实施翻转课堂的一种新颖的课前学习内容教学法

Soly Mathew Biju ¹，Ayodeji Olalekan Salau ²，Joy Nnenna Eneh ³

Vincent Egoigwe Sochima ⁴ , Izuchukwu ThankGod Ozue ⁵

摘要——各国对计算机课程的初步认识也伴随着一些教学效率低下的问题，尤其是在师生互动的时间不足方面。在本文中，翻转课堂的概念被认为是一种有效的方法来教授包括高等教育在内的学术界各个层次的学生。准备课前内容并考虑用于交付它的格式并没有引起太多考虑。有几种方法可以将这些内容提供给学生，让他们在课堂活动之前做好准备，其中可以实施翻转课堂方法。本研究通过对两种翻转课堂课前内容交付方式的比较分析，分析了翻转课堂概念的成功之处：在线视频和在线 PowerPoint 幻灯片。使用配对 T 检验进行评估。结果表明，这两种方法具有显着不同的手段和巨大的差异。与在线 PowerPoint (ppt) 方法相比，学生更喜欢在线视频，这强调了所提议的翻转课堂方法的重要性。

关键词——翻转课堂；主动学习; 在线视频；以学生为中心的方法；增加互动；课前内容

一、引言

近年来，各国都正在采用新的方法来加强学生的学习，更好地改善师生课堂互动。在使用的几种方法中，翻转课堂方法已显示出可喜的结果。

A.计算机科学专业学生技能发展中的教学漏洞

拥有高等教育学位的学生应具备与创造力、解决问题、分析能力、批判性思维、多任务处理和应变能力相关的技能。学生必须学会独立工作以及分组工作。在这种情况下，教育系统在学生之间的有效传播方面存在一定的低效率。机构以有限的实践时间以及与教师的有限互动形式的低效率盛行。此外，学生的学习方法也很差，尤其是传统教学方法的使用，以及教学方法不足^{[3, 4]}。自我效能感低下，缺乏学习课程的动力，以及缺乏识别系统漏洞的因素以向学生灌输技能^[5]。

B.互动课堂在课堂活动中的重要性：

强调翻转课堂方法

翻转课堂概念代表了从以教师为中心的方法到以学生为中心的方法的转变，学生可以在参加课堂会议之前通过在线视频、演示文稿、学习管理系统访问理论内容。这鼓励学生建立对概念的理解，做笔记，准备问题，以便课堂变成学习中心，每个学生都热情地参与^[6]。对于教师来说，翻转课堂有助于更有效地利用他们的时间，帮助较弱的学生更好地理解和实施所教授的概念。图 1(a) 和 (b) 分别清楚地显示了教师和学生在典型的翻转课堂课程中所遵循的步骤。

(二)

图 1.学生在翻转课堂实施中遵循的步骤。

使用翻转课堂方法的交互式课堂方法可以成为加强师生关系的有用方法^[7]。许多研究论文报道，与传统的课堂教学方法相比，翻转课堂培养了学生积极的态度，并在教学课程中表现出更好的表现^[8-10]。尽管已经对如何开展有效的课堂活动并关注以学生为中心的学习进行了大量研究^[11-13]，但在考虑向学生提供的课外内容的质量方面却做得不多。

在 [14] 中进行的一项定量研究发现，与传统方法相比，翻转课堂方法的学生成绩更高。尽管课堂活动应侧重于主动学习，但 [15] 和 [16] 都发现翻转课堂在教授概念方面更有效，并对学习和学生积极性产生积极影响。

然而，[17] 和 [18] 中的作者发现，在介绍生物学和护理研究中用翻转课堂方法取代传统教学方法几乎没有或没有显着结果。这些相互矛盾的结果导致了翻转课堂可以成为改善学生学习行为的有效策略的结论。这些研究中的大多数还表明，实施翻转课堂方法的好处在很大程度上取决于学生独立工作和获得自我调节技能的准备程度或能力，以便为课外任务做好准备^[19]。

波尔卡罗等人^[20] 表明，大多数学生（89.93%）在课前内容为视频讲座的形式时完成了课前任务。这可能表明学生的准备情况如何，也可能表明其他因素，例如课外内容的不同格式如何影响学生准备翻转课堂的准备情况。

大多数课前内容是预先录制的讲座或截屏视频^[21]。课前内容传播的其他方法包括可读内容、博客和谷歌文档^[22]。

本文的后续部分分为以下部分：在第二部分中，我们详细讨论了研究的必要性，而在第三部分中，我们介绍了我们提出的研究方法。在第四节我们给出了结果和发现，而在第五节我们讨论了结果。在第六部分结束了论文，我们在其中指出了未来研究工作的机会。

二、需要研究

鉴于上述包括上课时间不足在内的事实，强调了对基于技术的需求交互式方法，例如翻转课堂。这些是由教师以视频、演示文稿或pdf阅读材料的形式上传到各种学习管理系统中的。因此，教师仔细准备内容至关重要，因为它有助于培养学生参加课程。教师在课堂上进行积极的互动课程而不是执行整个主题的课程是一种普遍现象。因此，有必要研究各种方法来设计课前材料以成功实施翻转课堂。此外，翻转课堂概念中使用的工具准备充分，学生可以理解^[23]。课前材料设计可以是在线 PowerPoint (ppt) 演示文稿、视频、

我们着眼于向学生提供课前内容的两种格式。首先是阅读文本格式或以详细的ppt幻灯片和视频讲座的形式。

A.文字材料

讲师通常使用教科书式阅读来为学生提供简短而直截了当的易于理解的低级内容，这些内容符合布鲁姆分类法中较低的项目。这些用于高中和大学水平，并被视为学习经验的重要组成部分。当我们将课本阅读与视频资料进行比较时，我们可以说很容易多次搜索和阅读相关内容。[24] 中的一项研究表明，教科书通常是大多数学生的主要资源。 虽然教科书阅读材料通常以传统的教学方式使用，但在翻转课堂环境中使用时，学生必须阅读并理解这些概念，才能将其应用于相应的课堂活动。这与不强制阅读课前内容的传统教学方式形成鲜明对比^[25]。在传统的教学环境中，许多学生懒得去阅读教材 ^{[26, 27]}。

B.视频讲座

视频讲座侧重于两种信息处理模式：视觉和听觉。根据 [28] 中使用双重编码理论的作者的说法，学生可以用来与材料交互的感觉途径越多，学生就越有可能记住内容。[30] 表明，与单独的文本阅读相比，视频可能是一种更强大的认知和情感信息处理媒介。

在本文中，我们在翻转课堂的方法中使用两种内容学习策略进行课外内容学习，同时为未来的工作保留课堂活动的实施。

• 中心目标

本研究旨在分析翻转课堂概念及其在高等教育中实施的工具对培养计算机科学专业学生技能的作用。

• 研究的中心问题

学生在翻转课堂方法中所感受到的好处是否基于翻转课堂方法的课前内容设计类型？

在高等教育背景下，使用课前内容材料（在线视频、在线幻灯片）学习的学生的表现是否存在差异？

三、研究方法论

本节描述了在收集和分析所需数据以实现研究目标和解决中心研究问题时所执行的方法、策略和有组织的过程 ^{[31, 32]}。对于本研究，作者采用了一种实证主义范式，其方法是客观的和可预测的。此外，还采用了描述性和解释性研究方法来分析所选研究主题的特征，从而使用这些方法收集相同的定量数据。研究方法的另一部分是指导学习过程的合适的研究方法。作者在这里使用了演绎研究方法。通过这种方法，在研究的初始阶段形成了一个结构化的理论，该理论处理定量数据收集^[33]。

A.参与者

对学生进行了一项调查。该调查主要在 160 名接受高等教育的学生中进行。至于受访者的概况，主要目标人群包括高等教育中计算机科学专业的学生。此外，抽样总体是通过非随机方便抽样方法获得的，即根据研究人员的方便选择样本。

B.测量仪器和措施

测量工具是调查问卷（封闭式和结构化），其中包含人口统计和推理部分，有助于评估翻转课堂课程的影响。为了进行调查，事先获得了有关机构、教师和学生的许可。推理部分由数十名从事翻转课堂材料的学生组成。根据作者的方便，与大约 190 名本科生进行了接触以进行所需的调查，其中 160 名被退回。使用了两种不同的课前学习材料——在线视频讲座和在线讲座材料。根据学生的偏好和其他相关参数对这些方法的结果进行了比较和评估。这些主题来自计算机科学第一年教授给学生的解决问题的主题。主题是对不同排序算法的介绍。在基于视频的课前学习材料的情况下，上传了一个视频来向学生解释选择排序方法的概念^{[34, 35]}。在基于阅读材料的翻转课堂中，要求学生阅读并浏览 PowerPoint 幻灯片以了解冒泡排序算法。

C.数据分析程序

数据是根据学生在共同评估中的分数以及学生用来理解和研究翻转课堂教学中涵盖的概念的课前内容来收集的。社会科学 t 检验统计软件包 (SPSS) v21 用于评估结果的显着性。

在快速回顾课前材料中涵盖的材料PowerPoint/文本和视频讲座类型后，在课堂上进行了评估。所进行的评估是在复杂的样本水平上进行的。所有问题都经过精心起草，以避免任何类型的偏见。问题范围从多个问题到使用所学概念解决问题。学生在所有三项评估中获得的分数用于评估使用两种材料之间的差异。

四。结果和 发现_

图 2 显示的结果显示，只有 11.54% 的学生不知道翻转课堂课程，并且更喜欢在线讲义而不是在线视频。在其余知道这个概念的学生中，59.62% 的学生更喜欢在线视频而不是在线讲义。

图 2翻转课堂教学的认识及首选方法

鉴于受访者的一般和背景信息，下一节考虑了推论分析，包括对提出的研究目标进行假设检验，从而提出了一些见解和相同的含义。

A.推理分析

为了实现旨在对两种类型的课前内容方法进行比较分析以支持翻转课堂方法的研究目标：在线视频和文本或 PowerPoint 幻灯片形式的在线讲座（阅读）材料，作者已使用 t-Test Paired Two Sample 进行均值差确定。这种方法有助于比较两种不同的测量方法或关于一个共同主题的两种不同的治疗方法[36]。在本节中，对两种类型的课前内容设计进行了比较，以支持翻转课堂的概念。此外，该方法用于检验两组之间总体的均值，以使原假设表明两个总体的均值相等。然而，

所以：

H ₀ 1 表示视频偏好组和 PowerPoint 幻灯片偏好组的均值没有显着差异，

而 H _A 1 表示视频偏好组和 PowerPoint 幻灯片偏好组的均值存在显着差异。

表 I 显示 p 值非常接近于零，因此小于 0.5。因此拒绝原假设。这意味着两种翻转课堂教学方法的均值并不相同。此外，P(T lt;= t) 两条尾巴 (3.78146E-

19) 表示 tStatistic 的绝对值( 14.32850425) 的绝对值大于临界 t 值 (2.009575199) 以及 0 的概率。因此，可以说根据 t 标准，该声明接受备择假设 (| t | ge; t _{alpha; /2; nu;} )。

此外，表 II 显示，与使用阅读材料相比，学生更喜欢使用在线视频课程，并且在参加相关课程时获得了极大的信心。

表I.两种唇式教室 A方法的TT EST 结果_

表二。调查结果_ _