【正文】  摘 要：翻转课堂作为教育信息化时代提出的一种新型教学模式，被认为能激发学生兴趣、提升教学效果。本文基于高中生物学科，采用翻转课堂和传统幻灯片、黑板教学法进行对比实验组教学，样本量包括柳州市钢一中学高三的90名学生。采用生物成绩测验测定学生成绩，并作为教学效果考察的主要依据。数据采用协方差分析（ANCOVA）在0.05显著性水平检验假设。研究发现翻转课堂和传统幻灯片教学方法都能提高学生的生物学成绩和记忆力。翻转课堂教学方法对提高生物系学生的记忆力有明显帮助，因而能更有效第提高学习成绩，教学效果更优。
　　关键词：翻转课堂；高中生物；协方差分析；记忆力；教学效果
　　一、背景
　　生物学是一个研究生物的自然科学领域。生物学作为一门生命科学，在中学教育课程中占有重要地位。在许多的调查中，尽管学生更喜欢生物且超过物理、化学等科目，但学生在生物最终考试中成绩并不理想[1-3]。文献表明，导致学生在生物学科上成绩不好的几个因素包括：教学材料陈旧，缺乏足够的实验室活动，使用无效或低效的教学方法，不合适的、或超负荷的生物教学大纲等。
　　其中，Adonu等人[4]认为在生物课程的学习者发展中，除了理解，最基本的信息记忆可能不够，使得学生门较难将当前的学习与以前的学习联系起来，从而导致学习成绩不佳。记忆是学习的记忆或经历过的行为，或回忆或识别已拥有的东西的能力。如果学到的东西被保留下来，它会导致学习者更好的成绩。因为留存率是根据成就来衡量的。记忆保持作为一种存储、记忆的能力[5]，被认为是取得好成绩的重要支撑。
　　当前传统的教学方法多基于演示、讨论，以及作业等方式。因而，寻求更好的、创新的方法来刺激学习者的有效记忆和学习成为生物教师们在教学实践过程中面对的一个有挑战性的问题。最近的一些研究表明，翻转课堂（Flipped classroom）作为教育信息化时代提出的一种新型教学模式，能较好地激发学生兴趣、提升教学效果，对学生的最终成绩也有积极的影响[6-9]。然而，在高中生物学中使用翻转课堂进行教学并进行效果分析的文献并不多见。
　　本文在这一背景下，以翻转课堂为教学方法改革的主要方式，教师作为促进者，激励和引导学生主动构建自己的知识。我们的改革基于柳州钢一中学生物教学第一课堂进行了教学实践，并与传统课堂班级的教学效果进行了对比，在翻转课堂应用在高中生物日常教学上进行了探索、总结和反思。
　　二、翻转课堂及幻灯片教学对比设计
　　（一）翻转课堂的要点
　　翻转课堂一般指由教师创建教学视频，学生在家或课外观看视频讲解，然后再回到课堂中进行分享、交流、讨论的过程[]。如图1所示，较之基于幻灯片、黑板的传统的讲授式教学方式，翻转课堂由“先教后学”转向“先学后教”，由“注重学习结果”转向“注重学习过程”，由“以教师导学”转变为“以学生主动探索”。其中，传统课堂的教与学主要发生在课堂内，包括新课导入，概念传授，作业的布置等，课后主要是督促学生进行课后练习。而如图2 所示，翻转课堂突破了45分钟课堂授课的时空局限，支持学生有更多的时间思考、学习，也提升了课堂互动的数量和质量。在课前，教师需要提供设计好的微课程和资源库，支持学生的个性化学习。课堂上，主要是小组协作、讨论以及教师的针对性指导。










图1 翻转课堂与传统课堂在教学结构上的不同











图2 翻转课堂教学模式

　　（二）改革的环境和基本方案
　　本研究采用非等效组准实验研究设计。实验前，两组学生都进行了预先考试。并把学生根据预测成绩分平衡分组，包括翻转课堂组（FC）和幻灯片（PP）组，每个组都为45人。教学的内容为，基因工程，包括重组DNA技术的基本工具、基因工程的基本操作程序，基因工程的应用以及蛋白质工程的原理和应用。
　　对于翻转课堂组，在上课前一天，在没有教师指导的情况下，学生们在家观看包含下节课生物主题的、课本自带的DVD或者教师制作的为视频。PP组学生在上课前不参与DVD或者微视频观看，而是由老师们在课堂上使用幻灯片进行较为详尽的教学。两组对比教学持续教学时间约为4周，4周之后再进行一次对比测试。
　　为了对比翻转课堂和幻灯片教学的效果，实验采集的数据分为两个部分，一部分是两个班4个周之后的测试成绩，另一部分是使用李克特类型问卷（Skutil，2011），用开放式和封闭式问题了解学生：1）对生物课堂的态度；2）对所使用的教学方法的评价；3）学生在考试时的经验和感受，特别是哪些部分是比较难以突破的。
　　3、结果分析与反思
　　（一）结果分析
　　教学效果的检查主要通过学生的考试成绩来反映，学生现在考试成绩可能受到他们原有自身知识基础的影响。换而言之，为了准确地控制变量不同水平对结果的影响，应该尽量排除其它在实验设计阶段难以控制或者无法严格控制的因素对分析结果的影响。另有协方差分析方法（ANCOVA）可以实现这样的功能。因而，在我们的实验中，因而采取了两次考试，考试成绩分别记作前测成绩和后测成绩。为了在考察的时候排除其它影响，收集的数据采用平均数分析和协方差分析（ANCOVA）。即通过前测和后测的差值评估变量的差值。采用方差分析比较两组的均数差值。在这情况下，预测成绩是协变量，后测成绩是因变量，来获得水平显著性（即P为0.05）的比例。

表1 不同教学模式下生物学生前测成绩和后测成绩平均值和标准差






表2 不同教学模式下后测成绩和保持成绩平均值和标准差






　　从表1可以看出，采用翻转课堂教学的生物学生具有前测均值（M = 34.27， SD= 9.03），后测平均成绩为（M = 77.21， SD= 11.42），而使用PP组生物学生的前测平均成绩为（M =（31.87， SD= 9.26），后测平均成绩为（M = 63.88， SD= 8.90）。FC组和PP组学生的平均增益得分分别为42.71和32.55，表明FC组学生的后测平均得分高于PP组学生。
　　由表2可知，FC组学生的后测平均得分为（M = 77.21，SD=11.42）， 保持平均分则为（M = 78.71，SD=8.64）；PP组学生的后测平均分为（M = 63.88， SD= 8.90），保留平均分为（M = 64.04， SD= 9.27）。FC组学生的平均增益得分为1.79，PP组学生的平均增益得分为1.31，说明翻转课堂组学生的平均保留得分高于翻转课堂组学生。
　　这一发现表明，翻转课堂和传统幻灯片讲述方式都可以提高学生的生物科目的学习成绩。但与此同时，在翻转课堂中，使用翻转课堂的学生们教学效果明显好于那些使用传统授课方法的学生。
　　（二）  反思
　　如何创新生物课程的教学方法改进教学效果，是一个值得研究、实践的课题。在我们的实践过程中，我们应用了经典的翻转课堂获得了更有效的教学效果。其中有些问题值得进一步研究和反思。
　　首先是为什么翻转课堂的教学效果普遍好于传统幻灯片讲授效果，通过调查问卷和访谈，我们认为主要的原因是：
　　1） 翻转课堂提供给学生的微视频、生物教学资源库是经过教师仔细设计的，相对课堂讲授的知识点，更为清晰、条理和具可重复学习性质。
　　2） 翻转课堂的教学过程使得学生能更多地接触知识点，特别是对一些新的概念的理解，学生可以根据需要暂停、倒带和快进，从而帮助学生提高记忆。
　　3） 翻转课堂的教学设计使得学生和学生、学生和老师、学生和课件互动的次数更多，这也在一定程度上激发了学生的学习热情。
　　此外，翻转课堂实施起来对生物教师的信息素养和教学技能都比传统讲授方式更高。因而，设立常态化培训，让教师掌握微课程制作等技术方法、学会选用合适的资源，是生物老师能将课程“翻转”、让学生受益的前提。
　　三、 结束语
　　翻转课堂作为一种创新教学方式被广泛地推崇。基于高中生物课程，本文将翻转课堂和传统课堂上的学生进行对比实验，结果表明，学生在翻转课堂环境中比传统课堂环境中的学习效果更好，在提高学生在生物上的成绩和记忆力中有明显实效。
　　虽然对教师的要求更高，需要仔细思考，认真准备，具备良好的信息素养。如果相关政策以及相关学校能重视、支持在高中教育教学中对教师的培训，并逐步积累微课程和资源库，翻转课堂将不仅有效，而且是更可行的；不仅促进生物教师的信息素养能力，也将使得翻转课堂标准化、从而变得更容易教、容易学，具有推广的价值。
　　致谢：本文感谢柳州钢一中生物组的帮助、支持。
　　参考文献：
　　[1] Makuru B. Teachers’ perceptions on the use of Information and Communication Technology for teaching Biology in Lesotho[J]. 2020.
　　[2] Okoyefi Q O. Effect of Four Mode Application Techniques on Achievement， Retention and Multiple Intelligence of Students with Different Learning Styles in Biology[D]. ， 2017.
　　[3] 赵芳. 高中生物教学中核心素养的培养与评价研究[J]. 科学大众： 科学教育， 2018 （2）： 5-6.
　　[4] Adonu C J， Nwagbo C R， Ugwuanyi C S， et al. Improving Students’ Achievement and Retention in Biology using Flipped Classroom and Powerpoint Instructional Approaches： Implication for Physics Teaching[J]. International Journal of Psychosocial Rehabilitation， 2021， 25（02）.
　　[5] Aninweze C. A. （2014）. Effect of video tape instruction and power point presentation on senior secondary students’achievement and retention in biology.（Unpublished M.Ed Thesis）. University of Nigeria， Nsukka.0.
　　[6] Akayr G， Akayr M. The flipped classroom： A review of its advantages and challenges[J]. Computers & Education， 2018， 126： 334-345.
　　[7] Compeau P. Establishing a computational biology flipped classroom[J]. PLoS computational biology， 2019， 15（5）： e1006764.
　　[8] 母进. 翻转课堂在高中生物实验教学中的实践[J]. 中学生物教学， 2017 （5）： 13-15.
　　[9] 贾永侠. 翻转课堂在高中生物教学中的应用研究[J]. 课程教育研究， 2017.