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翻转课堂教学设计的第一步是教学目标与教学内容设计，教师需要思考：学生在课程学习结束或某一阶段学习结束后，在知识、能力和情感等方面要有怎样的变化？为更好地实现学习目标，应该让学生学习哪些主题和内容？
在设计教学目标时，需要考虑它与课程目标的一致性。课程目标需要进一步细化和具体化为教学目标。教学目标是教学过程中学生预期达到的学习成果和标准。由于教归根到底是为了学，所以教学目标实际上也就是学习目标。
教学目标包括所有有价值的学习经验，涵盖所有的学习成果。发展至今，学者们提出了诸多有借鉴价值的目标框架。深入理解这些框架，有助于教师在此基础上形成自己的教学目标体系。
美国心理学家布卢姆等人提出了认知、情感和动作三大领域的教育目标。其中，他们把认知领域目标由低到高分为六类，即知识、理解、运用、分析、综合和评价，这一目标分类在教学理论和实践中得到广泛应用。后来，安德森（L. W. Anderson）小组修改了布卢姆分类法，将认知学习领域教育目标按知识与认知过程两个维度分类。他们认为知识只是思维发生的背景，一方面将“知识”变成独立的维度，知识被细分为事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识，另一方面将“知识”作为动词变成“记忆”，同时把“综合”改为“创造”且置于等级的最高位置。由此，修正后的目标由低到高变为：记忆、理解、运用、分析、评价和创造。
那么，这些认知目标的具体所指又是什么呢？具体而言，记忆，指的是从长时记忆系统中提取有关信息；理解，指的是从口头、书面和图画传播的教学信息中建构意义；运用，指的是在给定的情境中执行或使用某程序；分析，指的是把材料分解为它的组成部分并确定各部分之间如何相互联系以构成总体结构或达到目的；评价，指的是依据标准或规格做出判断；创造，指的是将要素加以组合以形成一致的或功能性的整体，或者将要素重新组织成为新的模式或结构。
关于布卢姆和安德森等人的教学目标分类框架举例，详见表2-1。
表2-1 基于布卢姆与安德森等人的分类法的教学目标举例
续表
美国当代教育心理学家加涅（Robert Mills Gagne）提出了五种学习成果，即智力技能、认知策略、言语信息、态度和动作技能。智力技能意味着获得做某事的能力，通常也被指称为程序性知识，包括辨别、概念（具体概念和定义性概念）、规则与原理以及问题解决四个类型。认知策略是支配个体自身的学习、记忆和思维行为的能力，即学会如何学习和学会如何思维。认知策略包含特定知识领域（如几何和诗歌）的认知策略和更一般的认知策略，而后者有时被称为执行性的或元认知策略，它独立于特定知识领域，其功能是支配其他策略的使用，普遍运用于信息加工过程。言语信息是“知道什么”或“陈述性知识”，即能用言语陈述的事实、概括性知识和有组织的知识。态度是指习得的影响个人对特定对象做出行为选择的内部组织状态（情感、态度、价值观）。动作技能是指执行身体运动的行为表现，如绘图、操作设备、操作电脑、唱歌、打拳、舞蹈等。
芬克（L. Dee Fink）提出了一个有意义学习的分类法，这一分类法在高等教育领域有着非常广泛的影响力。芬克认为，高等教育所涉及的个人和机构所表达的一些新的重要的学习需求，如学会学习、领导才能和人际交往技巧、道德、沟通技巧、品质、宽容和应变能力等，超越了布卢姆的认知领域分类法，甚至超越了认知领域本身。为此，芬克创造了一个新的分类法，把它命名为有意义学习的分类法。在芬克看来，有意义学习在过程上意味着学生学习投入和课堂充满活力，在学习结果上意味着课程给学生带来真正有意义的变化和具有生活价值，即课程给学生带来的有意义的变化在课程结束甚至在学生毕业后还能持续下去，并使他们做好进入不同社会群体或者是工作领域的准备。具体而言，芬克归纳出六类教学目标，包括基础知识、应用、综合、人文维度（了解自己、了解别人）、关心（情感、兴趣、价值观）和学会学习。
芬克的这一目标体系是在布卢姆分类法的认知过程之外纳入了大学教学的其他目标，涵盖了认知、情感和社交等三个维度。而且，其目的并不是将学习类别排序，而是帮助学生认识到它们之间的内在联系和相互作用，关注学习与动机之间的相互关系。
在课程与教学目标的叙写方面，比较流行的是对行为目标的叙写，它通常是对具体的、可操作的行为进行陈述，指明课程与教学结束后学生身上所发生的行为变化。一般来说，有关基础知识和基本能力的培养，适用于行为目标，而有关批判性思维、个性化和创造性的培养，适用于生成性目标和表现性目标。如果说行为目标是在教育过程之前或教育情境之外所预先制定的，那么生成性目标则是在教学情境中随着教学过程的展开而自然生成的目标，其最根本的特点即是过程性。再看表现性目标，它是指每一个学生在与具体教育情境的种种“际遇”中所产生的个性化表现，旨在培养学生的创造性，强调个性化。关于表现性目标的制定，课程论专家艾斯纳（E. W. Eisner）曾给出一些例证，如“解释《失乐园》的意义”“考察与欣赏《老人与海》的重要意义”“参观动物园并讨论那儿有趣的事情”。
在实际教学实践中，为了清晰而明确地表达课程教学目标，教师在叙写教学目标时最好包括一项可观察的行为以及该行为发生的条件和行为水准，或至少应该包括行为和内容两个方面，如此，才有可能避免笼统和模糊之嫌，不会导致学生对学习目标及其标准的理解和达成失去方向。可以使用美国课程论专家泰勒（Ralph Tyler）所建议使用的由“行为”和“内容”构成的二维模式，例如：“（行为）写出（内容）加涅学习成果框架的基本内容”。也可以使用包含行为主体（audience）、行为动词（behavior）、行为条件（condition）、标准或表现程度（degree）的ABCD模式。按照ABCD模式，一个完整的教学目标可以这样表述为：“（行为条件）以观赏‘公平与正义’视频公开课第一讲为基础，（行为主体）学生（表现程度）能在15分钟内（行为动词）写出以学生为中心的教学的基本特征。”
应该说，教学目标应尽可能明确具体，便于落实和检测。目标越具体，它就越容易被测量。在课程教学中，部分教师常使用比较抽象的词汇编写目标，如了解、理解、欣赏、掌握、喜爱、相信等，但这些词汇并不是让人容易理解的词。而以下一些词汇，如写出、叙述、辨别、分类、解决、构思、建立、比较、对比等，都是能够让人明确理解的词，它们具有可操作性并且是可以观察的。
为更好地让学生实现学习目标，教师还需要对阶段性学习目标进行设计。开发学生学习成果的逻辑序列是，首先制定期末或最终成果目标，然后逆向推导：学生要取得最终成果，必须具备何种技能？阶段性成果有哪些？例如，如果教师想要学生能够在学期末完成一篇调研报告，他们需要一步步预先做好其他几件事，如设计研究问题或假设、论证研究意义、撰写文献综述、设计研究计划、收集资料、整理资料、撰写报告等。
在制定好教学目标之后，就可以开始选择有助于学生达成教学目标的合适的教学内容。选择和限定符合教学目标的教学内容，可以参考优秀教材的目录、其他教师的课程大纲以获得帮助。
首先，需要限定教学内容。设计课程有点像计划一次长途旅行，课程主题如果过多过细，恰如负重的旅行一般，其实对学生的学习并没有好处。教师在选择课程内容时，要考虑以下因素：这项内容对学生来说是重要的吗？有趣吗？这项主题内容是最大限度地联系其他主题的综合性主题吗？这项主题内容是经典或经久性主题吗？这项主题内容是前沿性知识内容吗？为此，教师在把所有主题都列入初步的目录后，要进一步区别必须掌握的内容和可选择的附加内容，强调核心概念和基本原理，并为学生提供一个包含主要观点和客观知识的概念框架或知识地图。
其次，将每一个主题的内容分配到每一次课。一次课的要点选择是非常重要的。有关研究表明，无论学生上什么课程，他们在一堂45或50分钟的课堂上仅能吸收3—4个要点。
在教学实践中一个比较常见的现象是，教师虽然在理论上是赞成重点阐述基本要点，但在实际教学中却又常常热衷于对内容的覆盖和对细枝末节的滔滔不绝的讲解，似乎认为假如不覆盖内容，就会有人怀疑他们的教学质量，认为他们的教学质量差或肤浅。如果教师讲课内容求多，可能造成讲课仓促和有失深入。对于翻转课堂而言，无论是课前还是课上，如果内容太多，反而会增加学生的认知负担，削弱学生的有效学习。