基于集体问题解决促进的翻转课堂对学生学习表现和互动模式的影响
（Effects of a collective problem-solving promotion based flipped classroom on students’ learning performances and interactive patterns）
2019年
一、概念解析
1.协作解决问题
协作解决问题是学生组成小组，通过小组间讨论和协作完成学习任务的一种学习方法。
2.集体解决问题促进机制
本研究提出了一种集体问题解决促进机制，利用（interactive response system）IRS进行协作问题解决和小组间竞争，并将其应用于翻转课堂的学习活动中。
二、研究内容
1.研究背景：
翻转课堂教学是近年来备受关注的教学方法之一。然而，当学生参与课堂学习时，如果没有适当的教育工具来支持他们，他们的学习表现可能不会像预期的那样好。
2.研究目的：
本研究提出一种集体问题解决促进机制，利用互动回应系统(IRS)来提升翻转课堂中学生的互动与学习投入。
3.研究方式：
采用准实验设计，以大学生为研究对象。实验组学生采用该方法，对照组学生采用传统的翻转学习方法。
本研究采用定性与定量相结合的研究方法;采用定量内容分析(quantitative content analysis, QCA)和滞后序列分析(lag - sequence analysis, LSA)对学生的协作讨论进行行为分析。
4.研究问题：
(1)运用集体问题解决促进机制的翻转学习方法能否提高学生的学习成绩?
(2)运用集体问题解决促进机制的翻转学习方式能否增强学生的自我调节能力?
(3)运用集体问题解决促进机制的翻转学习方法能否提高学生的集体效能感?
(4)运用集体问题解决促进机制的翻转学习方法能否提高学生的互动性?
(5)运用集体问题解决促进机制的翻转学习方式能否促进学生讨论和互动的高阶学习行为?
5.研究结果：
结果表明，在基于集体问题解决促进的翻转课堂中，学生不仅有更好的学习表现和集体效能，而且有更高的知识建构水平和更深入的互动。研究结果可为今后的教学和研究提供参考。
三、实验设计
1.实验对象：
本研究以台湾北部某大学两班学生为研究对象;一个班是实验组，另一个班是对照组。每个班由36名学生组成。
2.实验方法：
研究设计本研究采用准实验设计，包括实验组和对照组。
实验组采用翻转学习方法中的集体问题解决促进机制，对照组采用传统翻转学习方法。
为了避免只使用一种研究方法的弱点，我们同时采用定量和定性研究方法，加强研究设计，确保更好的研究结果。
定量研究方法采用问卷调查法收集统计数据;此外，采用方差分析(ANCOVA)来消除学习者在实验前的先验知识或认知差异对学习结果的影响。
定性研究方法采用内容分析和滞后序列分析来了解学生的讨论行为模式。
3.问卷设计：
本研究的工具包括自我调节问卷、集体效能问卷和交互问卷，以及学习绩效的前测和后测。本研究还采用适应性行为编码方案来分析学生的互动学习讨论行为。
自我调节学习问卷采用提出的在线自我调节学习问卷。共有24个测试项目。采用7分李克特量表；
集体效能问卷采用Wang and Hwang在2012年提出的集体效能问卷。采用李克特7分量表；交互问卷，问卷共有18个项目，它采用7分李克特量表；
学习绩效的测试方面，本研究采用了学习绩效的前测和后测。前测的库德-理查德森公式20 (KR-20)为0.83，后测为0.81，具有较好的内部一致性。
4.实验概念：
本研究提出了一种集体问题解决促进机制，利用IRS进行协作问题解决和小组间竞争，并将其应用于翻转课堂的学习活动中。如图1所示，该机制包括以下几个阶段。
协作（主次）；合作（无明显主次）
5.实验流程：
图2.实验过程
四、结果
（一）学习绩效
本研究采用协方差分析(ANCOVA)进行数据分析，探讨学习绩效。组内回归系数的齐性检验验证了假设(F = 1.07, p = 0.304 >.05)，可以进行进一步的ANCOVA统计检验。
学习绩效原始数据：
学习绩效协方差分析
yishu
表2.学习绩效的协方差分析
| 变量 |
组别 |
N |
Mean |
SD |
调整后M |
标准误差 |
F |
η2 |
| 后测 |
实验组 |
36 |
80.78 |
3.27 |
80.78 |
0.545 |
116.325 |
0.624 |
| 对照组 |
36 |
72.47 |
3.27 |
72.47 |
0.545 |
***p<.001, **p<.01, *p <.05.
结果：表2给出了学习绩效的方差分析结果。结果表明，F = 116.33, p = 0.00< 0.05，表明两组学生的学习成绩差异显著。实验组的平均学习成绩(M = 80.78, SD = 3.27)显著高于对照组(M = 72.47, SD = 3.27)。
（二）自我调节
本研究采用协方差分析(ANCOVA)对两组学生的自我调节进行分析。组内回归系数的齐性检验验证了自我调节的假设(F = 2.79, p = 0.10 >0.05)，可以进一步进行协方差分析。表3为自我调节问卷调查结果(F = 8.895, p = 0.04 < 0.05)。
自我调节协方差
表3.自我调节的协方差分析
| 变量 |
组别 |
N |
Mean |
SD |
调整后M |
标准误差 |
F |
η2 |
| 自我调节 |
实验组 |
36 |
5.17 |
0.94 |
5.17 |
0.171 |
8.895 |
0.113 |
| 对照组 |
36 |
4.44 |
1.11 |
4.44 |
0.171 |
由于自我调节问卷由六个方面组成，本研究进一步考察这六个方面是否有独立的结果，因此对这六个因素进行协方差分析。一开始,测试的结果的同质性这六个因素的回归系数；目标设定(F = 1.14, p = 29 > 0.05),环境(F = 2.112, p =0.29> 0.05),任务策略(F = 0.68, p = 0.41> 0.05),时间管理(F = 1.32, p =0.26 > 0.05),帮助寻找(F = 1.14, p = 0.29 > 0.05),和自我评价(F = 3.82, p = 0。06 > 0.05),所有相应的假设。协方差分析可以进一步进行。表4给出了六个自我调节方面的分析结果。
自我调节六要素的原始数据：
自我调节六要素平均值：
环境的协方差分析：
寻求帮助的协方差分析：
表4.自我调节六个方面的协方差分析
| 变量 |
组别 |
N |
Mean |
SD |
调整后均值 |
Error |
F |
η2 |
| 目标设定 |
实验组 |
36 |
4.75 |
1.08 |
4.75 |
0.269 |
0.266 |
0.004 |
| 对照组 |
36 |
4.61 |
1.20 |
4.61 |
0.269 |
|||
| 环境 |
实验组 |
36 |
5.39 |
1.08 |
5.39 |
0.228 |
32.886 |
0.320 |
| 对照组 |
36 |
4.08 |
0.84 |
4.08 |
0.228 |
|||
| 任务策略 |
实验组 |
36 |
5.22 |
0.96 |
5.22 |
0.212 |
0.616 |
0.009 |
| 对照组 |
36 |
5.39 |
0.84 |
5.39 |
0.212 |
|||
| 时间管理 |
实验组 |
36 |
4.69 |
1.49 |
4.69 |
0.283 |
0.473 |
0.007 |
| 对照组 |
36 |
4.50 |
0.81 |
4.50 |
0.283 |
|||
| 寻求帮助 |
实验组 |
36 |
5.14 |
1.09 |
5.14 |
0.326 |
9.953 |
0.124 |
| 对照组 |
36 |
4.11 |
1.62 |
4.11 |
0.326 |
|||
| 自我评价 |
实验组 |
36 |
4.39 |
1.48 |
4.39 |
0.292 |
0.227 |
0.003 |
| 对照组 |
36 |
4.25 |
0.94 |
4.25 |
0.292 |
***p < .001, **p < .01, *p < .05.
结果表明，环境因素与求助因素存在显著差异;实验组的环境平均分(M = 5。39, SD = 1.07)显著高于对照组(M = 4.08, SD = 0.84)。在求助方面实验组优于对照组(M = 5.14, SD = 1.10) (M = 4.11, SD = 1.62)。
(三)集体效能
集体效能原始数据：
集体效能协方差分析：
表5.集体效能的协方差分析
| 变量 |
组别 |
N |
Mean |
SD |
调整后M |
Error |
F |
η2 |
| 集体效能 |
实验组 |
36 |
5.84 |
1.11 |
5.84 |
0.186 |
14.243 |
0.169 |
| 对照组 |
36 |
4.90 |
1.01 |
4.90 |
0.167 |
结果：验证集体效能假设(F = 2.69, p = 0.11 <0.05)，然后进行协方差分析。表5给出了集体效能协方差分析的结果。结果显示:F = 14.243, p = 0.000 < 0.01;两组患者的集体疗效有显著差异。实验组的平均集体效能(M = 5.84, SD = 1.11)显著高于对照组(M = 4.90, SD = 1.01)。
（四）互动作用
互动作用原始数据
相互作用协方差分析
表6.互动作用协方差分析
| 变量 |
组别 |
N |
Mean |
SD |
调整后M |
Error |
F |
η2 |
| 相互作用 |
实验组 |
36 |
5.34 |
1.64 |
5.34 |
0.240 |
3.408 |
0.046 |
| 对照组 |
36 |
4.75 |
1.08 |
4.75 |
0.214 |
**p < .01.
结果：对于交互问卷的分析，本研究还采用协方差分析来了解实验组和对照组交互的差异。首先，对组内回归系数的齐性检验表明，F = 2.46, p = 0.12 >0 .05;结果验证了假设，表明可以进行协方差分析。实验组的平均交互作用(M = 5.34, SD = 1.64)显著高于对照组(M = 4.75, SD = 1.08)。这也说明了本研究中采用的集体问题解决促进机制确实能够对学生的互动产生影响。
交互三因素原始数据
三因素协方差分析
互动问卷包括三个方面，包括学习者与学习者的互动、学习者与教师的互动和学习者与内容的互动。因此，本研究还进一步探讨了这三个方面是否有独立的结果，并对这三个方面进行了协方差分析。这三个方面回归系数的同质性结果表明，学习者-学习者交互作用(F = 3.4, p =0.069 >0.05)、学习者与教师互动(F = 0.09, p = 0.76 >0.05)、学习者与内容互动(F = 1.89, p = 0.17 > 0.05)均符合回归系数同质性假设；因此可以进一步进行协方差分析。表7说明了这三个方面相互作用的结果。
五、结论
本研究提出一种基于集体问题解决促进机制的翻转学习方法。从实验结果来看，学生的学习效果与所提出的一致。
在自我调节方面，采用翻转学习方法的学生在“环境”和“求助”两个方面的得分显著高于传统翻转学习方法的学生。可能的原因是竞争机制鼓励学生更多地关注自己的学习成绩;因此，他们对学习环境有更高的标准，这样他们就可以全身心地投入到学习环境中。这与之前的一项研究一致，该研究表明，适当的环境可以帮助学习者集中更多的注意力，从而提高他们的学习成果。此外，为了完成学习任务，在遇到学习问题时，采用本方法学习的学生比采用传统翻转学习方法学习的学生更愿意寻求帮助，包括在线与同伴讨论，通过电子邮件与老师讨论，以及随时分享自己的问题和解决方案。在翻转课堂进行的协作学习活动中，可以促进同伴互动，包括寻求帮助的行为。在其他自我调节方面，即内在特征方面，两组之间没有显著差异。因此，我们可以推断学生的环境和求助感知更容易受到翻转课堂中集体问题解决促进机制的影响，因为它们属于外部因素。
在集体效能感方面，采用翻转学习方法的学生的集体效能感显著高于传统翻转学习方法的学生。也就是说，由于集体解决问题的促进机制，学生更积极地利用小组合作的时间来完成学习任务。他们推断集体效能感可以促进学生完成学习任务的群体承诺。结果，学生们认为通过小组合作，他们更有能力完成学习任务，可以获得更高的分数;这与之前的研究结果相同。
在互动模式方面，我们发现采用翻转学习方法的学生与采用传统翻转学习方法的学生有不同的互动模式。由于集体解决问题的促进机制与IRS相结合，使学生能够设定时间限制和竞赛规则，因此学生们表现出更多的互动，并参与到学习情境中。这与之前的研究一致，即学生在课堂上的参与度越高，他们的学习成绩就越好。
通过进一步调查学生的讨论内容和行为，我们发现两组学生在课堂上的讨论行为是不同的。采用该方法的学生比另一组学生表现出更多与更高认知水平和更深知识构建相关的行为模式。即在小组学习中，协商、比较等更高层次的互动行为更多。
相反，采用传统翻转学习方法的学生在较低的知识构建水平上似乎有更多的讨论内容，特别是与主题无关的内容。可以推断，由于课堂上的小组间竞争，学生在小组协作中参与度和互动性更高，讨论内容更深入，层次也更高。这一发现与先前研究人员的结果相一致，他们指出，将有效的学习策略融入翻转课堂，有可能促进学生的高阶思维。
综上所述，本研究提出了翻转学习的集体问题解决促进机制，以促进学生的学习绩效、集体效能和互动。为教师和研究者实施有效的翻转课堂提供了良好的参考，也为有效策略的翻转学习研究指明了新的方向。也可为高等教育机构或政策制定者规划和设计课程提供参考。
原文章链接：
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10494820.2019.1568263