中模块

1） 难点/疑点讲解

学生可以将预习内容中难于理解或掌握不充分的知识点通过云计算辅助教学平台反馈给主讲教师，主讲教师可以在课中有针对性的对该部分内容进行重点讲解。对于普遍存在的疑问，主讲教师可以在在课中模块的整个过程多次讲解，反复强调。

学生不仅可以将预习内容中的难点/疑点反馈给主讲教师，还可以将前期讲授内容中理解不充分的疑问反馈给主讲教师。主讲教师可在随后的授课过程中或者通过云计算辅助教学平台为学生答疑解惑。

2） 独立/协作学习

教师应根据课程内容、学生观看教学微视频、课前练习中提出的疑问，总结出一些有探究价值的问题。学生根据理解与兴趣选择相应的探究题目。学生最为独立于教师头脑之外的个体，教师应注重和培养学生的独立学习能力。因此，在课中模块，主讲教师应从最初的选择性指导逐渐转变为学生的独立探究学习，让学生首先在独立学习中构建自己的知识体系。

学生选择相应的探究题目后，主讲教师应根据所选题目对学生进行分组。一般，小组规模控制在5人以内。然后，根据问题的难易、类型进行小组内部的协作分工设计。协作学习中，每个同学都可以参与讨论，发展学生个体的思维能力。主讲教师应为参与者提供与同伴交流的机会，增强学生个体之间的沟通能力，促进“生生互动”。

3） 针对性测验

主讲教师应根据重点内容，课前难点/疑点反馈，以及课中学生对知识点的理解程度设计一些针对性测验题目。一般，测验时间控制在5-8分钟内，由学生独立完成。针对性测验可以是纸质的试卷，亦可基于云计算辅助教学平台。

4） 反馈评价

主讲教师将学生完成的针对性测验进行评分、整理、撰写点评后，分享到云计算辅助教学平台。对于存在于个别同学的问题，主讲教师与学生可以在学习平台中交流。对于普遍存在的错误，主讲教师可选择将其录制成微视频上传至云计算辅助教学平台或者在下次课中阶段统一讲解。更重要的是，翻转课堂不但要注重对学习结果的评价，还应注重对学习过程的评价，真正做到定量评价和定性评价。

3 云计算辅助教学与翻转课堂的优势

1） 降低教育信息化平台建设成本

利用云计算存储及计算服务，学院无需购买昂贵的服务器，也无需为服务器的维护与更新而投入精力、经费，只需将电脑接入互联网，将任务交给“云端”处理，从而降低教育信息化平台建设成本。

2） 降低教育信息化平台建设技术门槛

教师通过云计算提供的环境、资源和服务，可以不依赖专业技术人员，轻松构建基于云服务的教育信息化平台。因此降低了教育信息化平台建设的技术门槛。

3） 突破传统课堂教学的时空限制

翻转课堂将用观看授课视频的形式取代传统的教师课堂讲授，学生课外观看视频自学时，可以选择自己的节奏和方式。将课堂讲授的时间由课堂移至课外，将传统课堂的宝贵时间留给师生互动和深度学习，提高学习绩效。

4） 促进协作式学习

云计算辅助教学平台为学生创建了交流协作的平台，并且突破了时间、地点和地域的限制。学生可利用课余时间通过该辅助平台展开协作交流活动，以弥补课堂教学时间不够的情况，促进学生学习，使学生在学习过程中完成知识的构建。

5） 增强师生+生生交流

消除了传统教学中教师只能当面答疑的时空限制，学生能够随时在“云端”提出自己的问题，而教师可以对具有代表性的问题做出统一解答。“生生互动”+ “师生互动”的活跃讨论气氛能开阔学生思维，使学生对所学知识理解的更加深刻，教师可通过总结学生提出的问题对教学内容做出适时调整。

4 结论

基于云计算辅助教学平台的翻转课堂学习在提高学习效率、促进协作意识、增强创新能力等方面效果显著。也因其自主性和灵活性受到老师和学生的喜爱，并逐渐广泛应用于教学。基于云计算的翻转课堂将云计算辅助教学平台与翻转课堂相结合，由课前模块和课中模块两部分组成。云计算技术为翻转课堂教学模式的实施创造了技术条件。打破了时空限制，降低了教育信息化平台建设成本及技术门槛，促进了协作学习，提升了主动学习意识，为培养“双创型”人才奠定了基础。

参考文献：

[1] 吴凤玲.高校专业课课堂教学有效性问题探究[J].中国管理信息化，2012，15（22）：99-100.

[2] 蒋宁，杨姝，杨雪华.基于Zoho Wiki 的云计算辅助教学平台[J].沈阳师范大学学报：自然社科版， 2012 （2）： 232-235.

[3] 黎加厚.云计算辅助教学[M].上海：上海教育出版社，2010.

[4] 软件学院有了“云计算教学实训基地”[OL].厦门大学学生新闻网.

[5] 苏展.“ 云计算” 支撑下的“ 翻转课堂”[OL].江津网.

[6]曾明星，周清平，王晓波，等.软件工程专业“翻转课堂”云计算教学平台探讨[J].现代教育技术，2013，23（8）：26-31.

[7] Mendi Benigni.Reverse Classroom-changing Your Course Delivery in Exchange for Mastery[OL].

[8] 杜鹏."翻转课堂"教学模式本土化发展策略研究[J].中国教育学刊，2014（8）.

[9] 郭绍青，杨滨.高校微课“趋同进化”教学设计促进翻转课堂教学策略研究[J].中国电化教育， 2014（4）：98-103.

[10] 黄琰，蒋玲，黄磊.翻转课堂在“现代教育技术”实验教学中的应用研究[J].中国电化教育， 2014（4）：110-115.

[11] 吴忠良， 赵磊. 基于网络学习空间的翻转课堂教学模式初探[J].中国电化教育， 2014（4）：121-126.

[12] 刘金玲.基于“云计算”环境的翻转课堂学习探究[J].计算机时代， 2014（2）：59-60， 69.