中小学翻转课堂对学业成就的影响效应

陈文浩, 陈欣欣, 王运锋

(1.韩山师范学院 a.教育发展研究院 b.发展规划处， 广东 潮州 521000；2.韩国庆北大学 师范学院， 韩国 大邱 41566)

当前我国对于翻转课堂学习效果的研究大多停留在个案研究，由于我国各地区间教育差异明显，个案的研究成果难以代表全国翻转课堂的实施状况.基于此，本文通过收集国内有关翻转课堂对学习效果影响的实证研究，并对其结果进行归纳、整理、编码，通过元分析的方法将分散的实证研究整合为更具普遍性的结果，为翻转课堂的实践提供一定的借鉴和参考.

1 文献综述

翻转课堂是通过信息技术手段在课后完成“知识传授”，经教师和学生的交流讨论完成知识内化的学习形式[1].翻转课堂以学生为主体，充分利用基于信息技术的多媒体网络技术，提供交互式的教学系统，改变了传统的知识教授环境，更有利于学生学习安排[2].与传统教学相比，翻转课堂通过教学视频、在线学习等形式将学生获得知识的过程提到课前，课中教师则将重点放在指导学生学习更深层次的内容，以及通过小组讨论等互动方式加深学生的理解.

翻转课堂的理念在全球范围迅速扩散开来，但是其是否真的能有效提升学生学业成就却一直存在争议.主流观点认为，翻转课堂比传统教学更有优势.已有研究通过对照实验发现翻转课堂教学模式对学生成绩的提高有积极作用，可以帮助学生提高自主学习能力、提高学习兴趣、发展综合能力等[3-5].另一方面，部分学者发现，翻转课堂与传统教学没有显著差异.Love等[6]发现，采用翻转课堂虽然能提高学生学习兴趣，但从期末成绩看与传统教学无异.Talbert[7]也发现翻转课堂可以带给学生不一样的学习体验，学生在课堂互动会更积极，但是在期末考核中没有发现优于传统课堂的情况.

此外，一些学者主张传统教学与翻转课堂之间的差异主要源于学习方式的不同.Jensen等[8]通过设计采用学生自主学习的传统教学和翻转课堂的对照试验，发现两者之间并没有显著差异，并提出很有可能是学生的自主学习行为导致翻转课堂优于传统教学.李知洋[9]发现翻转课堂与传统教学之间的差异可能受到学科特点、学生课前学习时间以及学生重视程度等因素的影响.

目前翻转课堂领域主要有两种类型的个案研究，一种是教师将国外翻转课堂教学模式进行本土化应用，探索翻转课堂的可行性[2].比如张明莲[10]在体育教育中探索翻转课堂的意义，以及在田径教学中的实施要点.陈伟等[11]在计算机教学中采用翻转课堂教学，发现学生适应并喜欢翻转课堂的形式.另一种是采取比较研究的方法，将翻转课堂与传统的教学方法进行对照实验，验证两者之间是否存在显著的差异.例如翟树红[3]对海口市某小学三年级的两个班级进行翻转课堂与传统教学的对照实验，发现经过“翻转课堂”教学策略的干预后，学生学习成绩获得明显提升.然而，从已有的实证研究来看，现阶段翻转课堂相关的个案研究结果差异较大，而且，大多数个案研究只停留在验证翻转课堂的教学效果是否比传统教学有效，而针对翻转课堂对于学生的学业成就到底产生了多大程度的影响则少之又少.因此，为了解翻转课堂能在多大程度影响学生的学业成就，同时全面、客观地反映翻转课堂在中国中小学实践的效果，本研究采用元分析(meta-analysis)的方法探究翻转课堂对学生学业成就的影响效应，以及分析各调节变量对翻转课堂的影响.

2 研究方法

2.1 研究问题

本研究收集整理国内已有的翻转课堂实证研究，重点关注翻转课堂在实践应用中的效果.通过搜集关于翻转课堂教育应用实证研究的论文，并进行梳理、筛选、编码和分析，从班级规模、跨学科比较、跨学段比较等几个方面，分析当前中小学翻转课堂实践效果的差异.本研究选用Comprehensive Meta Analysis 2.0作为元分析的研究工具，并采用Hedge’s 作为效应量的表征指标.研究假设为：在中国中小学阶段，采用翻转课堂教学能够有效地提高学生学业成就，表现为更高的测试成绩.

2.2 数据来源

本研究为求全面客观反映现阶段国内翻转课堂的实践情况，采取以下搜索策略.选取的中文文献检索数据库为中国知网数据库、CNKI中国优秀硕博士学位论文全文数据库和万方数据知识服务平台等；检索时间是2020年7月1日，以主题为“翻转课堂”分别与“实验研究”“实证研究”为关键词，进行精确联合检索，通过检索得到610篇文献，时间跨度为2004年至2020年.为尽可能地囊括国内已有的翻转课堂实证研究，通过手动排查的形式，排除高等教育、职业教育、特殊教育等领域的论文，得到中小学翻转课堂实证研究106篇.再结合引文文献法，通过对106篇论文的参考文献进行二次检索，增加符合要求的4篇参考文献，得到共计110篇的论文作为本研究的数据来源.

2.3 文献遴选标准

对于检索得到的文献，本研究采取如下筛选标准.①研究主题是翻转课堂对学生学习成就的影响效应；②研究设计进行了实验控制，即研究通过实验组和控制组的对比验证翻转课堂的教学效果；③包含对学生学业成就的测量，包括学业成绩、考试得分、量表测验等数据；④提供充分的相关统计量，如样本总量N、平均值Mean、标准差SD，或是统计检验后的t值、F值等.基于以上标准，排除不符合要求的56篇论文，最终确定54篇论文为研究对象，共包含6258个样本，66个效应量.

2.4 标准化编码

元分析需要将研究对象的每一篇论文的信息进行标准化编码后，才能进行进一步的转换.本研究将论文作者、文献类型、出版时间、学生层次、实验人数、班级规模、所属学科等信息进行编码.其中学生层次分为小学生、初中生、高中生.学科根据中小学文理分科的方式分为文科、理科和体育.班级规模设置为40人以下为小班，40人以上为大班.为保证编码的信度，第一作者和第二作者进行交叉编码.对于有异议项，经由讨论协商并达成一致后修改校正，最终纳入元分析的文献编码表(见表1).

表1 文献编码表节选

3 研究结果

3.1 异质性检验

异质性指的就是不同研究之间的(组间)方差，代表研究之间的差异程度.组间方差占总方差比例愈大，表示研究间的异质性愈大.其中I2值超过25%、50%、75%时,分别提示研究间具有低度、中度及高度异质性.本研究异质性检验Q值为257.75(P<0.001)，达到统计学上显著水平I2=79.38%，说明研究存在高度异质性(见表2).因为研究范围跨度较大，包含中小学各年级以及各个学科，且具有高度异质性，故采用随机效应模型.

表2 异质性检验结果

3.2 发表偏倚

发表偏倚指的是发表的研究文献不能系统全面地代表该领域已经完成的研究的整体[24].在元分析过程中，未发表的论文或者未被检索的论文都可能影响元分析的结果.为验证本研究收集的论文可以代表国内翻转课堂实证研究的现状，本研究采用漏斗图和Classic Fail-safe N两种方式检验出版偏倚.从漏斗图的分布看，纳入研究的样本效应量对称分布在平均效应量两侧，且大部分研究处于“漏斗”的上部，存在出版偏倚的可能性小.Classic Fail-safe N检验中，Z值为15.2(P<0.001),表明本研究没有明显的出版偏倚.

3.3 翻转课堂对学业成就的总体影响效应

从翻转课堂随机效应模型的效应量，可以考察其在学生学业成就方面的影响效应.翻转课堂的主效应量为0.44，95%置信区间为0.32～0.57.根据Cohen提出的分类建议，当效应量小于0.2时，为轻微程度影响；效应量在0.2到0.5之间为中等程度影响；当效应量大于等于0.8则为高度显著影响[25].因此翻转课堂对学业成就影响效应为中等.主效应量双尾检验Z=6.92(P<0.001)，达到统计显著水平,表明采用翻转课堂教学能够有效地提高学生学业成就.

3.4 翻转课堂对不同学段学生的学业成就的影响效应

为进一步探究翻转课堂在实践中是否受到学段、学科、班级规模等客观因素的影响，本研究通过比较各调节变量的效应加以验证.对于不同学段的学生，翻转课堂对小学、初中、高中三个学段的效应量分别为0.32、0.40、0.48，三者的双尾效应P值均小于0.05，说明翻转课堂对于小初高三个学段均有中等程度的提升.组间异质性检验Q=3.54(P>0.05)未达到显著水平，小初高三个学段的翻转课堂有效性并无明显差异，换句话说，翻转课堂对于小学生、初中生、高中生都可提升中等程度的学业成就.

3.5 翻转课堂对不同学科学业成就的影响效应

从基础教育各个学科的实证研究看(见表3)，翻转课堂对各学科教学效果提升效果差异较大.在效应量双尾检验中，各学科P值均小于0.05，说明翻转课堂对学生的学业成就均有不同程度的提升，即翻转课堂对各学科学生的学习有积极影响.组间异质性检验中Q值为58.81，P值小于0.05，表明翻转课堂有效性存在明显差异.其中，体育、科学效应量高于0.8，具有显著影响；英语、数学、信息技术、地理、物理效应量在0.2到0.8之间，具有中等程度的影响；化学为0.2，为轻微程度的影响.

表3 翻转课堂对不同学科学业成就的影响

为进一步厘清不同学科的内容是否会影响翻转课堂的效果，本研究按照文理分科的规则将学科分为文科、理科和体育三大类，三者组间异质性检验Q值为32.42，P值小于0.05，表明三者存在明显差异.其中文科效应量为0.45，略高于理科的0.33，体育学科教学效果最好(效应量为1.13)，远高于文理科.

3.6 翻转课堂对不同班级规模学业成就的影响效应

此外，不同班级规模的效果也存在明显差异.组间异质性检验中Q=7.12(P<0.05),表明40人以上的大班与40人以下的小班之间教学效果存在明显差异.从效应量上看，小班教学效果(0.56)略好于大班教学(0.39).另有研究表明，与小班相比，大班教学不利于学生学业成就的获得[26].也就是说，抛开翻转课堂的影响，班级规模本身就会造成学业成就的差异.因此，小班教学更有利于提升翻转课堂的效果，这一推论还需更多的研究证明.

4 讨论

4.1 翻转课堂的主效果

在国内中小学，翻转课堂有助于学生学业成就的提高，翻转课堂的影响主效应量为0.44，根据Cohen[25]提出的分类建议，为中等程度的显著效果.Lag等[27]对国际上翻转课堂研究中报告的主效应量为0.35，略低于本研究.两篇论文效应量的差异有两个原因，一是研究对象是分别是国内与国际，二是研究范围分别为基础教育与高等教育.但是由于效应量同处于中等程度的范围，因此结论并不相互矛盾.此外多篇论文均报告在特定教学环境中翻转课堂的教学效果明显优于传统教学形式[21,28-29]，从另一个侧面验证翻转课堂的教学效果.

本研究搜集的论文均以学生的测试成绩作为学业成就的标准，而学习成绩只是评价学生学习成就的一个侧面，翻转课堂作为一种新型的学习方式，还应该重视对学生综合能力的评价.由于学生在翻转课堂中培养以技术为基础的交互式操作技能，以自学为基础的自控能力，学习过程中的人际交往能力等，学习成绩很难直观反应学生的各项能力.因此，未来研究方向可以验证翻转课堂对学生各项能力的影响效应，如学习主动性，元认知能力，信息技术能力，人际交往能力等.

4.2 翻转课堂的调节效果

翻转课堂的实施效果在我国各学段差异不明显，而在各学科之间的差异则表现显著.通过调节变量的分析可以看到，小学、初中、高中三个阶段翻转课堂均有中等程度的提升效果且三者没有明显差异.李彤彤等[30]将学段分为大学、中学、小学三个阶段，发现这三个阶段翻转课堂效果并无明显差异，与本研究结果相似.从学科类型上看，体育学科教学效果最为突出，为高度显著的影响效应，文理科均为中等程度的影响效应，且文科略优于理科.体育课程作为中小学阶段为数不多地偏重于实践的课程，相比传统文理科课程，更加重视学生的实践应用而非理论学习，也更适合采用翻转课堂的模式进行教学.从具体学科来看，科学和体育学科的教学效果最好，为高度显著的影响，其次分别为英语、数学、信息技术、地理、物理，均为中等程度的影响，而化学学科则是轻微程度的影响.由此可见，翻转课堂教学并不是对所有课程、课堂都有良好的教学效果，需要根据不同学段、不同学科、不同知识点的特点，进行科学合理的设计.王翠如等[31]发现，翻转课堂在不同学科应用的效果存在差异，数学、物理、英语等学科效果较好，由于该研究的研究对象覆盖了大学阶段，包含医学等非基础教育课程，因此结论适用范围与本研究不同.

从教学规模上看，小班教学效果优于大班.翻转课堂的教学活动是互动的，丰富的课堂资源和充分的互动时间可以增强学生互动效果和学习效果[32].因此，小班化翻转课堂的实施具有两大优点：一是小班化教学能够使教师在教学和课堂讨论中关注每一个学生的学习情况，促进学生的个性化学习；二是小班化教学能够减少教师批改作业、班级管理等工作的工作量，使教师有足够的时间进行录像制作和教学内容设计，从而达到更好的教学效果.而在大班教学中，教师由于精力有限，难以照顾到每一位学生.同时由于工作量增加，教师在前期视频制作到后期现场教学，很难在保证教学任务的同时兼顾教学质量，进而导致教学效果变差.

此外，多篇研究除了验证翻转课堂的教学效果外，还通过调查采访的方式，探索翻转课堂的其他效果，比如翻转课堂有助于学生自主学习能力提升[21,28-29]；有助于激发了学生学习的兴趣[28-29,33]；有助于学生培养良好的学习习惯[29]；有助于培养学生的合作探究能力[33].由此可见，翻转课堂除了能有效提高学生学业成就，也符合当前中小学生核心素养培养的理念，对学生的文化基础、自主发展和社会参与等方面的能力均有不同程度的提升.

5 结论

(1)我国现阶段中小学翻转课堂对学生学业成就的影响效应为中等程度的显著效果.(2)翻转课堂在小学、初中、高中三个学段的教学效果没有显著差异.(3)翻转课堂在学科间差异明显，体育学科教学效果最好，理科教学效果略好于文科.(4)翻转课堂中，小班教学效果略好于大班教学.

本文的研究结果是在广泛收集有代表性的样本文献的基础上，经过数据分析得出的，具有一定的信度，但由于元分析是一种探索性的分析工具，其结论属于推论式而非析因式，且受某些调节变量的调节作用影响，因此在研究结论的推广方面仍需谨慎.