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在推进翻转课堂实施的过程中，不少研究者和一线教师在思考，课堂为什么要翻转，较之于传统的课堂教学结构，翻转课堂教学有什么优势？对此，翻转课堂的倡导者提出了如下的思考：
翻转课堂的倡导者认为：学生最需要老师的时候，不是听老师讲解知识的时候，而是做作业遇到困难的时候。
他们认为学生听教师讲授知识这一环节，即以往教学模式中占据课堂教学大部分时间的环节，可以通过课前观看微视频的方式来实现。老师通过精心设计，用心讲解，将知识讲解的环节录制成短小精悍的教学微视频，学生通过在家或课堂外的时间学习微视频，可以达到理解新知的目的。更为主要的是，学生通过微视频学习知识，可以自主控制节奏，听不懂的再听一遍，回过来再次学习，听懂了继续前进。而课堂上齐步走的教学节奏，不能满足每个学生学习差异化的节奏和个性化的需求。
翻转后的课堂内，师生在一起的时间，学生完成作业，遇到困难就可以及时寻求老师和同学的帮助。而不像以往，在家里做作业遇到困难时无人帮助。有时候爸妈想帮，但是帮不了。学习自主性比较高的学生，或许会等到第二天，到学校问老师或同学；自主性不高的同学，遇到困难不能解决也就不了了之了，老师也无法控制，长此以往，很可能就成了“差生”。诚如上海建平中学的副校长郑朝晖所言：“翻转课堂教学模式，把以往学生在家里做作业这一教师不可控的环节，放在了课堂内，教师就可控了。对学生的学习效果一定是好的。”
大概不会有人否认，学生听讲知识，是知识的吸收和理解的过程，是处在安德森认知目标分类体系底端的；而完成作业，更多地是知识的分析、应用、评价和创造的过程，这是处于安德森认知目标分类体系顶端的。学生在家里而不是在学校里完成更为复杂的学习任务，我们认为是不妥的，毕竟，在家里遇到困难时，是没有老师和同学的帮助的。
按照以往的教学模式，可以得出这样的结论：学生在教室内和教师在一起的时候，从事的是简单的、低级的认知活动；学生在课外或家里不和老师在一起的时候，从事的是复杂的、高级的认知活动。如下图1-11所示。显然，这是不妥当的。
把课堂教学模式“翻转”一下，简单的、低级的认知过程即知识的识记与理解过程，放在课外或家里，学生自己完成；复杂的、高级的认知过程，放在课堂内，师生、生生一起完成，显然更合理。如下图1-12所示：
图1-11 传统课堂教学模式下学生课内/课外学习分工图
图1-12 翻转课堂教学模式下学生课内/课外学习分工图
对翻转课堂存在疑虑的教师和家长认为，教师当面给学生讲授知识，一定是学生学习中必不可少的，学生通过观看教学微视频学习知识有点不靠谱。事实是否如此呢？
对于今天的孩子、这一数字化时代的原住民而言，事实并非完全像老师和家长所想的那样。斯坦福大学教授达夫妮. 科勒2011年在《纽约时报》上发表了一篇名为《讲授式教学的丧钟：技术成为个性化学习的护照》的文章，文中提及：2010年，美国教育部门基于45项研究表明，学生在课堂上学习知识与在线学习知识，学习效果是一样的，而两种方式相结合的混合学习的效果，则好于其中任何一项单独的效果。
2014年10月20日，美国《时代周刊》刊登的文章“无纸化教室正在到来”一文，文章指出：孩子们更喜欢从屏幕上获得知识，而不是从纸上。他们在课堂结束时会发出惋惜声，数字化的课堂结束得太快。实际上孩子们的注意力在屏幕上集中的时间更长。
华东师范大学慕课中心在2014年12月对全国1749名正在从事微课学习和翻转课堂教学的中小学生进行了如下的调查：“看视频学习知识和课堂上听老师讲授知识两种方式，我更加喜欢（ ）A. 看视频、做练习，自己学习的方式；B. 课堂上直接听老师讲授；C. 两种方式都可以；D. 说不清楚”，对该题目，选择A的学生有504名；选择B的学生有320名；选择C的学生有876名；选择D的学生是49名。如下图1-13所示：
图1-13表明，50%的学生认为，课堂上听老师讲授知识与通过视频学习知识，这两种方式都是可以的。29%的学生选择更加喜欢“看视频学习知识”，18%的学生选择更加喜欢“课堂上听老师讲授”，还有3%的学生选择了“说不清楚”。
图1-13 看视频学习知识和课堂上听老师讲授知识两种方式的学生学习偏好统计图
这里需要强调的是：事实上，对我国大多数中小学的大多数教师来说，微视频还是一刚刚开始接触的新事物，制作的质量有不少还很不如人意。如果，我们教师制作的微视频质量能得到进一步的提升，更生动与活泼一些，相信喜欢视频学习的孩子一定会更多。
这说明，今天数字化时代的孩子，对于通过屏幕学习知识的形式，他们是非常喜欢、也是很乐意接受的。实践中也表明了这一现象，在学校推进慕课建设和翻转课堂教学变革的过程中，学生的接受速度很快，也很喜欢这种教学形式，反而有时候是老师接受起来更为慢一些。
1946年，美国著名的视听教学专家爱德加. 戴尔（Edgar. Dale）在《视听教学法》（Audio-visual methods in teaching）中最早提出了学习的“经验之塔（Cone of Experience）”的架构，并于1954、1969年对其进行了修订，其1969年的版本如下图1-14所示。
图1-14 埃德加. 戴尔的学习经验之塔
资料来源：埃德加. 戴尔著．章伟民译．经验之塔（上、下）［J］．外语电教，1985（1）、（2）．
“经验之塔”是一种关于人类学习经验分类的雏形，用来说明学习经验从直接参与到向图象替代，再到抽象符号表示的逐层发展的过程。该理论认为，人们的学习经验总体可以分为三大类：（1）通过“做”获得的学习经验，包括有目的、直接的经验，设计的经验和演剧的经验。（2）通过“观察”获得的学习经验，包括观摩演示，见习旅行，参观展览，电视电影，广播，录音，图片，幻灯，静画等活动获得的经验。（3）通过“抽象”获得的学习经验，也就是使用符号的学习经验，包括视觉符号和词语符号。上述金字塔的“经验之塔”中，越是塔基的活动，经验越是具体和直接。越是塔尖的活动，经验越是抽象和间接。学生学习时，借助于视听技术，可以让抽象间接的经验以具体直接的形式表达，从而提高教与学的效益。
以人类学习的“经验之塔”为基础，戴尔本人几经修正，美国缅因州国家训练实验室（NationalTrainingLaboratories）也做了不少类似的实验，对人类学习的“经验之塔”进行了修订，把教师使用的教学方法与学生学习内容的平均保留率相对应，提出了著名的“学习金字塔理论图”，如下图1-15所示：
图1-15 学习金字塔图形
资料来源：参见Jams P. Lalley, Robert H. Miller. The Learning Pyramid: Does it Point Teachers in the Right Direction? Education 128.1 (Fall 2007):65-79．
尽管不少学者如萨尔赫摩尔（Thalhermer，W.，2006），莫林达（Molenda，M.，2003），克菲和吉布斯（Coffey，M.andG.Gibbs，2002）等对学习金字塔的来源、理论假设和观点持怀疑态度。但与此同时也有不少学者认同该理论，还有学者做了相关的实验，再次肯定了学习金字塔理论揭示的主要观点。
从上述学习金字塔图可以看出，学生通过听讲、阅读、视听以及观看演示等比较被动的方式来学习，学习内容的平均保留率是较低的；而通过小组讨论、动手实践、教授给他人或者是运用所学知识等主动学习方式，学习内容的平均保留率是比较高的。
本研究是比较认同学习金字塔理论对学习方式和学习内容保留率之间的关系的，但是对于其中的一些数字也是持怀疑态度的，如每种学习方式的平均保留率究竟是否是上面所标注的5%，10%，是受到具体的学习环境、学习者的特点、讲课者的特点等各种因素制约的。但整体而言，被动学习方式不如主动学习方式对学习内容的保留率高，这一点应该是可以肯定的。
把学习金字塔理论与翻转课堂结合起来看，翻转课堂之所以会比传统的课堂教学要高效，原因在于学生听讲、阅读、视听等被动学习形式移到了课前，即课前的慕课学习；而课堂上则留出了更多的时间和机会，让学生以主动学习的形式来学习，如动手实践、小组交流研讨、知识应用、讲授给他人听等。这正是翻转课堂教学结构的关键所在，不少从事翻转课堂实践的教师和学生都证明了这一点。