一、翻转课堂现状及影响策略分析
作为促进教学方式方法变革利器的翻转课堂模式，在全球范围内引起教育人员及科研学者的广泛关注和实践探索。翻转课堂翻转了教学
结构，学生在课后通过教师提供的微视频、电子教材等媒体资源及数字化环境进行自定步调的个性化学习，获取知识，在课上通过完成作业、应用讨论、协同创新等活动完成知识内化，课后学习的衡量标准是学习情况达到了传统课堂中教师讲授的效果，课上学习的衡量标准是学生完成了本次课程内容的内化[4]。翻转课堂根植于教育实践，是一种以改进实践为导向的自下而上的教改模式[5]，目前,翻转课堂的实践在基础教育和高等教育领域开展得较为广泛、深入。基础教育领域，杨刚等人系统整理了美国明尼苏达州斯蒂尔沃特市石桥小学、美国高地村小学、林地公园高中、柯林顿戴尔高中、马里兰州波托马克市的布里斯学校等十大翻转课堂经典案例，其中美国林地公园高中的教师JonBergmann和AaronSams，录制PPT及讲课声音形成学习视频并上传到网络以便缺席学生补课，进而应用这些视频形成了在家看视频、课堂完成作业及指导的翻转课堂模式，堪称是翻转课堂的起源地[6]。在高等教育领域比较有代表性的包括：Strayer在统计学入门课程中的实践[7]，加州州立大学基于合作项目理念的实践[8]，Papadopoulos及Roman在电气工程课程中的实践[9]，Johnson等人在计算机应用课程中的实践[10]，以及我国杨九民教授等学者针对“现代教育技术”实验课程所进行的应用实践等[11]。对翻转课堂模式的理论探讨，比较有代表性的是美国RobertTalbert教授所总结的包括课前观看教学视频与针对性的课前练习，课中快速少量地评测、解决问题并促进知识内化及总结与反馈的翻转课堂结构模型[12]。张金磊根据翻转课堂的内涵以及建构主义学习理论、系统化教学设计理论，构建了包括课前设计模块（教学视频的制作、课前针对性练习）及课堂活动设计模块（确定问题、独立探索、协作学习、成果交流、反馈评价）两大关键环节的教学模式[13]。在关于翻转课堂的教学模式研究中，我国学者还很注重结合学科特点或依据具体教学理念进行教学活动及模式研究，比较有代表性的是基于游戏化学习理念的翻转式教学模式设计[14]、面向化学实验教学的翻转课堂模式构建[15]等。当前，对翻转课堂模式的实践与探讨主要聚焦于创建教学视频以完成知识传授、设计课堂环节以完成知识内化，而无论课上课后都需要学生能够主动、积极参与到学习活动中，因此，活动设计是否合理直接影响翻转课堂成功与否。活动理论为有效活动设计提供了很好的理论依据与参考，从主体、工具、客体、分工、共同体和规则六大要素及生产、分配、流动和消耗四个子系统分析活动系统[16]，其最终目标是将客体转变为结果，而力图使得转变过程中，所有系统要素之间的矛盾尽可能小，而所达成的效果和效率尽可能大。本文将基于活动理论六要素分析翻转课堂经典案例和研究经验，提炼与归纳翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素，如表1。
二、网络学习空间构建维度架构
作为数字化学习环境的新方向，网络学习空间建设维度的相关研究引起国内外学者的广泛关注。NGLS（NextGenerationLearningSpaces）项目构建了教法———空间———技术（pedagogy-space-technolo-gy）学习空间设计与评价框架[17]，澳大利亚教学委员会则提出了包括设计———建立———应用（Design-Build-Occupation）三大循环环节的学习空间基线开发评估模型[18]。我国学者祝智庭教授从空间结构、接入环境、支持服务和用户能力四个维度建构“人人通”建设一般框架，其中空间结构包括角色空间、资源空间、工具空间、过程信息空间以及协调机制等[19]。关于学习空间的研究中，有的学者基于技术的视角进行空间划分，例如挪威科技大学在移动学习视角下将学习空间划分为听报告、校内活动、校外活动三类[20]；还有的学者基于具体教学模式进行空间划分，如CindyE.Hmelo-Silver则基于问题的学习模式构建了由问题空间和相关概念空间组成的学习空间[21]。本文将引入TPACK分析网络学习空间构建维度，TPACK框架提出的本质是基于技术与教学融合的需求，这一点恰和网络学习空间的建设实质吻合，即在技术发展的基础上，根据不同的教学需求构建个性化的学习环境[22]。本部分将基于TPACK脉络层次，系统分析网络学习空间应具备的特点和功能，将网络学习空间各模块应具备的功能特性与TPACK中的要素相融合，提出以教学法维度、技术维度、学科内容维度为基点支撑，引入学习者能力维度和沟通管理维度，并在每个维度中涵盖教师、管理者及机构等相关要素，从而形成以“个性化、连通、灵活、智能”为特点的网络学习空间整体维度建构（如图1所示）。（一）需求分析在该维度中将教学法定义广义化，包括在网络学习空间中教师运用的教学模式、教学方法、教学策略，在教学过程中体现的教学理念、教学结构等。网络学习空间中信息技术手段丰富了教学法，教师可以运用多种教学方式进行教学。不同的教学法对学习空间有不同的要求，所以，网络学习空间的设计要根据不同的教学功能来完成相应的教学目标及任务。（二）技术维度技术维度将主要划分为两个方面，其一是对整个网络学习空间底层技术的支持，称之为内部支撑技术，包括云计算、Web2.0、Web3.0和利用丰富的网络接入技术、智能感知识别技术来确保空间的稳定性、灵活性和安全性。其二是整个学习空间中各模块供教师及学生使用的教学软件、社交工具等，称为外部技术配置。在技术支撑方面应考虑到技术的最新发展，通过技术的要素来改变学生的学习环境，以满足不同学生的学习需求，如以大数据为基础，运用学习分析技术记录学生在空间中的学习轨迹等。（三）学科内容维度学科内容维度主要是协助教师与学生进行学与教，根据不同学科的知识特点进行对应模块的学科内容设置，主要包括教学资源（教案、课件等）、学习资源（视音频、动画、图片、文本等）、学习工具，作业与考试系统、学生档案袋等类别。（四）学习者能力维度网络学习空间能否真正实现应有的功效，从实质上完成学与教的革命性变革，很大程度上取决于学习者对于学习环境、学习资源、学习工具的驾驭能力。学习者包括学习个体与学习共同体两类学习对象，能力维度包括知识建构能力、资源利用能力、自我控制能力、协作交流能力、创新反思能力和评价激励能力六大方面。（五）沟通及管理维度这一维度主要是确保各类目标人群可以无障碍随时沟通，网络学习空间整个体系的完整运行，以及管理机构完成对教学的管理、对教学质量的监督等作用。主要包括信息发布、互动答疑、教学质量监督、家校沟通、私密安全等要素。
三、翻转课堂视角下网络学习空间模型设计
为了有效落实翻转课堂视角下的个性化学习，网络学习空间需要能够支撑翻转课堂模式及有效策略，提供学生在学习视频后及时测试学习效果、教师及时有效地跟踪学生学习情况，以便实施个性化辅导、课堂中协作学习与知识管理一系列必要活动等功能。本部分将基于翻转课堂教学模式影响策略及网络学习空间五项构建维度，以自适应学习系统参考模型为核心部件，探索设计可以为学习者提供自适应学习服务、突出“个性化学习”理念、又能将教研、学习、管理，即教、学、管三大模块涵盖在内的翻转课堂模式网络学习空间模型。（一）翻转课堂有效实施策略与网络学习空间构建维度的耦合分析本文通过对翻转课堂经典案例和研究经验的系统分析，从活动理论的主体、工具、客体、分工、共同体、规则六方面提炼与归纳了翻转课堂得以顺利实施的策略影响因素，并以TPACK为基础提出了包括教学法维度、技术维度、学科内容维度、学习者能力维度和沟通管理维度的网络学习空间构建维度，翻转课堂策略影响因素和网络学习空间构建维度都将直接影响网络学习空间模型的构建，二者的关系分析如下：（1）学习者能力维度是主体及共同体的核心要素，学习者包括学习个体和学习共同体两类对象，能力维度包括6大类能力，只有准确诊断和把握学习者的能力维度才能为学习者推荐更加合理、有效的学习目标、学习内容和学习过程。（2）教学法维度直接影响工具、规则及分工，教学法维度包括教学模式、教学方法、教学策略、教学理念、教学结构等，这些要素恰恰是工具设计当中非常重要的影响策略，并对相关工具的选择具有明显影响。教学法维度的核心要素还将制约整个活动系统的分工与规则。（3）技术维度是工具的有效保障，在翻转课堂的策略影响因素中，工具既包括理念层面、软条件方面，也包括硬件方面，而技术维度包括内部支撑技术和外部技术配置两部分，是工具类影响策略的有效保证。（4）学科内容维度是工具的中心要素，翻转课堂的工具类影响策略直接与学科相关，无论媒体、资源、环境、活动、设备的选取都要符合学科内容的特点，进而进行对应模块的内容设置。（5）沟通管理维度为分工、规则提供有利机制，沟通管理维度促进整个系统的完整、灵活运行，管理既包括师生间的课堂管理也包括纵向行政管理，这都为活动系统提供了分工、规则方面的依据。（6）网络学习空间的五个单一维度复合支撑主体活动生成客体，只有在充分尊重学习者能力维度的基础上，有效运用教学法维度、技术维度、学科内容维度和沟通维度，才能达成知识接受和内化。（二）自适应学习系统参考模型选取翻转课堂充分体现了以学习者为中心的个性化学习特点，同时具有鲜明的信息技术支撑特色，网络学习空间是数字化学习环境的一种，能够为翻转课堂的实施提供支持。自适应学习系统在本质上是一种支持个性化学习的网络学习环境[23]，因此，可以作为构建网络学习空间的参考与依据。黄伯平、赵蔚等人对目前比较有代表性的自适应学习系统从领域模型、各模型所具有特点、依据相关模型开发系统所具特性等角度进行了对比分析，并认为LOAS更适合于现实开发自适应学习系统[24]。本文将以LOAS为参考模型作为翻转课堂模式网络学习空间模型的核心构件。LOAS自上而下包括DM、GM、UM、AM、PM五层，针对不同层给出了具体的操作符。DM指的是领域模型，通过目标进行概念图的界定；GM是目标和约束模型，目标定义关注点，约束界定搜索空间；UM是用户模型，由变量之间的关系所表达；AM是自适应模型，提供自适应机制；PM指的是呈现模型，将在考虑物理属性和环境特征的情况下产生针对指定平台的代码[25]。（三）翻转课堂模式的网络学习空间模型构建翻转课堂具有明晰划分课后活动与课上活动的特点，基于翻转课堂模型的网络学习空间既要突出该典型特征、有利于翻转课堂有效实施影响因素的达成，又需要符合所总结的五项构建维度。本文所设计的翻转课堂模式网络学习空间模型是以构建网络学习空间的五个单一维度和复合维度为根本基础，以落实翻转课堂为指导理念，将整体模型功效分为：底层支撑基础、学习空间、研训空间、管理空间及沟通空间。模型以学习者为中心，教研、管理为辅，主体部分以翻转课堂课后学习与课上学习为落脚点，把关于学习内容的正式学习情境与非正式学习情境均架构在以自适应学习系统为中心的网络学习空间模型中。1.底层支撑基础对应前文所阐述的网络学习空间技术维度中的内部支撑技术，这是网络学习空间建设所需要的最基本底层支撑基础，包括服务器虚拟化、云存储技术、安全系统和网络接入四部分，只有具备这些最基础的底层保障，才能够支撑网络学习空间中每个模块正常、优良运行。2.学习空间该模块是整个网络学习空间中最核心的部分，也是落实翻转课堂策略影响因素和网络学习空间五维建构要素的具体体现。学习空间的主体是学习者，其能力维度是构成用户模型（UM）的主体要素，在学习目标清晰的前提下，学习者通过工具的支持、共同体协作和遵守分工职责与相关规则，将在课后完成知识传递，在课上达成知识内化。该模型以LOAS为核心部件，也包括DM、GM、UM、AM、PM核心要素，但是，根据翻转课堂的典型两阶段模式，将每个要素都分为了知识传递和知识内化两个阶段，分别在图中以t和i进行标识。在知识传递阶段主要集中于如何将传统课堂学习的内容以适合的资源类型及学习序列呈现给学习者。通过对学习者学习风格和认知风格的分析得出学习者的学习偏好和认知状态，运用数据挖掘、学习分析技术等为学习者编制适合的学习目标、呈现符合其认知特点和学习风格的媒体类型，并且通过符合其能力的测试项目让教师掌握其学习情况，从而使学习者完成知识传递过程。在知识内化阶段主要集中于对教师所实施的翻转课堂模式课程组织中学生参与课堂活动的观察和分析，通过对学习者个性特点的分析为其推荐个性化的学习策略，通过自适应引擎将学习活动序列和学习内容适应性地呈现给学习者，以完成网络学习空间中个性化学习活动和学习过程跟踪评价等功能。3.研训空间研训是促进教师专业发展的重要途径，研训空间主要为提高教师教育教学素质、优化课堂质量提供支持。能够通过视频录制工具、学科工具软件和仿真实验室等支持学科内容资源与媒体的编写与创作，支持个体备课、集体备课、教学观摩、专家培训、交流研讨等，从而促进翻转课堂模式的更好落实。4.管理空间管理空间有效支撑网络学习空间沟通管理构建维度中的管理功用，为网络学习空间进行正常优质教育教学提供了牢固的保障机制。该空间既包括了教师对学生的管理，如及时掌握学生课前学习进度和掌握情况、课堂中参与各项活动的效果，对学困生预警预报等；该模块还按照工作流程支持不同级别的管理人员灵活掌握整体教育教学情况及质量。5.沟通空间会话与沟通是教育教学质量的核心所在，在翻转课堂模式中无论课前学习还是课堂活动组织，只有能够有效达成师生间、生生间的有意义会话，才能确保学习的有效性。沟通空间是网络学习空间沟通管理构建维度中的沟通功用的集中体现，将负责教师、学生、家长、管理者甚至社会公众在整个网络学习空间中信息的传递与分享，另外该空间将与学习空间相辅相成，共同促进深度学习的发生。
四、翻转课堂视角下网络学习空间案例分析与设计
翻转课堂模式网络学习空间模型包括一个基础、四类空间，其中基础指的是网络学习空间赖以实施的硬软件及网络基础，四类空间分别是面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间，以及各类空间都需要的沟通空间子模块。在四类空间当中，面向学习者的学习空间无法脱离底层支撑基础及其他三个空间而独立存在，但却位居四类空间中的核心重要位置。下面将从翻转课堂模式网络学习空间总体设计及学习空间设计两方面进行案例分析与设计。（一）空间总体设计案例分析从空间服务对象的角度，可以划分为个人空间和机构空间。其中个人空间又可以根据建设目标及服务范围细化为学生空间、学科教师空间、班主任空间、教研主任空间、教研员空间、家长空间等，机构空间也将根据建设目标及服务范围细化为班级空间、教研组空间、学校空间、教育局空间等不同类型。在应用翻转课堂模式的网络学习空间模型构建实际空间时，需要根据不同类别用户或机构的个性化需要延伸模型的核心部件进而构建相适应的功能与服务。在图3所示的网络学习空间建设支撑系统[26]中，包括了学生空间、管理者空间、班主任空间、教研员空间、科任空间、家长空间6项个人私有空间，班级空间、年级空间、教育组空间、学校空间、教育局空间等机构空间，覆盖了面向学习者的学习空间、面向教师的研训空间、面向管理者的管理空间，其中也内在涵盖了沟通空间。该网络学习建设支撑系统包括了云操作系统、数据库平台、云安全系统、云分布存储、异地容灾备份、网络设施、服务器资源池、云存储资源池等基础支撑，覆盖了翻转课堂模式网络学习空间模型中的底层支撑基础。（二）学习空间案例设计如上分析的案例，虽然能够覆盖翻转课堂模式网络学习空间模型的一个基础、四个空间，但是，却未必能够有效支撑翻转课堂模式网络学习空间模型的核心模块学习空间的内在机制与原理。翻转课堂的典型两阶段分别指向知识传递和知识内化，知识传递环节的推理机制与传统自适应推理机制很类似，因此，在学习空间案例设计中，将针对知识传递环节直接给出空间设计界面，针对知识内化环节给出系统流程图。在知识传递环节，学习者将见到如图4所示的学习界面，其中明确指出学习目标和学习指导，媒体资源是系统根据学习者学习行为进行特点分析得到的学习特点、学习风格，与资源媒体属性（如抽象或具体、时间长短、背景知识、媒体类型等）进行匹配程度近似计算而甄选的。为了确保学习者的学习投入度，还将设置测验锚点，在学习过程中监测学生的注意力、在学习结束后测验学生的学习效果。另外，在该环节，学生还可以进行求助教师解答、与同学交流等其他活动。图4知识传递界面知识内化环节贵在学习活动的组织，在翻转课堂当中，比较集中的活动方式是学生完成作业、教师进行个别化指导、教师讲解共性问题及讨论，这就需要提供观察和分析学生学习过程和效果的功能。随着翻转课堂的逐渐深入，在课堂中将逐渐引入与选择教学模式相关的讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等丰富多样的活动，因而，学生的活动既包括必选活动，又包括通过对学习者个性特点分析为其推荐个性化的学习策略和活动。本案例将知识内化环节设计为首先查看学生的课前学习情况及反馈（对应学情分析功能），对学生所遇到的集中问题将进行集体解析，对个别学生遇到的非普遍性问题教师则会采取个性化辅导的方式（对应个性辅导功能）；然后系统判定是否有其他活动（讨论、科学实验、互动、创新协作、提问等），如果有其他活动，自适应模型将根据教师教学活动安排、用户模型、约束模型、领域模型的综合推理，进而呈现适合学习者的活动序列并让学习者依次参与活动。
五、结语
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》都对信息技术引领教学理念革新、促进教学模式创新充分关注和期待，作为信息技术应用新方向的“网络学习人人通”更是备受关注。将翻转课堂教学模式与网络学习空间结合，将有助于进一步落实以学习者为中心的教学方式和学习方式变革。然而，无论网络学习空间的建设还是翻转课堂的有效实施，都需要教育研究者和一线教师的深入探索与不断总结、提升，从而形成更为丰富的经验，更有效地促进学生的有意义学习。目前，我国对信息技术促进教育教学变革非常重视，在该趋势下基于翻转课堂模式的网络学习空间建设，将会对落实教学模式变革和推进网络学习空间建设具有一定的积极影响。
作者：王伟 赵桐 钟绍春 单位：东北师范大学 东北师范大学
