第二章 翻转课堂理念和网络课程概述
2.1 翻转课堂理念及相关理论基础
2.1.1 翻转课堂定义
翻转课堂一词来源于英语“Flipped Class Model”，也有的翻译成“颠倒教室”、“翻转教学”、“颠倒课堂”、“翻转学习”等。但是，由于翻转课堂还在迅速的发展和完善中，所以目前还没有最准确的定义。国内学者分别从不同的角度定义翻转课堂。
1. 张渝江将翻转课堂定义为：在正式学习中，学生在课前利用教师分发的数字材料（音视频、电子教材等）自主学习课程，接着在课堂上参与同伴和教师的互动活动（释疑、解惑、探究）并完成练习的一种教学形态[3]。
2. 金陵认为：“所谓翻转课堂，是指把“老师白天在教室上课，学生晚上回家做作业”的教学结构翻转过来，构建“学生白天在教室完成知识吸收与掌握的知识内化过程，晚上回家学习新知识”的教学结构，形成让学生在课堂上完成知识吸收与掌握的内化过程、在课堂外完成知识学习的新型课堂教学结构。[4]”
3. 钟晓流认为：“所谓翻转课堂，就是在信息化环境中，课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资源，学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型的教学模式。[5]”
本文将翻转课堂定义为:学生在课前利用网络课程学习平台，在教师的指导下，按照专题对以教学视频为主要形式的资源进行学习，在课堂中，学生对学习过程中遇到的问题提出疑问，师生共同对相关主题内容进行分析和讨论的活动。
2.1.2 翻转课堂教学模式
翻转课堂教学模式是让学生在课前利用网络学习平台，在教师指导下，按照专题学习以教学视频为主要形式的学习资源。而在课堂中，学生对学习过程中遇到的困难提出疑问，师生共同对主题内容进行分析和讨论。在讨论过程中，不但增加了学生和教师之间的互动与个性化的接触时间，而且加深了学生对知识的理解与内化。
翻转课堂教学模式与传统的教学模式相比较，具有以下特征：
（1）传统教学分为知识传授和知识内化两个阶段，教师的讲解是在知识传授阶段进行的，而学生在此阶段只是对讲解内容进行接收和初步理解，在知识内化阶段，学生是运用课堂中掌握的知识，以课后作业或者练习的形式来完成知识内化，翻转课堂恰恰相反，它则颠覆了教师讲授，学生做作业的教学过程。知识传授阶段是在课下进行的，而课前学生对相关知识进行自主学习，知识内化的过程则在课上，学生利用课堂上的时间进行作业答疑、解惑、小组协作探究和师生互动[1]。如表 2-1 所示：
（2）师生扮演角色有所变化，在传统的教学模式中，教师是课堂的控制者，掌控着学生的学习进度，学生是被动的接受者。在翻转课堂中，教师是教学活动的指导者而不再是知识的传播者，学生由被动接受者转变为学习活动的主体。
（3）教学视频作为翻转课堂教学资源中最为重要的部分，教学视频的制作往往是非常短小精悍的，针对某一主题的详细讲解维持在十分钟左右，学生可以通过媒体播放器的暂停、回放等功能反复的尝试对知识的理解。
（4）教学资源的存放需要网络教学平台的支持，它是实施翻转课堂教学的基础性平台，网络教学平台能有效的帮助教师组织和呈现教学资源，及时了解学生的学习进度和所遇到的困难，同时也能帮助学生提高自主学习和协同完成任务的意识。
2.1.3 翻转课堂教学理论基础
1．混合式学习理论
“混合式学习”是由英文“Blending Learning”、“Blended Learning”翻译过来的名词术语。它是一种在线学习与面授相结合的学习方式。何克抗教授认为：“所谓 Blending Learning 就是要把传统学习方式的优势和E-Learning （即数字化或网络化学习）的优势结合起来，也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。[6]”
李克东教授认为：“混合式学习可以看作面对面的课堂学习（Face-to-Face）和在线学习（Online Learning）两种方式的有机整合，其核心思想就是根据不同的问题和要求，采用不同的方式解决问题，在教学上就是要采用不同的媒体与信息传递方式进行学习，而且这种解决问题的方式要求付出的代价最小，取得的效益最大。[7]”
混合学习方式的宗旨就是在合适的时间通过合适的学习技术与合适的学习风格相结合，对学习者传递合适的能力，从而取得最优化的学习效果。混合学习并不是传统课堂学习和网络学习的简单混合，混合学习强调在教学过程中，教师主导学生主体地位相结合，也就是把传统学习方式的优势和网络化或者数字化学习的优势结合起来，提高学习效率，以达到最佳教学效果。
2．数字化学习理论
李克东教授指出：“数字化学习是信息时代学习的重要方式，数字化学习是信息技术与课程整合的核心，不同于传统的学习方式，具有以下鲜明的特点：①学习是以学生为中心的，学习是个性化且能满足个体需要的；②学习是以问题或主题为中心的；③学习过程是进行通讯交流的，学习者之间是协商的、合作的；④学习是具有创造性和再生性的；⑤学习是可以随时随地的、终身的。”
混合式学习理论和数字化学习对网络课程设计和开发有着重要的指导作用。本课题所要进行的教学活动是把在线学习和面授学习结合在一起，利用网络课程平台提供教学资源、在线交流、在线测试等，充分发挥教师主导和学生主体的作用，让学生积极主动的参与到教学活动中，来提高教学效果。
2.3 网络课程概述
2.3.1 网络课程内涵
网络是工具，是环境意义上的工具，具有进步、发展及其强劲的未来意义的网络文化精神，而“课程”一词源于拉丁语“currer”，愿意指“跑的过程与经历”，它可以把课程的涵义表征为学生和教师在教育过程中的经验和体验，由此可以看出，教师和学生是课程的主体，从学生角度看，可以把网络课程理解为通过网络而获得学习经验系统和对学习过程的体验[9]。
网络课程作为一种新的课程形态，仍然属于课程的范畴，根据教育部现代远程教育资源建设委员会在《现代远程教育资源建设技术规范》中对网络课程的定义：网络课程是通过网络表现某种学科的教学内容及实施的教学活动的总和，它包括两个组成部分：按一定教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境[10]。
2.3.2 初中信息技术网络课程
随着计算机网络技术的发展，信息技术网络课程作为一种新的媒体教学资源应运而生，它是通过计算机网络表现的信息技术课程，按照一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容与教学活动的总和[11]。
目前，初中信息技术是以培养学生的信息素养和信息技术操作能力为主要目标，培养学生积极主动学习和探究性学习的兴趣的一门课程。如何通过信息技术网络课程提高初中学生自主学习的积极性，转变师生角色，从而体现学生在学习活动中的主体地位以及方便教师上传教学资源，这是基于翻转课堂理念的信息技术网络课程与传统信息技术网络课程的最大的不同。主要区别体现在以下三个方面：
1．教学资源表现形式有所不同
传统信息技术网络课程提供的教学资源往往比较注重以静态形式发布，传递给学习者的学习资源基本上都是用简单的网页文字表达出来，缺乏视频、动画和图片等动态教学效果，学习起来比较枯燥乏味，很难提高学生自主学习的积极性。以“人民教育出版社初中信息技术”网站为例，在“教学资源”模块下的“教学案例与设计”“试题资源”以及其他模块均以网页文字的形式发布。并没有提供视频、动画等教学资源。以“ICT 网络课程”
为例，虽然提供了视频教学，但是由于视频格式或者视频资源过大，导致服务器长时间没有反应加载失败而无法观看。有时还会出现假链接实现了网页的跳转而浏览不到相关视频。而基于翻转课堂理念的信息技术网络课程的核心就是教学视频资源的提供，每一段教学视频对应一个相关内容的学习主题。可以说教学视频资源的提供是该网络课程的灵魂所在。
2．教学资源开发要求有所差别
传统信息技术网络课程开发的视频资源播放时间比较长，文件比较大，不太注重视频的质量。而基于翻转课堂理念的信息技术网络课程最为注重的是视频资源的开发。翻转课堂模式就要求教师把教学内容制作成简短精良的视频，一个视频片段针对一个特定主题。
这就要求开发的网络平台要支持视频、动画以及图片等格式。教学视频最好采用 FIV 流媒体格式，教师和学生不用下载到本地电脑就可以通过网络平台直接观看视频。同时，为了方便加载和保存，视频要尽量短小化，这样还可以克服学生在观看过程中不耐烦的情绪。
此外，考虑到 Flash 动画占用内存少，所以能使用 swf 格式的教学录像尽量使用 Flash 动画格式，这样更容易下载与保存。
3．功能实现上有所不同
基于翻转课堂理念的信息技术网络课程在实现网络教学方面来说更为专业化，传统信息技术网络课程多数是用来辅助课堂教学，因此，在功能上比较简单化，以“人民教育出版社初中信息技术”网站和“ICT 网络课程”为例。
（1）它们均缺少师生互动模块的功能。在翻转课堂理念下开发的信息技术网络课程需要有互动交流模块，方便学生在自主学习遇到困难时能够将问题发到讨论交流区，与教师和同学进行探讨后及时得到解决。
（2）传统信息技术网络课程注重辅助教学，因为讲授知识的全过程主要是在课堂上，学生往往是掌握了课堂上的知识后，课余时间登录网络课程进行补充学习。所以对学习者登录平台学习管理方面没有那么严格的界限。学习者直接注册成会员就可以登录学习。翻转课堂理念下的网络课程需要有记录学习者登录情况与监控学生学习进度的功能，来记录学生学习情况。
（3）虽然传统信息技术网络课程设有“试卷资源”等模块，基本上都是以网页文字的形式呈现，不能对相应的学习主题进行在线随机测试和提交试卷。这样教师不能很好的了解到学生的学习情况。
（4）基于翻转课堂理念的信息技术网络课程往往是学校教师将整理的优质教学资源放到网络平台上，传授知识的过程都要体现在这些教学资源中，这些资源开发也是根据学校内不同班级学生之间的差别制定的。为了方便教师对整个班级管理，管理员模块设有班级管理功能，就更方便教师掌握学习班级情况。
（5）基于翻转课堂理念的信息技术网络课程应该更方便教师上传教学视频，方便学生实时观看和下载保存。
2.3.3 网络课程开发的关键技术
1．ASP.net 技术
ASP.NET 是建立新一代 WEB 应用程序的新技术，按照 Microsoft 公司的定义：.NET就是 Microsoft 公司的 XMLWeb 服务平台，无论操作系统或编程语言有何差别，XMLWeb服务都使应用程序在 Internet 上传输和共享数据[12]。
ASP.NET 的运行原理如下：当 HTTP 向服务器发出请求并被 IIS 接受后，首先，Internet信息服务器 IIS 检查客户端发来的请求页面类型，并为它加载相应的 dll 文件，之后，将这条请求发送给能偶处理此请求的模块 HttpHandler（HTTP 处理程序组件）。其中，IIS将这条请求发送给HttpHandler模块之前，还需要经过一些HttpModule的处理，HttpModule的处理的好处：一是为了一些必要的过程；二是为了安全起见考虑安全性；三是为了提高效率；四是增加用户的控制能力，以便于用户能够在更多的环节上进行控制。
ASP.NET 主要有以下优势[13]：
（1）良好的数据支持。Microsoft.NET 提供的 ADO.NET 是一个新的数据访问模型。由于其自动化与可视化的特点，使开发变得很容易。
（2）采用基于 Web 的界面。利用 ASP.NET 事件模型使开发网页变成一件既简单又容易的事情。
（3）在 ASP.NET 上创建 Web 服务方便、快捷、可靠。
（4）处理 XML 简便。使用 Microsoft 平台中的 XML 性能，可以使代码简练、易读性强，且运用 XML 访问数据库也很容易运行。
（5）良好的客户端支持。.NET 提供了大量的客户端支持，确保应用程序完整性的版本控制，以及灵敏的库缓存。
2．数据库技术
数据库技术作为计算机信息管理系统的核心产生于 20 世纪 60 年代末，其根本目标就是要解决数据共享问题，数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据，随着计算机通信技术的发展，数据库与 Web 技术的结合深刻地改变着网络应用的面貌，有了数据库的支持，扩展网页的功能、设计交互式页面、构造功能强大的后台管理系统以及网站的更新、维护都将变得轻而易举[14]。
SQL Server 数据库是采用客户机/服务器（C/S）体系结构的关系型数据库管理系统，具有强大的数据管理功能，提供了丰富的管理工具支持数据的完整性管理、安全性管理和作业管理，为用户提供了大规模联机事务处理、数据仓库等所需的最新的优秀数据库平台，SQL Server 是 Web 上最流行的用于存储数据的数据库，SQL Server 2000 是在 Windows NT环境下开发的一种全新的关系型数据库系统，提供了比较多的 Web 和电子商务功能[15]。
Microsoft 推出的 SQL Server 2000 集成有 Internet 信息服务器，IIS 能及时对非法访问的用户进行阻止，这就确保了网络课程平台实施的安全性。网络平台教学要用到大量的数据处理，需要有一个强大的、安全性高的后台数据库管理系统支持，考虑到 SQL Server2000 又具有存储容量庞大这一特性。因此，本课题把 SQL Server 2000 作为数据库管理系统，并通过 ADO.NET 技术操作数据库。
3．ADO.NET 技术
ADO.NET 提供对 Microsoft SQL Server 数据源及通过 OLE DB 和 XML 公开的数据源的一致的访问，ADO.NET 通过数据处理将数据访问分解为多个可以单独使用或一前一后使用的不连续组件，ADO.NET 包含用于连接到数据库、执行命令和检索结果的.NETFramework 数据提供程序，用户可以直接处理检索到的结果，或者将检索到的结果放入ADO.NET DataSet 对象中，以便于来自多个源的数据或在层之间进行远程处理的数据组合在一起，以特殊方式向用户公开[16]。
2.3.4 网络课程教学模式
网络课程教学模式可以分为如下几类[17]：
（1）讲授模式。不受时空限制，随时随地都能进行学习。
（2）自主学习模式。学习者利用网络的各种资源，主动地运用和调控自己的元认知、动机和行为进行网络学习。
（3）讨论学习模式。学习者在教师的引导和讨论支持系统的帮助下，围绕某一主题或中心内容，积极主动地发表观点、相互争论来进行学习。
（4）探究学习模式。学习者利用已有的资源系统进行主动探索学习、发现并解决问题的一种方式。
（5）协作学习模式。利用计算机网络以及多媒体等相关技术，由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。
上述网络教学模式对本课题教学资源的开发和教学活动的设计有一定的指导作用。首先，要设计并制作出丰富的网络教学资源，上传至网络课程平台，指明学习目标和学习任务。在教师的指导下，学生按照相应的主题自主掌握学习进度。当遇到问题是学生可借助邮件及论坛等来获取教师的帮助。其次，教师指导学生学习，给每个小组分配好任务学习教学资源，在学习过程中，学生通过小组协作共同探讨来遇到的问题，然后提出解决问题的策略。若组内不能解决，学生还可以通过网络课程平台和教师在线交流，也可以将讨论延伸到课堂中。在线交流与课堂讨论相结合的教学方式增加了师生交流途径，教师和学生、学生和学生之间的交互，增加了探讨知识的强度从而促进问题的解决。
