Implementing flipped classroom using digital media: A comparison of two demographically different groups perceptions
Babak Sohrabi, Hamideh Iraj
Abstract: Flipped classroom is a relatively new model in education that primarily focuses on learner-centered instructions. In other words, the model allows both management and teachers to build a more active and dynamic learning environment on the campus. The current paper tries to document the implementation of the flipped classroom model in two big data courses. Here, the course contents have been curated from a couple of websites with different contents including videos and short books as well as reports. The mixed-method approach was applied while analyzing the student perceptions in demo-graphically two different groups. It was found that students of both groups responded positively to the flipped classroom, with each focusing on their specific goals. Consequently, the first group focused on the academic achievement whereas the second group with managerial jobs focused on solving problems in their workplaces. Students of both groups, although preferred TED talks and documentaries, they were opposed to university-like videos and O#39;Reilly short books and reports. Meanwhile, the use of English language contents turned out to be both a challenge and an opportunity for students.
Keyword：Flipped classroom; Higher education; Student perceptions; Demographics; Digital media
1. Introduction
Over the past few decades, there has been a surge of new innovations and improvements in the field of Information Technology. The advent of the internet, cheaper and more accessible storage, increasing computing power, new devices such as smart- phones, tablets and other mobile apparatus are some of the breakthroughs that helped boost only new digital experience but guided the new generation to change their daily lives and learning habits.
In the present era, there are wider emphases on environments that support multitasking and augment social aspects of learning. However, evidences show that millennial students (those born between 1982 and 2002) have been relying on technologies more than ever while at the same time demonstrating an ever-decreased tolerance for lecture-style presentations. In other words, since students have completely different needs and expectations from an educational system, it unsurprisingly necessitates a change in our thinking style. In that given scenario, the aforementioned tools allow us to think about education from scratch and redesign the built-in concepts we used to live with. In other words, this idea necessitated a paradigm shift from the traditional teaching and learning to the active learning strategies and help students in better engaging with their learning environment (Roehl, Reddy, amp; Shannon, 2013).
2. Background of the study
2.1. Background of flipped classroom
The flipped classroom is a new instructional model that has been widely used in recent years. The simplest definition for this model is: what has been traditionally done during class time i.e. class presentations is shifted to home activities and what has been traditionally done at home i.e. homework and projects are transferred to as class activities. Accordingly, students watch educational videos at home and do their homework during the class hours with the help of classmates and under the supervision of instructors (Chen, Wang, Kinshuk, amp; Chen, 2014; Lage, Platt, amp; Treglia, 2000).
The flipped classroom was initiated by two high school teachers Jonathan Bergmann and Aaron Sams in 2007. The duo recorded the lectures to help absent students keep up with their classmates. For that matter, they also used software and PowerPoint to record the lessons and made them accessible via YouTube. Soon after, they observed an unexpected change in their classroom activities: not only had the students who missed the class (Abeysekera amp; Dawson, 2015) but others too could use the recorded videos. The process helped educators better understand and guide the students with their teachings and assignments. Their role changed as well: now, instead of focusing on teaching, they started observing students in smaller groups and ascertained which group and student need more help and guidance (Johnson, Adams Becker, Estrada, amp; Freeman, 2014).
The flipped classroom, as a learning model, was brought into the mass attention by Salman Khan who spread the idea through his TED talk (Khan, 2011) and provided educational videos on a broad range of topics through the Khan Academy. Students were instructed to watch course videos at home and do homework in schools, all on a fixed schedule (Chen et al., 2014). Soon, the Khan Academy became one of the main resources for instructors implementing the flipped classroom. In other words, instructors did not need to produce educational videos from scratch rather could curate their flipped classrooms with the help of these videos (Johnson et al., 2014).
Other resources for the flipped classroom include Code Academy, Learners TV (Johnson et al., 2014) TED Talks and a new branch of the TED organization called TED-Ed (Furse amp; Ziegenfuss, 2015; Roach, 2014). YouTube, Teacher YouTube, Vimeo, itunesU, PBS media, Annenberg Learner and Open Education Resources (OER) are some other popular resources for educational materials (Furse amp; Ziegenfuss, 2015).
In 2012, the Flipped Learning Network (FLN) was established to provide educators with knowledge, skills, and resources to successfully implement the aforementioned models (Hamdan, McKnight, McKnight, amp; Arfstrom, 2013). Thereafter, FLN#39;s Professional Learning Community (formerly called the Ning) started working in this arena. It is a community for instructors who flipped or wish to flip their classes. The interest in the flipped learning can be easily measured by the number of participants in this co
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使用数字媒体实现翻转课堂:对两个人口统计学上不同群体的看法进行比较
Babak Sohrabi, Hamideh Iraj
摘要：翻转课堂是一个相对较新的教育模式，主要侧重于以学习者为中心的教学。换而言之，该模式允许管理者和教师建立一个更积极和动态的校园学习环境。本文试图记录翻转课堂模型在两个大数据课程中的应用。从几个不同的方面确定课程设计的内容，包括视频和简短的书以及报告的网站。运用混合方法同时分析在两个不同的群体中学生对演示图形的看法。结果发现，这两个群体的学生积极响应翻转课堂，每一个学生专注于自己的具体目标。因此，在工作场所中，第一组学生专注于学术成就，第二组的管理工作学生则重点解决问题。两组学生，虽然喜欢TED演讲和纪录片，但是他们反对大学式的视频和O#39;Reilly短书和报告。同时，使用英语内容对学生来说既是挑战也是机遇。
关键词：翻转课堂；高等教育；学生认知；人口统计；数字媒体
1.引言
近几十年来，信息技术领域的创新和改善也在不断地涌现。互联网的出现，包括便宜和易于访问的存储，增加的计算能力，智能手机，平板电脑和其他移动设备等新设备等突破，不仅有助于提升新的数字体验，而且有助于指导新一代更换日常生活和学习习惯。
在当今时代，更加强调支持多任务和增加社会方面学习的环境。然而，证据表明，千年学生（1982年至2002年间出生的学生）比以往任何时候都更加依赖技术，同时表现出对演讲风格演示的容忍度的下降。换句话说，由于学生从教育体系中有完全不同的需求和期望，所以我们的思维方式不可避免地需要改变。在这种情况下，上述工具可以让我们从头开始思考教育，重新设计我们以前所使用的内在概念。换句话说，这个想法需要从传统的教学和学习向积极的学习策略的方式转变，帮助学生更好地融入他们的学习环境。
2.研究的背景
2.1翻转课堂的背景
翻转课堂是近年来被广泛应用的一种新的教学模式。这种模式最简单的定义是：传统上在课堂上做的事情，即课堂介绍被转移到家庭活动；传统上在家里做的事情，即家庭作业和项目被转移到课堂活动。因此，学生们在家里观看教育录像，在同学们的帮助和导师的监督下在课堂上做作业。
翻转课堂是由两位中学教师Jonathan Bergmann和Aaron Sams在2007发起的。两人录下讲座以帮助缺席的学生跟上他们的同学。为此，他们还使用软件和PowerPoint记录课程，使他们通过YouTube被访问。不久后，他们观察到了他们课堂活动的意外变化：不仅有错过课堂的学生，其他人也可以使用录制的视频。这个过程有助于教育工作者更好地理解和指导学生的教学和任务。他们的角色也改变了：现在，他们不再关注教学，而是开始观察小组中的学生，确定哪些组和学生需要更多的帮助和指导。
翻转的课堂，作为一个学习模式，是应为萨尔曼·汗的TED讲话以及可汗学院提供广泛的教育主题视频得到大家的关注。学生们被要求在家里看课程录像，在学校里做作业，所有的作业都是固定的。很快，可汗学院成为教师实施翻转课堂的主要资源之一。换句话说，教师不需要从头开始制作教育视频，而是可以通过这些视频来帮助他们的翻转课堂。
翻转课堂的其他资源包括代码学院，学习者电视TED讲座和TED组织的新分支称为TED Ed。YouTube，Vimeo，Itunes U，Teacher YouTube，PBS媒体，传播者和开放教育资源（OER）等是一些热门教育资源。
2012年，翻转学习网络（FLN）的成立，为教育工作者成功实施上述模型提供知识、技能和资源。此后，FLN的专业学习共同体开始在这一领域的工作。这是一个有翻转课堂的老师或希望翻转他们课堂的老师组成的组织。这个社区的参与者人数很容易衡量翻转学习的兴趣，即在2012一月到2013六月，成员人数由2500名上升到10000，2013六月到去年二月有超过23000人在网站注册。
翻转课堂的概念已经在世界上许多不同的学校和大学被实施和采用。这个想法最初是在学校引发的，后来被引入大学。在2012年6月的主题文献综述中，Bishop和Verleger发现了24项关于翻转教室的研究，其中学生的看法相当积极和持久。在2014年，Flipped Learning Network的另一项研究列出了可以将翻转学习模式纳入不同研究领域的大学。该名单包括不列颠哥伦比亚大学，孟菲斯大学，北卡罗来纳大学，教堂山，得克萨斯州A＆M大学，首都大学，佐治亚理工学院和哈维·泥德学院。在大多数情况下，学生被发现不仅在考试中得分更好，而且对新模式感到满意。此外，翻转的教室有助于发展信息素养和批判性思维技能，这两项技能被认为是21世纪教学的两个重要部分。
然而，翻转课堂的想法早在“翻转课堂”被创造之前就已经扎根了。过去几年，国家学术转型中心（NCAT）在不同学科实施了类似的想法。Alison King在他1993年的论文中提出“从舞台上引导到指导”。在论文中，她讨论了教学传播模式的问题和不足之处，提出了建构主义模式。此外，她详细阐述了从典型的讲座课程转变为增添积极的学习活动，最后实施合作学习作为讲座的替代方法。
Lage，Platt和Treglia在2000年实施了一个类似的模式，他们称之为“倒置教室”。他们把这个模型用于经济学课程的五个部分。最后的调查显示，学生的看法是积极的：他们喜欢提问，同辈学习，以自己的节奏学习视频讲座。早在1982，Baker也有一个翻转教室的想法，但为了实现自己的目标，随着后期阶段学习管理和内容管理系统的出现，出现了交付障碍。Baker在1996和1998年间的会议上展示了他的作品，他称之为“教室翻转”的新模式。
2.2翻转课堂背后的理论与概念
以学生为中心的学习是翻转课堂背后的一套理论和方法。他们把教育的重点和责任转移给学生。学生积极参与学习，做到这一点; 他们依靠发展自主权和独立性。教育者的角色不仅仅是一个单纯的教师。
以学生为中心的学习是建立在建构主义学习理论基础上的，它将学习作为一种积极的建构过程。在建构主义观点中，知识是由学习者试图理解他们的经验而构建的，即当新信息与先验知识相联系时，学习就获得了。换句话说，学习是构建知识，而不是获取一个积极的语境化的过程。既然学习者是积极的生物体寻找意义，而不管被学习的学科如何，相应地，这种理论将行为和认知信息处理学习理论与对知识有客观观点进行对比。在学习过程中，学习者正在形成，阐述和测试精神结构，直到出现令人满意的结果。同时，教师有责任提供复杂而现实的学习环境，以支持学习者的努力，挑战他们识别问题和解决问题。
这个理论在心理学和哲学上有多个根源，包括伯杰的认知和发展观点，布鲁纳和维戈茨基的互动和文化重点，杜威和古德曼的哲学以及吉布森的生态心理学。
Bishop和Verleger将以学生为中心的学习描述为一套理论，包括建构主义，主动学习，同伴辅助学习，其描述如下：
主动学习被定义为“使学生学习过程中的任何教学方法。简而言之，积极的学习要求学生做有意义的学习活动，思考他们在做什么“。将活动与家庭作业等传统活动区分开，明确排除系统的被排除在外。
同伴学习的定义是：“通过积极帮助和支持地位等于或匹配的同伴获得知识和技能”。这个理论的先驱者之一是哈佛大学的Eric Mazur。在他的作品“同侪指导：让学生在课堂上思考”之一。Mazur使用同伴学习，以帮助学生更好地了解课程资料，并向导师提供快速反馈。Hamdan等人认为启动，预训练和多样化的学习者以及主动学习和同伴教学是翻转课堂的基础。
启动理论解释了从内存中检索信息。当启动刺激存在于学习者心中并与一组事件（即先前学习的概念）相关联时；学习者可以更好地回忆起新的概念，因此，主要和目标概念可以通过与记忆的交互作用作为复合线索并产生熟悉程度。启动和翻转教室之间的关系是基于教室外的直接教学，学习者在翻转的教室中完成主动学习任务。
预训练的想法是减少认知负荷的学习者，这样做，使他们能够有效地处理信息。研究发现，心理的努力和预训练的学生之间的显着关系，认为在接受岗前培训的情况下，学生需要更少的认知资源，学习新的概念。
不同学习者寻求实施翻转课堂的想法可以使不同的小组的学习经验有所不同。换句话说，问题是：挣扎的学习者是否从翻转的课堂中受益？虽然这个想法是不完善的，但一个可能的情况是，它可以帮助学习者在课程中熟练掌握能够提高他们上课前的理解能力。他们可以随时暂停，倒退和审查课程，以便他们进入课堂更加准备充分。
关于这个话题的早期作品之一属于Lage等。他们发现倒置的环境为学生提供了更多的能力，改善了不同学习者类型的学习环境。Strayer的另一项工作表明，学生认为他们的个人学习类型得到了满足。
Abeysekera和Dawson在2015年的研究中，通过两种教学理论分析了翻转课堂中的自我决定和认知负担。由于课堂的成功取决于学习者的课外表现，他们应该保持积极性，独立表现。使用翻转课堂方式，学生作为学习环境结果的动机水平在满足其基本认知需求方面发挥重要作用。因此，运用自我决定理论有助于学生积极创造更好的学习体验。认知负载理论表明，我们的工作记忆是在某些类型的负载和过载阻碍了学习。翻转教室可用于管理认知负荷并改善学习。在最简单和最明确的形式中，在上课之前暴露于课程材料可以减轻课堂时间的认知负荷，可用于积极的学习活动。
为了设计本研究中的翻转课程，建构主义学习理论和主观学习和同伴辅助学习等概念都被考虑在内，这些在第3.3节题为课程活动中讨论。此外，多样化的学习者的想法即使用翻转课堂用于人口学多样化的学习者，已经成为目前研究的基础，在3.1节中作为研究设计进行了阐述。此外，视频内容的使用使得研究人员能够在上课之前对学生进行优化和预培训。
2.3翻转课堂感知测量的背景
以前的研究考虑到翻转课堂的不同方面，如知觉，参与，动机，主动学习和成就。此外，研究人员还可以探讨这些变量之间的关系。例如，斯诺登的研究结果显示，学生的感知和成就在传统和翻转学习经验之间没有显着差异。
Bormann在研究综述中将他所谓的翻转学习能力归结为三组，分为三组，包括翻转学习与传统学习（测量感知），翻转学习和参与以及翻转学习和成就。换句话说，他参加了研究，衡量了传统课堂和翻转课堂之间的学生观念。在名单上的五项定量研究中，大多数学生喜欢翻转教室与传统模式，五项研究中最少为80％，最多为88.2％，其余六项研究显示，对翻转环境的偏好。
Chen，Yang和Hsiao探讨了两个学生的看法，翻转前微积分课程：情境的兴趣（包括感觉，价值和主题的兴趣）和课程满意度（包括课程设计，系统质量，课程安排和在线评估）。他们还评估了学生的反馈和性别差异，以补充他们的研究，并获得更好的了解翻转课堂。结果表明，无论是男性还是女性都在这门课上表现得同样好，尽管他们有不同的话题兴趣。此外，感觉原来是一个预测的最终成绩在男性，而课程设计发生在女性的最终成绩预测。
目前的研究旨在调查学生的看法，以了解学生眼中的翻转模型。
2.4不同学科和课程的翻转课堂
学生翻转课堂的看法通常是积极的。然而，一些研究报告了一些负面的意见，另一方面，提出的假设，翻转课堂可能不适用于所有科目。
翻转课堂的方法已经使用了多年，在一些学科，尤其是在人文和科学。其他的例子有：系统分析与设计课程、经济学、医药制剂、结石、营养、电子系统工程和信息系统中制作一个电子表格的过程。
然而，在IT领域，只有少数文章报告了翻转课程的实施，例如Murray，Koziniec和McGill在“服务器环境与架构简介”（ISEA）中的工作。这一研究是在大数据类中实现翻转课堂模式的首次尝试。
2.5翻转课堂的设计内容
以往研究中的课程内容是由不同的方法创建的。一些教师使用自己的课堂讲座视频，但是许多其他人没有认为他们是翻转课程的最佳方法。在大多数课程中，视频内容都是从头开始设计的。然而，研究人员使用智能辅导系统，另一种情况下，研究人员通过在线资源策划了内容，实现了设计过程更快，更具成本效益。此外，它使研究人员能够比较各种资源与不同的教学方式。然而，它对于建立一致的课程至关重要的内容的同质性和完整性增加了挑战。
3研究方法
3.1研究设计
实施翻转课堂是一种引入新的教学和学习方法的努力。模式的新颖性和学生人口统计学的多样性是研究人员开始研究的原因。换句话说，这项研究旨在探讨这项研究的独特特征的影响，包括课程内容类型，英语语言和属于两个人口群体。这两组的人口统计摘要如表1所示。
表1两组学生的人口统计学
|
类别 |
组1 |
组2 |
|
学生人数 |
12 |
12 |
|
性别 |
5男，7女 |
11男，1女 |
|
年级 |
研究生二年级 |
研究生二年级 |
|
年龄 |
23~28 |
35~60 |
|
工作经历 |
三至六年的业务职位 |
二十多年的管理工作 |
研究问题：
1 两组之间学生对翻转课堂的看法有何不同？
2 两组学生如何回应不同的资源？
3学生对英语课程内容的态度是什么？
这是在伊朗实施两个大型数据课程的翻译教室的第一个研究。分两班进行，共有12名学生：他们正在校内学习，传统上有面
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