原创： 郭建鹏 中国高教研究
摘要：翻转课堂近年来受到我国高教界的广泛关注，成为推进“课堂革命”的一个突破口。然而，翻转课堂的理论基础及可操作性不强限制了其实施与效果。研究者在翻转课堂传统模式的基础上提出了多种变式，促进了对翻转课堂的研究和应用。通过进一步对翻转课堂的几种变式进行统一，提出一个通用的O-PIRTAS翻转课堂教学模式，包括目标、准备、教学视频、回顾、测试、活动、总结七个环节，提高了翻转课堂模式的普适性、可操作性、灵活性和理论性。研究结果表明，该模式比传统教学模式更能改善教学效果，可以广泛地应用于高等教育的翻转课堂教学改革之中。
关键词：翻转课堂；课堂革命；教学模式；金课；混合式教学
当前，我国正处在由高等教育大国向高等教育强国迈进，实现内涵式发展的关键时期，重视本科教育，提升本科教学质量成为共识。在此背景下，“淘汰水课、打造金课”，推进“课堂革命”成为我国高等教育改革的焦点。“课堂革命”就是要直面大学课堂教学长期存在的问题，转变传统的“为了教师教而教”的教师中心的教学方式，形成“为了学生学而教”的学生中心的教学方式，实现教学方式的根本性变革。
翻转课堂近年来受到国内外教育界的广泛关注。自美国学者Bergmann和Sams于2007年正式提出翻转课堂的概念以来，伴随着在线教育浪潮的兴起，翻转课堂迅速从美国拓展到世界范围，从基础教育延伸到高等教育领域，成为一项影响课堂教学的重大变革。在我国，自重庆聚奎中学于2011年率先引入翻转课堂并开展实践以来，短短几年翻转课堂在我国已呈现“燎原之势”，并成为高教界的热门话题。翻转课堂的核心在于通过对传统课堂的翻转，把大量的直接讲授移出到课外，从而解放了宝贵的课堂时间用来进行有意义的深层学习。由于其对传统教学模式颠覆性的改变，翻转课堂在当前我国高等教育课程教学改革中被寄予厚望，成为推进“课堂革命”的一个突破口。
当前关于翻转课堂的研究主要集中于翻转课堂的理念与优势、不足与挑战、实施与效果等方面。总体而言，研究者普遍认可翻转课堂的理念，深入探讨了其理论基础与优势，并对其存在的不足与挑战进行了比较全面的分析。关于翻转课堂的实施效果，研究者得出了不一致的结论。如O’Flaherty和Phillips在综述了高等教育领域关于翻转课堂的研究之后指出：虽然翻转课堂可以改善大学生的学业表现和满意度，但是没有足够证据表明能够提升关键的通用能力。笔者曾撰文指出，这种不一致的结论主要是由于研究者对于翻转课堂存在不同的理解和做法,导致在翻转课堂的理论优势和实际教学效果之间存在一个明显的差距。鉴于此，本研究聚焦翻转课堂教学模式，在分析翻转课堂模式几种变式的基础上，尝试提出一个统一的翻转课堂通用模式，期冀能为教师通过翻转课堂进行“课堂革命”提供切实可行的指导。
翻转课堂模式的传统版：先视频讲授后问题解决
翻转课堂的先驱者Bergmann和Sams早期进行的翻转课堂教学实践可以称为翻转课堂的传统模式。他们指出：“翻转课堂一般是指学生在家观看教学视频，然后在课堂上完成传统的家庭作业。”他们也把这种最早的版本称为“翻转课堂101模式”。后来他们进一步提出了“翻转学习”的概念：“把直接教学从集体学习空间转移到个人学习空间，从而把集体空间变成一种动态的、交互的学习环境，老师在学生运用概念和创造性地参与科目学习过程中给予指导。”根据这种解释，翻转课堂最本质的特征并不是观看视频，课堂上也不仅限于完成作业，而是通过视频把知识的直接讲解移出到课外，从而解放大量的课堂时间用于深层学习和有意义学习。
Hamdan等进一步提出了翻转课堂的FLIP四大支柱，阐明了实施翻转课堂需要注意的关键要素，包括灵活的环境、学习文化、精心安排的内容、专业的教师。Chen等针对高等教育的教学情况，在这四大支柱的基础上补充了三个支柱，组成FLIPPED模式，分别是渐进的网络学习活动、有效参与的学习体验、多样化和无缝的学习平台。Kim等总结了影响翻转课堂教学的因素，包括学习动机、评价机制、即时反馈、教育技术、学习社区等。Bergmann和Sams也指出，成功实施翻转课堂，需要在教师、教学活动、视频、评价等方面加以重视。
虽然学者对如何实施翻转课堂提出了多种建议，但总的来说都是采用一种“先看视频后解决问题”（video-then-problem）的做法。不管是叫翻转课堂还是翻转学习，其核心理念是通过视频把浅层的知识传授移出到课前课外，课中课内则用来进行问题解决和深层学习活动。应该指出的是，这种翻转课堂模式是把传统教学模式的“先讲授后解决问题”在时空上进行前移，但是并没有对教学形式进行翻转。讲授由课中变成课前，由课内变成课外，由团体空间变成个体空间，由教师变成视频。问题解决由课后变成课中，由课外变成课内，由个体空间变成团体空间。但是教学形式的顺序与传统教学模式还是一样，都是先讲授再开展问题解决和活动探究。
本研究把这种“先视频讲授后问题解决”的做法称为翻转课堂的传统模式。这种传统模式奠定了对翻转课堂一般意义上的理解，并成为后来多种翻转课堂变式的基础。然而，翻转课堂传统模式的一个主要问题在于无法给教师设计和实施翻转课堂提供具体、可操作的指导。学者对翻转课堂的传统模式进行改造，发展出了多种变式。
翻转课堂模式的操作版：增加课前课中的操作性
加拿大富兰克林学院任职的Talbert教授在翻转课堂传统模式的基础上，提出了一个更具可操作性的模式。如图1所示，这个模式由课前课中两个环节组成。学生在课前观看教学视频，然后进行有指导的课前练习。之后学生进入线下课堂，首先完成快速少量的测试，然后解决相关问题，促进对知识的吸收。最后教师听取汇报并给予反馈。与翻转课堂的传统模式相比，Talbert的模式加入了课前和课中的练习，能够促进学生对知识的理解，并帮助教师掌握学生的认知情况，最后教师根据学生的回答情况提供反馈。
张金磊进一步拓展了Talbert的模式，对线下教学活动环节进行了更为具体的设计，包括确定问题、创建环境、独立探索、协作学习、成果交流、反馈评价六个部分。（见图2）此外，该模式还强调了信息技术、交流平台和活动学习的作用。王红等也在Talbert模式的基础上构建了翻转课堂模式：课前环节包括创建教学视频、制定课前练习、自主观看视频、课前针对练习、社交媒体交流；课堂环节包括确定研究问题、独立解决问题、协作探究活动、成果展示交流、教学评价反馈。整体而言，两种模式没有太大差别。
Lo等人基于美国著名教育心理学家Merrill提出的首要教学原则（first principles of instruction），提出了一种基于首要教学原则的翻转课堂教学模式。这个模式由课前课中两个环节共五个步骤组成。在课前环节，学生首先观看教学视频，学习教师系统的知识讲解；然后完成跟进的在线测试。在课中环节，教师首先简要回顾课前学习内容，激发学生的先前知识。然后，教师针对教学难点进行微型讲解。最后，学生以小组合作的形式把前面学到的知识应用于问题解决活动中；在教师的指导下，学生通过分享、讨论、辩论等活动形成对知识的建构和整合。Lo等人的研究表明，这种翻转课堂模式在数学、中文、物理等科目上的教学效果要显著好于传统的教学方式。类似地，国内学者陈君贤、亓玉慧等人也把Merrill的教学原则应用于改进翻转课堂模式，基本做法与Lo等人的模式相似，包括线上激发旧知和示证新知，线下应用新知和融会贯通几个步骤。
另外，还有学者基于其他教学理论对翻转课堂的传统模式进行了改进。如Lai和Hwang提出一个自主学习的翻转课堂模式，包括学生自设目标、课前学习视频和电子书、课堂教师讲解、学生自我评价和反思、系统诊断反馈等环节。Huang和Lin提出一个团体学习的翻转课堂模式，包括课前观看视频、总结视频内容、课中组织并分享观点、展示、汇报等环节。钟晓流等提出了一个环式的翻转课堂模式，包括课前教学准备和记忆理解，课中应用分析和综合评价四个环节。姚巧红等提出一个深度学习的翻转课堂模式，包括初步掌握、深度加工和巩固反思三个环节。
上述翻转课堂的变式从理论基础和操作流程上改进了翻转课堂传统模式，为教师应用翻转课堂进行教学改革提供了有益的指导。但是总体而言，这些模式都遵循了“先看视频后解决问题”这种翻转课堂的传统做法，整个教学活动还是起始于视频中的知识讲授，问题解决和活动探究在后,目前学者开发的翻转课堂变式多数是属于这种模式。
翻转课堂模式的翻转版：先问题解决后视频讲授
翻转课堂传统模式的整个教学过程还是起始于教师对知识的讲授，然而，直接对新知识进行讲授，教学效果往往不佳，因为学生通常缺乏必要的先前知识。在翻转教学中，学生经常会表现出难以理解视频内容的现象。大量研究表明，讲授要发挥作用需要一定的时机，需要在讲授之前先让学生进行相关的探索性活动，帮助学生发展领域的辨别性知识。Kapur提出有益失败理论（productive failure）：学生在接受教师讲解前应该先进行问题解决，虽然会产生一些片面、甚至错误的方法，却有利于图式编码和整合，能够使学生认识到自身知识的不足，从而帮助他们更好地从之后的讲授中获益。
Song和Kapur提出一种基于有益失败的翻转课堂模式（productive failure-based flipped classroom），并通过实验表明这种模式比翻转课堂的传统模式更能提升学生对数学的概念性理解和问题解决能力。如图3所示，这种模式由问题解决和整合两个阶段组成。在阶段一，学生以小组的形式参与到课堂的问题解决活动中。学生调动起相关的先前知识，探索、讨论、分享对问题的不同解决方法。在阶段二，学生以个体的形式在课外观看学习教学视频，把相关的知识、概念、特征组织并整合起来。与翻转课堂传统模式“先视频讲授后问题解决”的做法不同，基于有益失败的翻转课堂模式先在课堂解决问题，然后课后学习视频讲授。问题解决在讲授之前，做到了传统模式所没有做到的教学方式的翻转。因此，基于有益失败的翻转课堂模式是对翻转课堂传统模式的进一步翻转。
翻转课堂模式的综合版：探索-讲授-应用
虽然基于有益失败的翻转课堂模式通过增加视频学习前的问题探索活动，能够改善视频学习效果，但是学生学习完视频之后，对知识尤其是重难点的理解和掌握情况如何，能否应用于解决其他问题，教师无从得知，也就无法进一步提供有针对性的指导。Musallam在多年教学实践的基础上提出了“探索-翻转-应用（Explore-Flip-Apply）”的翻转课堂模式。在探索阶段，学生在课堂上进行探究活动，对目标内容形成必要的先前知识。在翻转阶段，学生在课外观看教学视频，系统学习教师关于知识的讲解，并提交视频反馈给教师。在应用阶段，教师在课堂上解释学生视频学习中遇到的问题，对学生进行测试，设计应用性的问题让学生完成，并对学生进行评估。
Gerstein针对大学教学的情况，基于Kolb的体验学习理论，提出了一个体验式的翻转课堂模式。这个模式由体验式参与、概念探究、意义建构、演示与应用四个阶段组成。在体验式参与阶段，学生以小组的形式在课堂上完成一些相关的探究活动，以激发学习兴趣并发展必要的先前知识。在概念探究阶段，学生主要通过教师提供的视频系统学习相关知识。在意义建构阶段，学生通过讨论、回顾、分析、评估、整合等方式对前两个阶段学到的知识进行深度反思，教师可以设计题目测试学生对知识的理解程度，以此来帮助学生进行反思和建构。在演示与应用阶段，学生以合作、面对面的方式，把前面所学的知识用于创造某个产品或某种观点。
Musallam和Gerstein两种翻转课堂模式都表现出一种“探索-讲授-应用”的思路，教学首先起始于学生对相关知识体验性的探究，然后通过视频系统学习知识的讲授，最后再对所学知识进行巩固、加深、反思和应用。可以发现，这种模式与翻转课堂的传统模式相比，增加了视频学习前的活动探索环节，与基于有益失败的翻转课堂模式相比，增加了视频学习后的应用环节，可以说是综合了翻转课堂传统模式和基于有益失败模式的优点，因此显得更加完整、合理。然而，这种模式的探索和应用环节需要两次课堂时间，限制了其适用性，无法推广使用。
翻转课堂模式的通用版：变式的统一
综上，学者近年来在翻转课堂传统模式的基础上开发了一系列变式，不断完善翻转课堂的理论基础及其操作流程，有效提升了教学效果。然而，这些模式在可操作性与普适性上还存在不少问题。如在Talbert和张金磊的模式中，如何保证课前视频学习效果，个体独立探索和小组协作学习如何协调。在基于首要教学原则的翻转课堂模式中，如何区分简单知识与复杂知识并分别分配到课内外。在基于有益失败的翻转课堂模式中，课中问题解决和活动探究如何组织，课后视频学习如何监控并保证效果。在“探索-讲授-应用”的翻转课堂模式中，探索环节如何设计，如何保证足够的课堂时间用于探索和应用两个环节。除此之外，这些模式主要是针对认知领域的教学，不适用于技能和情感领域，有些模式更是只针对个别课程或教学环境开发。笔者曾指出，翻转课堂不同的变式及其相应的问题是造成翻转课堂教学效果不一致的重要原因，也是限制教师在教学实践中使用翻转课堂模式的一个主要障碍。如何开发一个适用于不同领域的翻转课堂通用模式，为教师开展翻转教学提供切实可行、具体可操作的指导显得十分重要。
笔者在已有研究基础上，提出一个O-PIRTAS翻转课堂通用模式，并通过一学期的实验表明其教学效果显著好于传统教学模式。如图4所示，笔者指出要从课程和教学两个层次理解翻转课堂的概念。翻转课堂通常被狭义地理解为一种教学方式的改变，我们认为必须从更高的层次即从课程的高度来认识翻转课堂。进行翻转教学，必须对目标课程进行系统的重新设计，我们把这一阶段称为翻转课堂的准备阶段。之后才能进入翻转课堂的实施阶段，即教学方式层次上的翻转课堂。
在翻转课堂的准备阶段，教师选择目标课程之后，需要重新设计课程的教学大纲。首先，在课程目标上，教师要制定科学合理的课程目标，尤其要重点设计那些对学生发展更关键的、高阶的、需要翻转课堂的目标。其次，在课程内容上，教师要基于碎片化和系统性两个原则重新组织设计课程内容。教师还需要根据教学日程，安排好课程内容。再次，在课程实施上，教师需要制定一个具体可行的翻转课堂教学模式。最后，在课程评价上，教师需要根据翻转课堂的特点制定一套全面、合理、有效的评价方案，以保证整个教学环节的顺利实施。与传统课堂相比，翻转课堂需要增加形成性评价、线上评价、小组评价，要重视评价的诊断、强化、调节和教学作用，把评价融入教学之中，促进教学。此外，教师还需要在教案、课件、教学视频、教学材料、教学活动等方面做好准备工作，这些都是成功实施翻转课堂的必要条件。
完成准备工作之后，就进入到翻转课堂的实施阶段。我们对已有的翻转课堂变式进行统一、整合，提出一个通用的O-PIRTAS翻转课堂模式，包括目标（Objective）、准备（Preparation）、教学视频（Instructional video）、回顾（Review）、测试（Test）、活动（Activity）和总结（Summary）七个环节。
第一，制定教学目标。翻转课堂的核心在于把低阶的教学目标移出到课前课外，从而把课堂时间解放出来进行高阶目标的深层学习。已有翻转课堂模式的一个主要问题是没有对教学目标进行明确分层，不利于教师进行后续的教学设计。根据布卢姆的教育目标分类学等相关理论，结合翻转课堂的特点，我们把教学目标分为低阶和高阶两种。低阶教学目标对应布卢姆分类中知识的记忆和理解两个目标；高阶教学目标包括布卢姆分类中的应用、分析、评价、创造四个认知目标以及动作技能和情感领域的目标。低阶和高阶教学目标既相互联系又存在区别，对后面的教学设计具有统领作用。
第二，进行课前准备活动。在翻转教学中经常会出现学生“不看”或“看不懂”视频的问题，“不看”是因为缺乏学习动机，“看不懂”是因为缺乏先前知识基础。学生通过对课前准备活动的探索能够发展出必要的先前知识，发现不平衡并意识到自身先前知识的有限性，有利于图式编码和整合，从而为之后接受系统的知识讲授打下必要的基础。需要指出的是，不同于前面几种模式把探索环节放在课堂进行，我们建议学生以个体的形式在课前课外完成这个准备活动。因为这个阶段的探究不以得到正确答案为目的，学生自行的探究已经能够形成必要的认知基础。此外，课堂时间十分有限，客观上也不允许被大量用于进行这种尝试性的探究活动。
第三，学习教学视频。课前准备环节之后紧跟着视频学习阶段。与所有翻转课堂模式一样，这一阶段主要由学生个体在课外自学完成，目的是知识的早期习得。学生完成第二阶段的准备活动有助于改善这个阶段的学习效果。此外，教师也可以在这个阶段设计一些测试题目，监控并帮助学生学习视频。
第四，回顾课前内容。学生完成视频学习后，需要进入到线下课堂进一步学习。教师首先要简要回顾课前的视频内容，让学生快速回忆起相关知识要点，并把注意力集中于目标内容上，从认知和心理上做好下一阶段学习的准备。这个回顾环节主要是作为从线上学习到线下学习的过渡，起承上启下的作用。当然这个环节用时要尽量简短，否则又会沦为传统的讲授。
第五，进行课堂测试。通过在课堂上进行测试，教师可以了解学生课前视频的学习效果，并进行有针对性的指导。根据Vanlehn的认知发展阶段理论，知识学习分为早期、中期和后期三个阶段。早期主要是通过教学材料习得知识，对应翻转课堂的课前视频学习部分。然而，早期学习往往比较表面，甚至会出现一些困难和错误。因此，中期阶段的学习主要是在教师的指导下通过问题解决完成知识的纠错和深化。课堂测试部分对应的就是知识学习的中期阶段。教师在这个阶段提供的解释和反馈是基于学生先前知识的、能够对学生的错误作出及时反应和相应调整，并真正整合到学生当前的认知活动，因此比传统的单向讲授效果更好。
第六，进行课堂活动。前面几个环节主要针对低阶教学目标，课堂活动则是针对高阶教学目标而设计。把课堂时间尽量解放出来进行高阶的深层学习，这也正是翻转课堂的核心优势。前面介绍的翻转课堂几种模式由于没有清晰界定教学目标，因此教学活动的目标指向性并不清楚。有些模式没有明确的教学目标；有些模式只是针对应用、评价、创造等单一目标；而且所有模式都是集中于认知领域的目标，对于其他领域的目标则没有涉及。在本模式的课堂活动环节，教师可以根据前面制定的高阶教学目标，设计相应的教学活动（如辩论、角色扮演、汇报等），通过面对面的课堂时间进行互动、交流、合作，来发展学生的能力和素养。这一环节的活动设计和组织可以与基于问题的学习、基于项目的学习、同伴教学等比较成熟的教学模式进行结合以达到理想的教学效果。
第七，进行课堂总结提升。在完成前面所有环节的教学之后，教师最后需要在课堂上对整个教学过程和内容进行总结、反思和提升，明确地把学生的注意力指向最重要的、深层的结构特征，帮助学生形成整合性知识。之后，教师可以布置下一次课的课前准备活动，以开启下一个循环的O-PIRTAS翻转课堂教学流程，至此形成一个完整闭环。需要指出的是，在课堂的最后时间，教师可能还会向学生布置一些课后练习，或者让学生为下一次课的课堂活动环节提前做一些准备。从这个角度上讲，课前准备活动的“P”除了有为视频学习做好准备的意思之外，也有课后练习（Practice）和为课堂活动环节提前准备（Preparation）的双重含义。
表1归纳了上述几种翻转课堂模式的特点。与其他模式相比，O-PIRTAS模式具有三个优势。第一，具有较强的普适性。O-PIRTAS模式明确把教学目标分为低阶和高阶两种，二者既彼此关联，又相互区别。低阶目标主要对应课外、个体、讲授，高阶目标主要对应课内、团体、探究。不同学科以及不同教学目标都可以应用这个通用模式指导教学设计。第二，具有较强的可操作性。O-PIRTAS模式每个字母各代表一个教学环节，环环相扣，覆盖线上线下、课内课外、课前课中课后。第三，具有较强的灵活性。教师可以根据自身的实际情况调整该模式的每个环节，定制最适合的模式。如教师可以根据教学内容制定合适的低阶和高阶教学目标，根据教学目标设计不同形式的课堂测试题和活动，调整课堂测试和活动的时间分配等。第四，具有较强的理论性。O-PIRTAS模式综合了多种教学理论和研究成果而成。如教学目标环节基于布卢姆教学目标分类理论和Marton等人提出的直接目标和间接目标分类，课前准备环节基于Bransford等人关于有效讲授的时机与准备未来学习（Prepare for Future Learning，PFL）的研究成果、Kapur的有益失败理论以及Kolb的体验学习理论，课堂测试环节基于有效教学解释的相关研究成果，课前视频和课堂测试两个环节的设计基于Vanlehn的认知发展阶段理论等。
六、结语
当前，我国推进高等教育“课堂革命”需要加强对翻转课堂教学模式的研究。研究者在翻转课堂传统模式的基础上，提出了多种翻转课堂教学模式，推进了对翻转课堂的研究和应用。然而，翻转课堂的这些变式还存在普适性与可操作性不强的问题，影响了教师使用翻转课堂进行教学的效果。对翻转课堂的这些变式进行统一，提出一个通用的翻转课堂教学模式对于厘清翻转课堂概念，规范翻转课堂操作，从而提高翻转课堂教学效果显得十分必要，对于当前推进“课堂革命”也有重要的借鉴作用。厦门大学教育研究院大学教学研究中心的研究人员正与多个学科的教师一道，共同组建教研团队，按照翻转课堂的理念和做法，重新设计课程，实施翻转课堂教学，并开展教学研究。在这个过程中，一个个教师、课堂、学生都在发生着积极的变化。星星之火，可以燎原。我们相信，“课堂革命”的理想终将在我国大学落地生根、开花结果，高等教育内涵式发展的目标终将实现。
作者：郭建鹏，厦门大学高等教育质量建设协同创新中心教授，福建厦门 361005原文刊载于《中国高教研究》2019年第6期第8-14页
