A review of Nontraditional Teaching Methods: Flipped Classroom, Gamification, Case Study, Self-Learning, and Social Media

2. Research Questions
To attain the objectives of this review, the authors analyzed the abovementioned 125 peer-reviewed
articles to find the answers to the following questions:
(1)
What are the benefits of nontraditional teaching methods?
(2)
How would you categorize the benefits of nontraditional teaching methods?
Furthermore, the authors made e
ff
orts to find answers to the following questions:
(a)
What type of data collection method was adopted for each of the targeted nontraditional
teaching methods?
(b)
What trend of study is associated with each of the targeted nontraditional teaching methods?
(c)
What is the distribution of adopted data collection methods for each of the targeted nontraditional
teaching methods?
3. Literature Review
3.1. Flipped Classroom
Students taught by the traditional method commonly spend most of their time learning from
lectures given by instructors in the classroom, working on assignments, and solving problems at home.
The flipped classroom, which is also known as the inverted classroom method, is changing the role
of duties performed in class and at home [
31
–
33
]. In a flipped classroom environment, theoretical
knowledge from lectures and course materials are posted online for the students to study prior to the
class session [
31
]. Then, in class, the learners interact with the instructor to discuss the topic, clarify
open questions, and solve exercises [
33
]. In 2013, the authors of [
34
] observed that learners participating
in the flipped classroom performed better or at least as well on comparable quiz questions. While
learners initially struggled with the unfamiliar format, they were able to adapt quickly, and found the
flipped classroom format to be e
ff
ective and advantageous. Similarly, the authors of [
35
] explained that
the short-term performance of learners who were taught by the flipped classroom teaching method
improved considerably. In 2016, the authors of [
36
] examined the pre-test and post-test results of
learners to assess the e
ff
ectiveness of the flipped classroom technique, and found that, although a few
learners having challenges associated with the time requirement, there was overall a considerable
improvement in their performance. In 2010, the authors of [
37
] likewise adopted the flipped classroom
and observed a 21% improvement in learners’ performance. In 2017, the authors of [
38
] classified

---

Educ. Sci.
2019
,
9
, 273
3 of 20
learners into three groups, low-, medium-, and high-performing, and emphasized that the learners
with the lowest performance benefitted the most from being more involved in the class and being
motivated to learn. Thus, many researchers have noted that the flipped classroom teaching method
has gained importance in many engineering fields, such as computer engineering, civil engineering,
mechanical engineering, etc. [
39
–
44
].
In 2014, the authors of [
18
] suggested nine design principles for optimizing the achievements
of learners taught by the flipped classroom teaching method. The first three principles were: (1)
provide an opportunity for learners to skim the material that will be covered in class prior to the
class meeting, (2) create incentives for students to prepare before class, and (3) organize a system that
evaluates the learner’s level of learning. The other six principles were to organize, direct, and make
connections between in-class and out-of-class activities; provide precise and detailed guidance; allow
su
ffi
cient time for learners to complete the assignments; facilitate the easy formation of a learning
community; give swift feedback on individual or team assignments; and enhance familiarity with
user-friendly technologies.
3.2. Gamification
In 2009, Aldrich classified learning into two categories: learning to know, and learning to do [
45
].
Learning to know is gaining knowledge through stories, lectures, music, and other sources, but learning
to do means learning by doing, such as practicing or experimenting by playing games.
The gamification teaching method became very popular shortly after its inception simply because
most learners love gaming [
46
–
48
]. Huotari and Hamari [
46
] and Hamari [
49
] defined gamification as a
continuous procedure of improving learning ability with motivational a
ff
ordances to invoke gameplay
experiences and achievements.
Many studies have been conducted to investigate the benefits of implementing the gamification
method, and they revealed that learners are more engaged [
50
] and motivated [
22
,
51
] during class
time. In addition to the competition and scoring in gaming engaging learners more fully [
52
], the
interactions between players positively impact learners’ social skills [
53
]. To obtain the optimum
results, the games must be carefully designed to enhance interaction and active participation, rather
than merely providing entertainment [
52
]. It is also essential, of course, to focus on the fundamental
elements that make the process of gamification appealing [
53
]. For instance, Burguillo [
52
] believes
that scoring and competition motivate learners to try harder. In 2016, Tan and Hew [
54
] explained that
playing games that utilize scoring, badges, and a leaderboard has benefits for learners.
Video games are generally designed to propose an extensive range of multiplayer interaction
mechanisms that are integrated as rules [
55
]. These mechanisms facilitate cooperation among players
to achieve a common goal, such as trying to impair other players or outperform them, and help players
build individual in-game identities by assuming meaningful roles and receiving recognition from other
players [
56
].
3.3. Case Study
Traditional teaching methods have been implemented for many years in schools and universities,
but they do not provide graduate students with the best opportunities for gaining su
ffi
cient knowledge,
skills, and abilities that are fundamental to their future occupations [
57
]. Moreover, students in
engineering fields need to have in-depth theoretical knowledge, but often have no idea how to apply
it to real-life situations [
58
–
60
]. The case study method originated from the mentioned gaps in the
students’ knowledge and abilities, and utilized a method for enhancing higher-order cognitive skills.
As an added benefit, it meets the relevant Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET)
criteria [
61
–
63
].
In 2006, the authors of [
64
] explained that the case study method is particularly valuable for
improving problem-based learning, which requires both self-directed and teamwork skills. In 2008,
Brown [
65
] stated that the case study method is a human-centered approach that equips graduate

---

Educ. Sci.
2019
,
9
, 273
4 of 20
students with the skills necessary for success in their careers by providing a means of integrating the
needs of people with the benefits of technology.
In 2010, Popil [
66
] observed that critical thinking ability was enhanced in students when case
studies were implemented as a teaching method. Based on his experimental results and an increase
in student performance, Mayo [
67
] concluded that case-based instruction promotes critical thinking.
In 2014, Yadav et al. [
68
] observed that the conceptual understanding of learners was substantially
enhanced when they learned from case-based instruction, as compared with traditional teaching
methods. Additionally, the mentioned authors explained that the case study teaching method assists
learners in becoming more engaged and connected to the real world. In 2011, Gavin [
69
] conducted
research in which approximately 70% of learners asked to include this method in other curriculums,
and roughly 90% said that they attained useful knowledge from this curriculum.
3.4. Self-Learning
The authors of [
28
,
70
] noted that all of the procedures employed by the self-learning method
are managed solely by learners to achieve their specific goals, and the instructor’s role is to serve as
an advisor. In 2011, Robertson [
70
] explained that the self-learning method engages learners in the
learning process, as they schedule their assignments, assess the completeness of the assignments, and
readjust their goals. In other words, implementation of the self-learning education method empowers
learners, as they become more responsible for di
ff
erent facets of their assignments [
71
].
With the adoption of the self-learning method, learners can explore the course topics in detail
and accelerate
/
deaccelerate their education according to their individual needs. The authors of [
72
,
73
]
believe that the self-learning method can provide a foundation for lifelong learning. In 2007, Stewart [
74
]
performed research on the self-learning education method, and observed that learners were motivated
by a deep desire for learning, and tried hard to complete their program in order to gain work experience.
In 2016, Karimi [
75
] explained that learners who are motivated to try social technologies and
/
or
are actively engaged in the learning process are most likely to use the self-learning education method.
Social technologies provide self-learners with an interactive and engaging environment in which they
can improve their learning skills, abilities, experiences, and outcomes [
76
]. The Internet is considered
an important source for the self-learning teaching method [
77
]. For instance, YouTube, similar to many
other social technologies, assists learners in controlling what to learn and how to learn [
78
], when to
learn, and where to learn. In addition, students can control their learning process by using mobile
devices to improve creativity. Study materials can be self-explored by learners and
/
or provided by
an instructor.
3.5. Social Media
Social media, such as Facebook and Twitter, is popular, especially among younger generations [
79
–
82
], and the Internet is a vital element of the daily life of college and university students, impacting their
lives in various areas, including learning [
83
]. In 2014, Dogoriti et al. [
84
] stated that computer-mediated
social networks have become an important part of the lives of university students, who are increasingly
integrating them into their studies.
Social media applications have many benefits, including their availability—-being everywhere,
any time. In 2013, Tess [
81
] listed the benefits of these applications: user-friendly, flexible, accessible
anytime, and enjoyable. For example, Facebook is perceived by students as an e
ff
ective learning
tool that facilitates interactive discussion, and Twitter is e
ffi
cient for maximizing the time spent per
message, providing prompt feedback, and promoting active learning. As a result, many researchers
have recommended the utilization of social media applications as an educational platform [
85
,
86
].
In 2013, Voss and Kumar [
87
] explained that, with social media applications, learners are able to share
information with other learners and adapt quickly to a new form of communication and learning by
using new media, such as blogging, text messaging, googling, social networking and game playing.

---

Educ. Sci.
2019
,
9
, 273
5 of 20
Thus, learners are actively engaged, and can gain additional functionalities by taking advantage of the
powerful characteristics of social media [
81
,
88
].
In 2015, Hamid et al. [
89
] found multiple benefits of implementing the social media education
method: enhanced engagement and involvement in the learning process, peer learning, promotion
of critical thinking, self-directed learning, self-monitoring of the learning progress, a platform from
which learners can interact with instructors, and an enjoyable and interactive learning environment.
In 2011, Junco et al. [
90
] conducted a study on the e
ff
ects of using Twitter as a social media education
platform. The 125 students who participated were subdivided into two groups: an experimental group
(70) and a control group (55), and were given two assignments to complete with the help of Twitter.
This was followed by class discussions and event announcements, using Twitter, to assist the students
if needed. The social media education method enabled the students to connect not only with the
instructors, but also with other students who were participating in the class activities and enrolled in
the subject. The results demonstrated that the students were considerably more engaged and involved
throughout the education process, and their average grades substantially increased.