“互联网+”下翻转课堂中的知识建构研究

吴焕庆

摘要：“互联网+”下，自带设备、MOOCs、视频公开课、微课等展现了多种混合学习场景，翻转课堂作为强势力量受到热烈追捧。但同时并存“形似而非神似”“效果天花板”“认知天花板”等众多问题。为适应社会对创新人才的需求，受到热捧的翻转课堂亦需升级。学习是知识建构的过程成为人们的共识。在知识建构理论和方法的支撑下，该文构建了“互联网+”下翻转课堂的知识建构模型。模型包括课前的个人知识建构、课中的协同知识建构、课后的社会认知网络生成三个阶段，具体包含吸收、生成、形成问题、共享、评价、论证、协商、交流、反思、共生等认知环节。基于此模型在研究生《教育技术学研究方法》的课程中开展了实践，结论表明，翻转课堂中的知识建构模型能够促进学生间的深度知识建构，能够提升学生对课程的满意度，能够增强学生对学习平台认知有用性的认知。

关键词：互联网+；翻转课堂；知识建构；模型

中图分类号：G434 文献标识码：A

一、问题提出

以“工业4.0”为特征的信息时代对人才需求开始转型，《国家中长期教育改革和发展規划纲要（2010-2020年）》《教育信息化十年发展规划（2010-2020年）》等政策文件均对创新人才培养进行关注。“互联网+”下，自带设备、MOOCs、视频公开课、微课等展现了多种混合学习场景，翻转课堂作为强势力量受到热烈追捧。翻转课堂改变了传统课堂上教师填鸭式灌输，课后学生应试操练的传统教学模式，促使教与学的方式发生了变化，但同时并存“形似而非神似”“效果天花板”“认知天花板”等众多问题。为适应社会对创新人才的需求，受到热捧的翻转课堂亦需升级。随着社会建构主义、分布式认知、联通主义等理论的风起云涌，学习是知识建构的过程成为人们的共识。“互联网+”下，如何借鉴信息时代学习观和知识观的启示、知识建构的理论和方法，升华翻转课堂的内涵与本质，重组翻转课堂中的学习行为，切实优化学习体验、提高学习效果、促进智慧生成，推动创新人才培养成为翻转课堂深入发展面对的重要课题。

二、文献综述

（一）知识建构相关研究

1.知识建构的基本原理

作为对学习的一种新认知方式，Scardamalia和Bereiter、Law和wong、Lipponen和Stahl、张建伟、钟志贤、谢幼如、杨惠等国内外学者都对知识建构进行界定，体现了知识建构的基本思想和特点：（1）强调学习者先前的知识和经验的重要性；（2）知识建构的目标是促进知识和观念的持续改进；（3）强调个体和集体的双重知识建构；（4）强调建构的情境性和任务性；（5）共同目标和积极参与是协作的基本条件；（6）强调建构环境需要技术支持等特征。

2.知识建构的模式及策略

Gunawardena、Stahl、Beers，P、Fisher、甘永成、庄慧娟、谢幼如、王佑镁、赵海霞等人都对知识建构模式和过程进行了研究。从认知层面来看，很多研究者都认同知识建构活动包含：共享、论证、协商、创作四个过程阶段，表述不同，但是基本内涵类似。有些学者在这几个阶段的基础上，也将知识建构的实践应用结合到过程中来。例如Gunawardena、Stahl和庄慧娟的定义中都提到将协同建构出的知识产品运用到实践中，从而促进个体知识的内隐化和个体化。另外刘黄玲子、谢幼如等认为反思是知识建构有效达成的关键。只有不断地反思，才能促进学生学习的真正发生。综合以上结论得出知识建构过程中一般包含以下几个阶段：共享、论证、协商、应用、反思等。在众多的建构模型中我们认为Stahl模型最具典型性。它基于个人和群体交互角度，从知识形态和认知过程两个层面来进行建构的过程描述。对于知识建构过程学者各自有不同的理解，但其一般过程也具有相似性，都包括共享—论证—协商—应用—反思环节。除此研究者分别从宏观、微观层面提出了建构原则和策略，具体表现为为技术支持、认知支持、群体动力支持、资源支持、协作机制几个方面。

3.知识建构的实践及效果研究

知识建构在基础教育、大学教育、远程教育、教师培训等领域进行着积极的实践，并集中在网络学习学习共同体、在线实践社区、虚拟社区中的在线学习知识建构实践中。在建构实践中，对交互过程的交互进行分析是研究的重点和关键。分析学习交互的典型方法包括：交互过程分析、交互内容分析、常规统计、社会网络分析、过程的模型分析、话语分析、关系分析、系统建模、基于信息流的交互分析等方法。除以上方法之外，还有研究者采用参与式观察法、访谈法、个案研究法等分析知识建构过程。近来还有研究者不仅关注知识建构维度、认知发展维度，还开始向关注情感维度进行转变。另外，很多研究者也开展了不同环境下的知识建构实践，比如计算机技术（MP_Lab）、新媒体WiKi、博客和电子书包）、可视化技术支持的知识建构研究等。

（二）翻转课堂中的知识建构相关研究

2011年Salman Khan通过在TED上对“翻转课堂”的介绍，使翻转课堂作为一种新型教学模式迅速受到广大教育者的关注。目前大多学者基本认同翻转课堂的基本内涵：翻转知识传授和知识内化两个阶段顺序的教学。基于此很多研究者根据自己的经验和实践提出了翻转课堂的教学模型或者模式。Talbert提出的翻转课堂教学系统模型，Gerstein（2011）建构的环形翻转课堂四阶段模型，钟晓流等设计的太极环式翻转课堂教学模型，张金磊等（2012）建构的翻转课堂模型，曾贞提出的“反转”教学图示等。除此我国重庆市江津聚奎中学、广州市海珠区第五中学、山东省潍坊昌乐一中、深圳南山实验学校等也展开了翻转课堂的本土实践。众多翻转课堂模型和实践案例展现了以下共性：将学习延伸到课前、课中和课后三个阶段，关注整个学习过程。颠倒知识吸收和知识内化顺序，强调课前知识吸收，课中知识内化，关注学习流程的颠倒创新。为了促进课前知识吸收和课中的知识内化，关注课前的视频制作和练习设计、关注课堂的问题解决和知识内化、关注整个学习过程的结果性反馈和评价。

课前学生的“先学”真正发生了吗？课内学生的协作真正开展了吗？课后学生的创造力真正关注了吗？卢强（2013）进行了教学实证研究发现，翻转课堂并没有大幅度提高教学效果。祝智庭等人认为翻转课堂并存“形似而非神似”“效果天花板”“认知天花板”，“忽视知识内化的基本原理”等众多问题。翻转课堂经历了1996-2011技术萌芽、2012-2015期望膨胀阶段开始进入到冷静思考的发展期。产生疑惑或局限的根源在于先前研究仅仅将翻转课堂停留在流程翻转和教学视频的应用层面上，未能深入学习的知识建构本质对翻转课堂展开深入思考。翻转课堂除了教学流程的翻转创新外，实践本质是帮助学生实现深度学习、聚焦问题解决、培养高阶思维能力。正如“翻转课堂”的开创者Jon Bergmann和Aaron Sams所说，翻转课堂最为关注的还是有利于发展学生深层次认知能力的教师与学生之间、学生与学生之间的交流与互动。目前翻转课堂实施忽略了学习者的主动参与、协作交流、知识建构和智慧共享，忽略了学习过程中知识经验的流动和进化，教学目标仍聚焦于知识的识记、理解和应用等初级认知能力目标，这与培養创新型人才的教育目的极不相符，也无法反映翻转课堂的全部要素和本质特色，翻转课堂需要改变目标发展模式，需要转向知识网络构建和社会网络形成目标上来，需要转向个人知识建构和协同知识建构等知识建构过程中来，知识建构将成为翻转课堂具有长久生命力的必然选择。而目前这方面的研究目前已经得到少数研究者的关注，崔京菁等人从基于学习元的社会认知网络，在中学学科中开展了个体、群体及双重认知网络所建构的翻转课堂教学模式研究。赵海霞构建了翻转课堂环境下深度协作知识建构的策略的初步框架，这些成果为进一步研究提供了理论给养和实践经验，但总体来说研究涉及面较少，研究层次较浅。基于此，本研究以知识建构为指导，以促进学生知识建构和社会网络构建为目标，充分借鉴翻转课堂成功的案例和经验，充分利用“互联网+”下的技术、思想对翻转课堂进行升级完善，开展翻转课堂的实证研究，以期调动每个学习者的主动参与和深度的知识建构，实现学习者群体智慧的共享和个体知识经验的进化，促进翻转课堂更加完善和可持续发展。

三、“互联网+”下翻转课堂中的知识建构模型构建

（一）“互联网+”下知识建构再认识

联通主义学习理论告诉我们学习不再是一个人的活动，学习是连接专门节点和信息源的过程，是网络形成过程。分布式认知理论也认为，当前知识应该是分布式的，不仅存在个人头脑中的认知加工中，也存在人与人之间、人与工具之间、人与制品等多种媒介和环境的交互中。由此对于“互联网+”下的知识建构我们需要考虑四点：第一，学习不只是个体知识建构过程，更重要的是在与群体、技术、资源、工具等的共同作用过程中得到发展；第二，知识不是存在于某一个个体中，而是分布与系统的各个要素，任何一位学习、资源、学习工具、制品都是知识分布的重要载体，因此，学习需要充分发挥和利用群体智慧的重要作用，同时注重每个学习者身上的分布式智能；第三，在网络学习过程中，需要从系统的角度考虑各个要素对学习者的作用，充分建立其学习系统中人与人、人与人工制品、人工制品之间的联系；第四，知识存在于社会网络中，在知识建构过程中，我们不仅关注个体的知识生成、建构和组织，更关注社会网络中知识的表现形式，关注知识网络与社会网络的联接。由此可见“互联网+”下知识建构是知识网络和社会网络双重构建的过程。学生不仅是建构对知识的理解，在建构知识理解的过程中，还会实现社会网络的构建。

（二）“互联网+”下翻转课堂再认识

“互联网+”下翻转课堂不仅在于知识吸收和知识内化学习流程的翻转，不仅包括为了实现流程翻转而进行的微视频设计和制作，课堂活动再设计，学习平台应用等元素，“互联网+”下翻转课堂除了流程要素、技术要素、环境要素等以上外在要素外，还应包括知识建构的过程要素与教育目标要素。也就是说“互联网+”下翻转课堂改变的不仅仅是学习流程，更重要的是通过学习流程的改变，拓展学习的时间和空间，调动全体学生的积极性和参与性，开展学生、教师、资源等的多维互动，推动学生的深度学习，共享全体学生的知识和智慧，从而改变学生学习方式和思维方式，促进学生知识深层建构、社会网络构建和创造性思维发展的教育目标。由此，我们认为“互联网+”下翻转课堂是为了更好地实现创新人才培养的教育目标，在创造驱动下进行个人知识建构、协作知识建构和社会认知网络生成的新型学习方式。具体包含流程要素、资源要素、环境要素、过程要素和目标要素。流程要素是指知识内化和知识吸收即学习流程的翻转。学生课前自主学习完成知识吸收，课中协作学习完成知识内化，流程要素是翻转课堂实施的前提。技术要素是指为了更好地促进学生学习，尤其是自主学习的效果，教师需要提供相应资源支持，包括微课、微视频、慕课等各种形式的资源。而资源作用的发挥，需要相应的环境要素支撑，比如硬件以及相应的操作平台和软件。资源要素和技术要素是翻转课堂实施的有力支撑。过程要素是指在翻转课堂实施过程中，要关注人、资源、人工制品等的多维互动，关注个人知识建构、协同知识建构，关注社会认知网络构建，过程要素是翻转课堂实施的关键。目标要素是指翻转课堂是为了更好地培养适应社会发展的创新人才而实施的新型教学方式，关注高阶思维能力培养，关注学生协作交流能力培养，关注学生社会认知网络构建，目标要素是翻转课堂实施的灵魂。

（三）互联网对翻转课堂知识建构的支持

1.“互联网+”可以支持各种知识建构活动

在“互联网+”理念和技术的支持下，很多的在线学习平台从内容呈现设计转向通过活动促进知识建构。学生可以通过丰富的资源，多样的活动形式等开展协同建构，使得学生学习的分布性、情境性、社会性、持续性发展成为可能。“互联网+”下的学习平台可以遵循知识流动和进化的学习理念，关注学习内容的社会属性，通过设计丰富的自主性和协作性的教学活动，能够支持接收学习、做中学、联系中学、反思中学、交流中学、创造中学等多种维度学习方式。

2.“互联网+”可以支持知识创造和社会认知网络的构建

“互联网+”时代是一个共建共享的时代，网络成为个人建构、协同建构、创造共生的混合学习空间，通过各种学习活动的精心设计，可以实现知识的共享、协作、创造和共生，从而促进知识转化和流动、促进集体智慧的共生和创造。学习者从接受获得走向共建共享，学习者成为使用者、建设者、贡献者和协作者多重角色，“互联网+”为知识创造创造了得天独厚的条件。同时在知识创造过程中，以制品为中介点不同学习者之间形成各种关联。学习者在知识建构的过程可利用这种人际联系，发现其他学习者或者专家并与之交流从而获得新的学习内容。因此，制品除了承载已有的学习内容外，还具有社会性特征，能为学习者提供知识、资源与人三者之间丰富的关系，学生群体可以通过资源进行学习，也可以通过人际来学习。学习不再仅仅为了掌握现有的知识，更重要的是在知识建构中不断地获得新知识，不断丰富自己的知识网络，“互联网+”拓展了学生的学习路径，拓宽了知识创造的流通管道，“互联网+”为知识创造和社会认知网络的构建提供技术支撑，能够促进学生持续发展。

（四）“互聯网+”下翻转课堂知识建构模型的提出

关于知识建构模型，很多研究者做过具体的描述和研究，提出过很多模型，其中以Stahl提出的知识建构模型最具有代表性。本研究以Stahl知识建构模型为基础，借鉴翻转课堂一般教学模式，构建“互联网+”下翻转课堂中的知识建构模型，如图1所示。该模型为有效开展翻转课堂实践提供参照，更好地促进了学生创造力培养和智慧的发展。

（五）“互联网+”下翻转课堂知识建构模型要素分析

1.课前个人知识建构

在翻转课堂实施过程中，为了解决问题或者完成课堂目标，学习者需要在课前提前完成知识吸收的过程。在这个环节中，教师需要提供的微视频、微课或者其他相关资源，让学生课前进行观看、思考、学习，从而完成知识吸收的过程并形成潜在的个人理解。学生在吸收过程中，还可以积极参与教师设计的各种教学活动，如头脑风暴、反思、回顾、标注等，充分理解新知识。基于初步的内隐理解，学生可以在线设计、创造、完成相应的学习制品，在相应学习制品完成的过程，个体通过不断地尝试、思考和内化，形成个人信念，并提出自己应用知识过程中的各种问题以达到对知识更系统和深入的理解，继而引发下一轮新的学习活动。

2.课中协作知识建构

知识建构过程伴随知识流动。知识会从学习者的头脑中转移到另一个学习者头脑中、或从某个小组转移到另一个小组。在流动的过程中实现知识内化、外化、组合化、社会化等。为此，学习者首先应该将课前自己创造的制品或者生成的问题进行分享公开化，从而让个人理解的知识能够进入到更大范围的小组中为接下来的协作知识建构提供基础。为了更好地促进小组间的协作建构，在课堂上教师可以开展小组评价，引起小组成员发现不一致，提出不同的观点，进一步调动、激励学生的积极性，促进知识进一步显性化。在这个过程中，小组成员间的争论、疑惑和各种矛盾开始展现，形成各种辩论与理解，通过小组成员之间头脑风暴，进行选择式的阐释和澄清，学生群体共享理解，在协作建构的基础上形成更为完善和更为深刻的解释，这些成果就是此阶段中协作产生的协作式知识，之后每位学习者在小组成员帮助下解决了问题，进一步反思自己的学习制品并进行修正完善。教师组织学生进行作品展示汇报，知识进入全班集体知识建构阶段。集体知识建构过程中，知识在各小组间进行流动和汇聚，学生们进一步质疑、评论、反思，形成最终的集体理解和知识。

3.课后社会认知网络生成

经过前两个阶段的学习，学生已经完成个人知识建构和协作知识建构，学生需要在知识建构后进一步对自己的所做、所思和所得进行自我反思和提炼整合，将新知识和旧知识进行整合形成自己的知识网络，并进一步修改自己的学习制品，对其进行管理归纳，整理到个人知识库，扩充自己的知识库。除此，学生会继续在学习平台共享传播自己最终制品，并推荐传播进入更广泛的空间领域集体知识库，以更开放的方式存在和持续发展，有效支持网络学习空间中的资源流通和再生。学生可以在制品库中选择自己需要的案例继续学习、参考、借鉴，内化为自己的理解和知识。也可以继续学习教师提供的其他相关拓展内容进行知识拓展。同时如前所述，“互联网+”下，学习是知识和社会网络双重建构的过程。在资源流通过程中更重要的是知识与知识之间的联系以及人与人之间的联系所构成的社会网络形成，学生一方面拓展了知识，共享了集体智慧，另一方面找到了志同道合的教师、同学或者专家，建构了丰富的社会网络，为未来下一步学习开通了多样化的交流通道，从而将有效提高学生的学习积极性和效果。

四、“互联网+”下翻转课堂中的知识建构模型初步应用

本研究在2015-2016学年度第二学期，以曲阜师范大学传媒学院教育技术学研究生共27名学生为研究对象，在《教育技术学研究方法》课程学习中开展了“互联网+”下翻转课堂中的知识建构模型初步应用，由此对翻转课堂中的知识建构进行预研究。知识建构是建立在一定的技术平台支撑上的，该模型依托的网络环境是北京师范大学自主研发设计的网络互动平台“学习元”平台（http：∥lcell.bnu.edu.cn/index.jsp）。学习元平台包括学习元、知识群、知识云、学习工具、学习社区等五大功能模块。学习元平台可以为知识的流动和创生提供有力的支持，既可以支持学生个体的知识吸收和建构，还可以支持小组、群体知识建构，社会人际网络构建，从而为翻转课堂中的知识建构提供了强有力的支撑。课程共分为6个模块，教育技术学研究构建、选题、文献综述、数据收集的方法、数据分析的方法、研究成果的撰写。活动安排以文献综述模块为例介绍如表1所示。

课程实施后为了能够对学生在网络学习平台上的知识建构进行分析，在对本次课程学习中学习元平台操作记录或学生记录的文档数据进行分析，共获得655条有效数据，根据Gunawardena的模型的改造编码体系进行编码后，得到知识建构的整体隋况如表2和图2所示。

从本次应用的整体水平看学生愿意对同伴作品的细节进行分享和交流，从建设性的角度来对同伴制品提出意见和替换思路。学生能够详细地说明描述确定一个问题，并在讨论中能够用具体的事例、证据来支持自己的观点，从一定整合的高度来分析制品过程的亮点或提出需要改进之处。学生利用协同环节中收获的建议和知识对自己或他人制品进行修改和完善。本次应用在1E（详细地说明、描述、确定一个问题）、2C（利用学习者的经验、文献、收集到的正式数据或者相关的隐喻建议或者类比来进一步阐述、支持其观点）阶段中的活动比较多。可见，这与一些研究者的结论即网络上的群体知识建构层次不高，学习者经常表示出简单的同意或反对意见，很少提供有效的例证或理证不同，有效促进了学生的知识建构。

课程结束后我们还对学生对本次课程的满意度进行了调查。调查表明60%的学生十分满意本次的课程学习，20%的学生比较满意。同时，73.3%的学生认为最大收获就加深了对文献综述和各种研究方法的认识和理解。73-3%的學生对学习元功能理解更全面。60%学生认为在课程中充分发挥了同伴互助的作用，提供了向小组成员和教师交流与学习的机会。60%的学生认为在课程中结交了许多网络朋友。40%的学生时常参与协作学习小组，与专家、同伴教师共同完成任务，20%的学生经常参与协作学习小组，与专家、同伴教师共同完成任务。66.6%学生认为活动提供了寻找有意义与建构新知识的机会。由此可见，在课程学习过程中，学生能够充分利用小组成员、全班同学甚至是学习平台上的知识专家来进行学习，有效地构建了自己的人际关系能够拓展自己的社会网络。

我们对学生进行了学习元平台认知有用性的调查，数据显示：53.3%的学生认为使用学习元平台让培训的内容更丰富，53.3%的学生认为学习元对于学习新知识非常有帮助，53.3%的学生认为平台所提供的各种功能让其的学习过程更顺畅，40%的学生非常同意学习元平台可以帮助其在需要时获得有用的信息，53.3%的学生同意能够获得有用的信息。53.3%的学生认为学习元平台可以让其学得更好。本次学习活动中，86.6%的学生认为使用学习元平台比一般的电脑辅助学习更有效，由此可见学习元平台在本次课程中充分发挥了它的功能，有效促进了学习活动的开展，技术支撑是实现翻转课堂和知识建构的必要条件。

五、结束语

“互联网+”下，翻转课堂和知识建构都有了新的内涵。本文构建的翻转课堂知识建构模式，强调课前的个人知识建构、课中的协同知识建构、课后的社会认知网络生成的过程性要素，强调翻转课堂中的知识建构过程和社会认知网络生成的教育目标要素，从而在一定程度上解决翻转课堂中的“形似而非神似”“效果天花板”“认知天花板”等众多问题，为翻转课堂的升级改造和可持续发展提供了创新思路和解决方案，有利于21世纪创新人才的培养，有利于实现信息技术于课堂的深度融合。