基于课堂教学公平的智慧教室设计

汪忠国，张 宝，刘珊珊

(安徽信息工程学院 计算机与软件工程学院，安徽 芜湖 241100)

近年来，国家大力推进教育公平，通过制度建设、政策支持、财政支持等方式，解决了入学难的教育起点公平问题。教育公平的发展不仅需要宏观制度层面的落实，也需要关注微观层次的教育公平，关于教育公平的研究也正在从宏观角度向微观角度转变。宏观公平方面关注资源分配，力求在政策、权利、群体及机会等方面的公平，而微观公平方面则关注让每一个孩子在学校内部、课堂教学方面得到平等对待。[1]宏观教育公平更多关注教育基本条件的公平分配，而微观教育公平更多关注教育对学生社会心理产生的影响，即承认正义。[2]

课堂教学作为教育微观层面最核心的环节，课堂教学公平是实现教育微观公平的重要组成部分。冯建军认为课堂公平就是教师在课堂中赋予每个学生平等的学习权利、均等的学习机会和底线的教育资源,根据每个学生的差异因材施教,促进学生全面而自由的个性化发展。课堂公平包括平等性公平、差异性公平和发展性公平。[3]郑惠懋认为课堂教学公平要在教学过程中坚持公平公正原则，尊重学生主体地位，充分发挥学生主观能动性，以提高学生身心健康、综合素质，促进教师教学水平的提高。[4]汪卫平认为课堂公平是指对学生平等对待，并实施因材施教。[5]综上，笔者认为课堂教学公平可以从学习资源公平、学习机会公平及学习评价公平三个维度定义。课堂教学公平是指在课堂教学中基于平等原则和差异化原则，满足学生课堂中对学习资源、学习机会及学习评价的公平需求。

信息技术促进了优质教育资源的共享，逐步缩小区域、城乡、校际差距，进而促进教育公平。《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》提出推进信息技术与教学融合，建设智能化教学环境，强调将智能化教学环境建设和应用作为教学改革的重要组成部分。作为课堂教学的重要载体，智慧教室承载着课堂教学改革的希望。课堂教学改革围绕着“教”与“学”两大主题，改变传统教学模式，强调学生“主体”地位和教师“主导”地位。智慧教室的设计和建设要围绕课堂教学改革进行，满足课堂教学改革中各种教学模式和教学方法所需要的硬件与软件资源，并促进课堂教学公平。目前，关于智慧教室的研究主要集中在新兴信息技术的应用以及基于智慧教室的各种教学模式研究等，缺乏基于课堂教学公平理念指导下的智慧教室设计研究。

一、课堂教学公平与智慧教室的逻辑关系

(一)智慧教室是课堂教学改革的时代需求

传统课堂教学存在模式单一、教学行为无法分析、课堂交互单调等问题，不能满足现代化教学需求。课堂教学改革需要从课堂出发，结合先进教学理念和真实教学情境，融合云计算、大数据、人工智能、物联网等新兴技术，通过软硬一体化方式，提供教学模式多元化的创新课堂，融合过程性评价和总结性评价的学情分析，打造智能、高效的学习生态环境，促进教育公平和教学质量提升。

智慧教室软硬件的优化升级，也影响着教师的教学方式，促使教师设计更丰富、更新颖的教学模式和活动，以调动学生的积极性和内在学习动机。因此，智慧教学环境改进和课堂教学方式变革是相辅相成、相互促进的。[6]

(二)课堂教学公平是课堂教学改革的内在诉求

在教育普及化的环境下,人们关注的教育公平逐渐从教育机会公平向教育过程公平和教育结果公平上转移,期望学生在学校能得到因材施教和个体的全面发展。[7]在实际情况中，应试教育导致学校过于重视具体知识传授，教学内容及评价方式单一化、模块化，过于关注成绩，缺乏综合能力培养、个性化教育以及对中差等生的关注。因此,关注个体差异成为当代教育公平的内在要求。

教学改革要改变传统教学模式中教师主导、学生被动接受知识的情形。课堂教学改革须坚持“以学习者为中心”的基本原则, 因材施教,为不同学生提供差异化、个性化、高质量的教学服务, 促进课堂教学更加公平和高效。智慧教学环境为充分尊重学生个体差异, 坚持以“学生为中心”的教学理念，把课堂作为学校教育主战场，基于智慧学习环境设计多元化的教学方法，满足学生个性化学习需要。[8]因此，课堂教学公平是课堂教学改革的重要目标和内在诉求。

(三)智慧教室是实现课堂教学公平的重要途径

每个教师都应有独特的方法和艺术来呈现课堂教学的魅力并温暖学生。[9]教师的独特魅力容易让学生更易领会和接受教学内容。信息化的发展，可以让教师有更多的方式、更多的创新，从而具有更独特的魅力。智慧教室丰富的软硬件功能支持多种课堂教学模式，不仅提升了教师的教学个性，释放了教师课堂的教学活力，实现了从传统课堂教学的被动地位到真正主导地位的转变，同时学生主体地位也得以充分体现。教师和学生在智慧教学环境中各司其职，利用丰富的课堂师生互动和及时的过程性评价，使课堂教学公平得到大幅度提升。因此，智慧教学环境在一定程度上实现了学生的因材施教、师生地位的平等以及教学评价的公平。

智慧教室是信息技术与教育教学融合的结果，是对传统课堂教学环境的变革，适应了学生学习机会平等和个性化发展的需要，适应了课堂教学改革要求。因此，智慧教室和课堂教学公平的逻辑关系是：智慧教室是实现课堂教学公平的重要途径，同时课堂教学公平的提升进一步促进智慧教室的不断发展和完善。

二、课堂教学公平分析框架

课堂教学公平作为教育公平重要的一环，直接决定教育的质量。关于课堂教学公平缺失的现状，李润洲[10]从课堂空间、课堂时间、课堂交往、课堂心理四个角度展开了分析，董小平从课堂社会结构、资源分配和学业评价三个方面进行了论述[11]，汪卫平从课堂资源公平、课堂教学公平和课堂评价公平三个方面进行了论述。[5]通过这些研究发现，课堂教学公平的诉求主要体现在三个方面：一是学习资源分配均等，二是公平学习机会获得，三是公平的课堂教学评价。

美国政治哲学家约翰·罗尔斯认为公平原则包含了平等性公平原则和差异性公平原则两个子原则。[12]68-71冯建军提出差异性公平以学生的个性、能力和基础的差异为前提,尊重学生的个性化学习需求,赋予他们自由选择的权利。[3]诸定国提出作为个体的人,每一个学生都是独特的，应视不同情况不同对待。[13]刘媛君也提出从伦理学视域下, 应按平等性公平、差异性公平以及补偿性公平来保证教育公平符合社会伦理。[14]因此，从公平原则的维度来划分，课堂教学公平又可以分为平等原则和差异化原则。

课堂教学公平是一个复杂、完整并且有序的概念体系，以平等原则为基础，向差异化原则横向扩展形成的X轴概念体系；以学习资源公平为起点，学习机会公平为重要过程，学习评价公平为导向而形成的Y轴概念体系。由此，我们可以构建出课堂教学公平坐标系，如图1所示的“六宫格”分析框架。需要强调的是“六宫格”中的虚线表示各个区域虽然不同，但是并非相互隔离，不同区域只是体现了各自课堂教学公平不同的内涵。

图1 课堂教学公平“六宫格”分析框架

“六宫格”I区是学习资源公平和平等原则交汇区域，这是课堂教学公平最基础的需求，是教育部门和学校必须提供的基本保障。每个学生都有平等参与课堂学习、享有课堂软硬件资源的权利。

“六宫格”II区是学习机会公平和平等原则的交汇区域，要求我们在课堂教学过程中对待每位学生要一视同仁，学生和教师在人格上都是独立的个体，都是平等的。在班级授课制条件下,教师在课堂中总是处于支配地位,而学生参与课堂交往大多是被动的[15],学习机会的公平得不到满足。学习机会的平等要求学生在课堂教学过程中平等回答问题、参与讨论，同时学习机会平等在更高层次上要求教师改变教学方法，利用现代信息技术突出学生主体地位。

“六宫格”III区是学习评价公平和平等原则的交汇区域，课堂教学评价要基于真实教学成果做出科学的价值判断，做到评价标准、评价方法、评价结果的客观公正，以促进学生发展、教师提高和教学实践的提升。[16]307对结果的评价客观上要有统一标准，不能因不公平的评价标准而挫伤学生学习的动力。

“六宫格”IV区是学习资源公平和差异化原则的交汇区域，课堂教学公平在学习资源公平上从平等原则向差异原则延伸意味着对学生差异化发展的认可，学习资源的准备既要考虑大多数学生的真实水平，又要兼顾精英群体和弱势群体，为每个学生的个性化发展提供可选择的差异化学习资源。

“六宫格”V区是学习机会和差异化原则的交汇区域，是在教学过程中保证所有学生能得到平等对待。该区域的主要问题是问题提出的公正、活动开展的公正、行为规范的公正、评价反思的公正[17]，既要照顾“后进生”的成长需求，又要兼顾“优等生”的潜力挖掘。所以，教学设计在该区域发挥的作用十分关键，教学设计要充分考虑整合资源、合理设定教学目标和教学活动，对学生做到因材施教，让不同水平的学生在课堂中得到差异化视角下公平的学习机会。

“六宫格”VI区是学习评价和差异性原则的交汇区域。在该区域学习评价要充分考虑学生的差异化，学习评价体系要从单一的唯分数论向多角度、多维度的综合评价体系转变。[18]多元化的综合评价体系不仅能提升学生的学习动机、促进学生综合素质的全面提升，而且能够充分考虑学生的个体差异，做到因材施教。

三、基于课堂教学公平的智慧教室设计思路

(一)以在线资源空间建设为基础，突破教室空间限制，打造泛在学习环境

智慧教室的在线资源平台建设要满足课堂公平“六宫格”中的I区和IV区，即兼顾学习资源的平等性原则和差异性原则。

1.开放共享的资源内容

传统课堂的学习资源通常只有课本、教辅等纸质文本材料，学习资源内容非常有限。智慧教室要借助互联网、云计算、人工智能等新兴信息技术提供在线资源共享平台，平台教学资源既要包含教学大纲要求的内容，还要结合学生的差异性提供不同层次的学习资源，要有更低阶的相关内容，也要有拔高的更深层次的内容。资源在校内可共享，不仅教师的教学资源可共享，学生的学习心得、学习资料也可共享，满足学生学习资源平等性需求。同时，平台提供主动学习和个性化推荐模式，各种学业水平的学生既可以在平台上主动寻找适合自身能力发展的学习资源，同时也可以根据学生不同情况推荐学习资源，以满足学生学习资源差异化需求。

2.灵活多样的表达形式

传统课堂的学习资源不仅内容有限，而且形式比较单一。随着信息技术的发展，多媒体技术开始慢慢普及，课堂上主要以PPT形式展示教学内容，提供文字、图片、视频、音频等多媒体教学内容。传统多媒体在复杂、抽象的知识表现能力上还是无法满足大部分学生的课堂学习要求，一些空间想象能力、逻辑思维能力等不足的学生也更希望能结合直观的形式展示来加深理解。

课堂教学改革需要改变教学模式，教学模式的改变需要教学资源、教学条件等配合。智慧教室设计就要充分利用高速无线网络、5G、物联网、3D、人工智能等信息技术手段，整合各类资源，将课堂中抽象、复杂的知识点通过各种动画、VR等形式的展示，变抽象为具象，为教师开展课堂教学改革提供技术支撑，也为各种学习偏好的学生提供更多选择，让呈现内容符合不同学生的认知特点。

3.打破时空限制的泛在学习

传统课堂教师为了整个班级学习进度的统一，会迁就大部分中间学习能力的学生，不得已忽略了部分学生的学习需求，学习能力差的上课“消化不了”，学习能力强的上课“吃不饱”的现象非常普遍。课前和课后自主学习机会就非常重要，智慧教室需要提供这样的平台。

平台应提供开放共享、表达形式多样的学习资源，甚至教师上课的实录视频，学生借助移动设备可以在校园任何地方、任何时间在线自主学习。诸多学者对泛在学习的认识基本达成一致，即人们不受时空、地点、形式和途径的限制，随时可学、随处能学。泛在学习为学生在课堂之外的时空上学习提供了公平学习机会，丰富的学习资源、自由的学习方式，能够助力学生更加全面的自我发展。

(二)以提升师生交互方式为抓手，改变传统的教学模式

智慧教室建设要能够为教学活动实施提供多样化选择，辅助教师提升教学质量。智慧教室师生交互设计要满足课堂公平“六宫格”中的II区和V区，即兼顾学习机会的平等性原则和差异性原则。

1.灵活多变的空间环境

传统教室多用投影仪投影PPT，小班教学还好，班级人数比较多的情况下，后排的学生很难看清投影上的内容。同时传统的座位排放方式很难组织小组讨论等教学活动，限制了不同学生个性的表达和能力的发展。

智慧教室建设需要考虑传统教室硬件条件的限制和不足。智慧教室改造或新建需要综合考虑不同专业需求，现代化教学设备和桌椅组合要灵活多变，可根据需要打造通用、专用等各种类型，以满足教师不同教学模式的需求。

2.多模式的交互功能设计

在传统课堂中，教师以专业知识教授为主，强调教学内容的多媒体化展示，缺乏互动技术支持。在师生互动过程中，教师占据主导地位，师生互动主要以教师提问为主，且学生回答一般具有聚集性。由此产生的结果是教师得到的反馈局限性较强，无法掌握学生真实的学习情况。

智慧教室设计要软件和硬件统一协调，通过软件系统提供随机抽取、手动选择以及抢答相结合的模式，同时保证整个课程学习中每个学生都能得到互动机会。学生可通过多屏终端课堂中完成预设习题或测试，并能实时统计学生答题情况，教师根据情况及时调整课程进度和教学方法，进行个性化、差异化教学。

3.可追溯的学习过程

智慧教室软件平台要能记录学生学习过程、课堂互动结果、测试成绩等反映学生学习状态和学习进度的数据。教师可通过系统统计实时了解学生对知识点的掌握程度和学习进度，及时调整教学节奏或改变教学策略，提供个性化、差异化教学指导。这样教师既能满足大多数学生的学习需求，同时也能兼顾部分“后进生”和“优等生”的学习，保障学生都可以得到公平的学习机会。学生可以根据自己的学习记录以及和其他同学的对比结果寻找自身问题，向教师或优秀学生请教，及时有针对性地查缺补漏，既提升了自身能力，也加强了师生之间的情感交流。

智慧教室软件平台要能够提供课堂实录功能，具体保留多久根据学校情况而定。一方面教师可以通过课堂实录来反思教学过程，并不断提升和改进；另一方面可以帮助部分学生课后继续学习课堂中没有完全消化的内容。

(三)挖掘教学大数据价值，融合过程性评价和总结性评价的学习评价体系

为了改变唯分数、唯升学等不科学、不公平的教育评价体系，智慧教室应依托教育大数据，利用大数据和人工智能等技术为学习评价提供更客观、公正、多样的评价依据，克服传统教师依据个人主观喜好和偏见造成的评价不公平。智慧教室的学习评价设计要满足课堂公平“六宫格”中的III区和VI区，即兼顾学习评价的平等性原则和差异性原则。

1.尊重个体，评价指标多元化

要设计合理、科学、多元化的评价指标，充分考虑个体差异性、学科差异性、地区差异性等，评价指标不仅应包括对专业知识与专业技能的客观评价，也应基本涵盖学生个体的团队合作能力、语言表达能力、实践动手能力、创新创造能力等综合素质方面的评价，保证学习结果的评价全面、客观与公正。要增加教师主观评分和学生匿名互评等主观评价指标，注意各项评分的权重设定。

2.利用教育大数据，评价证据科学化

要充分利用大数据、人工智能、物联网等技术打造的软硬件平台，在课堂教学过程中要能及时、准确、持续地收集学生的学习行为数据，通过对数据的分析，挖掘潜在的学生学习行为特征，为评价系统提供真实、客观的参考依据，避免传统课堂中因教师个人主观偏见造成的不公正评价。

3.过程评价和总结性评价结合，评价体系合理化

智慧教室中评价体系建设既要考虑学生个体过去和现在的对比，即过程性评价，又要考虑教学活动的阶段性考核，即总结性评价。注重学生个体成长，摒弃传统“一考定终身”的评价标准，激发学生持续的学习动力。