物理核心素养课时目标拟定
目的
把"输入某物理教材章节/课时内容"这一常见教研任务，标准化为"产出规范的核心素养课时目标"。
输出遵循 2022 版（2025修订）物理课标的四维素养框架，并把物理教学专属理论显性、可操作地
落到每一条目标与每一个教学环节上，避免目标空泛、动词不可测、与科学本质脱节。
面向对象：物理教研员 / 一线物理教师。产出可直接用于教案、说课、教研宣讲、课题材料。
何时使用
出现以下任一意图时使用本技能：
- "为《XX》这一节写核心素养课时目标 / 素养目标 / 课时目标 / 四维目标"
- "把这一章（节）的教学目标按核心素养重写"
- 提供了教材章节的截图、文字、PDF 或标题，要求拟定素养导向的教学目标
- 要求做某节课的"素养目标填写表""目标叙写""教—学—评一致的目标"
不适用：纯知识点讲解、习题解答、与"目标拟定"无关的备课环节（那些用其他技能）。
输入参数
| 参数 | 类型 | 必填 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 章节标题 | str |
是 | — | 如"牛顿第一定律""光的反射" |
| 所属一级主题 | enum[五大主题] |
是 | — | 物质 / 运动和相互作用 / 能量 / 实验探究 / 跨学科实践 |
| 课型 | enum |
是 | — | 新授课/实验探究课/概念课/规律课/测量课/跨学科实践 |
| 教材原文(可选) | str\|Path |
否 | — | 用于核对栏目与内容细节 |
| 输出目录 | Path |
否 | 当前工作目录 | HTML和xlsx落此目录 |
输出产物
| 产物 | 格式 | 说明 |
|---|---|---|
{章节名}_核心素养课时目标.html |
自包含HTML | 〇大概念→①素养表→②SVG→③5E→④理论映射→⑤评价闭环→(可选)跨学科模块 |
{章节名}_核心素养课时目标.xlsx |
Excel | 多工作表、分色、维度合并、冻结首行、首行标注课型与重点要素 |
{章节名}_data.json |
JSON | 驱动xlsx生成的数据文件（generate_objectives_xlsx.py 输入） |
核心工作流（五步）
第 1 步：明确并解析章节内容
- 拿到章节标题（如"牛顿第一定律""密度""光的反射"）与所属主题。
- 先查
references/topic-bank.md：若命中本课，直接采用库中的大概念、强前概念/迷思、
关键实验、是否课标必做实验、课型、推荐理论组合——避免临场凭记忆发挥导致不一致或错标。
（库已覆盖牛顿第一定律/光的反射/密度/热机效率和环境保护等详例 + 十余节紧凑速查。） - 若未命中，据物理知识补出：本节核心概念、常见前概念/迷思、关键实验、典型现象。
- 核对必做实验：凡涉及实验，先对照
references/four-dimensions.md的"12 个必做实验"
列表——命中则在"证据"要素点明"课标必做实验：XXX"；未命中只写"重点探究/测量实验"，
严禁谎称必做（如斜面小车、激光折转光屏、探究浮力因素之外的多数规律课实验均非必做）。 - 定位课标"内容要求"条目编号与主题归属（五大一级主题：物质 / 运动和相互作用 /
能量 / 实验探究 / 跨学科实践）。若不确定编号，标注"（内容要求，主题：XX）"即可，
不要编造精确编号。
> ✅ 完成标准：已查 topic-bank.md（命中则采用库中数据）；实验是否课标必做已核对（标注"必做/非必做"）；课标主题归属已明确。
第 2 步：确定大概念与学习进阶定位（先定位再写目标）
- 提炼本节所属单元大概念（如"力是改变物体运动状态的原因""物质具有可测量的属性"）。
可参考references/topic-bank.md的"大概念(一句话)"列，或按一级主题用
references/theory-framework.md的"大概念表述范式"自拟。 - 用"小学前概念 → 本课（初中，定性/半定量）→ 高中（定量/深化）"三级定位本课在
学习进阶中的位置。这决定目标的"表现程度"（定性认识？会解释？会设计？）。
> ✅ 完成标准：大概念已提炼为一句话；学习进阶三级定位已写明。
第 3 步：按四维填写素养目标（主表）
- 打开
references/four-dimensions.md，按四维 → 要素逐条拟定。 - 每条目标统一句式：
在……(真实/实验)情境下，学生能（行为动词）+（内容）+（表现程度）。 - 每条目标必须配齐四列：目标表述 / 行为动词 / 可观测学生表现 / 理论支架·落点环节。
- 聚焦原则：实际一节课聚焦 2–4 个要素即可，不要平均用力；只有"典型示范课"
才做全维度覆盖。理解性目标（观念/思维）用"解释、建立、推理、论证"类动词；
过程性目标（探究/态度）用"操作、收集、养成"类动词。 - 行为动词、可观测表现、常见错误写法见
references/writing-rules.md。
> ✅ 完成标准：目标表四列（目标表述/行为动词/可观测学生表现/理论支架）均已填写；聚焦 2–4 个要素（非平均用力）；行为动词可观测、情境明确。
第 4 步：把物理专属理论落到环节与评价
- 打开
references/theory-framework.md，为本节选择契合的物理专属理论并落点： - 用 5E/学习环 组织教学环节（Engage→Explore→Explain→Elaborate→Evaluate）；
不同课型的 5E 各段侧重点不同，按"课型 5E 各环节侧重点指引"组织内容，避免雷同。 - 若本节有强前概念（力/热/电常见迷思，见 topic-bank），必须设计 概念转变冲突 +
同伴教学提问； - 若涉及理想化/抽象（光滑面、法线、点电荷、匀速模型等），落 建模教学 与 多重表征；
- 若有科学史脉络（力与运动、原子结构、阿基米德等），落 科学本质观 NOS；
- 评价用 PER 概念性测评（课前/课后对比） + UbD 逆向设计（先定表现标准再反推活动）+
教—学—评一体闭环； - 可选：生成式 AI 赋能（教师主导—学生主体—智能体辅助，AI 只作脚手架）。
- ② SVG 可视化模块必须按课型自适应（见 theory-framework "SVG 模块自适应规则"）：
强科学史→科学史脉络图(◆NOS)；有理想模型→模型建构图(▲建模)；有定量关系→多重表征图(▲MR)；
跨学科/能量系统→系统或流向模型图(▲建模/▲MR)。模板默认给的是科学史图，无科学史时必须替换，
不要硬套。 - 跨学科实践课型额外落：PBL/STEM 项目设计 + 社会责任(STSE) + 生成式 AI，并在 HTML 增加
"跨学科项目设计 + 生成式 AI 赋能"可选模块。 - 统一理论标注 legend：用 ▲ = 物理专属/前沿理论落点（概念转变、建模、多重表征、5E、
同伴教学、大概念、学习进阶、UbD、生成式 AI、PER）；用 ◆ = 被强化的落点（NOS、科学论证、
教—学—评一体）。主表、5E 表、理论映射表、模板四处保持同一套符号。
> ✅ 完成标准：至少 3 种物理专属理论落点标注；5E 各环节与课型匹配（非千篇一律）；SVG 模块按课型选择（科学史/模型/多重表征/系统模型）；▲/◆ 标注统一。
第 5 步：产出双版本文件并呈现
- HTML 预览版：复制
assets/template.html为
{章节名}_核心素养课时目标.html，按模板中的注释区块填入本节内容。
模块顺序：〇大概念与学习进阶 → ①素养目标填写表（明示本课重点要素） →
②可视化 SVG（按课型自适应，见理论框架，无科学史则替换） →
③5E环节理论落点（按课型侧重） → ④物理专属理论→本课落点映射 → ⑤评价闭环 →
（可选）多重表征/概念性测评/生成式AI/旧三维vs新素养对比 →
（仅跨学科）⑥跨学科项目设计 + 生成式 AI 赋能。 - 可编辑 Excel 版：用外部 JSON 数据文件驱动，避免复制脚本。
先填一份数据 JSON（结构见assets/sample_data.json，键：chapter / big_idea /
content_req / lesson_type / focus_elements / objectives / five_e / theory_map /
assessment），再运行：
bash VENV="C:/Users/hybjy/.workbuddy/binaries/python/envs/default" "$VENV/Scripts/python.exe" scripts/generate_objectives_xlsx.py --data {章节}_data.json
生成{章节名}_核心素养课时目标.xlsx（多工作表、分色、维度合并、冻结首行，
并在首行标注课型与重点要素）。脚本保留内置DATA作为无参运行时的占位示例。 - 产出后用文件呈现能力展示这两个文件，并给一段简短教研点评（本节重点覆盖哪些要素、
为何这样定位、必做实验如何标注、SVG 模块如何自适应）。
> ✅ 完成标准：HTML 和 xlsx 两份文件均已落盘且可打开；quality self-check 全部通过（含 topic-bank 命中核对/必做实验标注/SVG自适应/重点要素明示/标注统一 5 项新增必查项）。
错误处理策略
| 异常场景 | 处理方式 |
|---|---|
| topic-bank 未命中本节 | 据物理知识补出核心概念/常见前概念/关键实验/课型，标注"未命中topic-bank，数据为推断" |
| 实验非课标必做但用户误标 | 对照 four-dimensions.md 12个必做列表纠正，标注"非必做，为重点探究/测量实验" |
| 无科学史章节 | SVG 模块不硬套科学史图，替换为模型建构图/多重表征图/系统流向模型图 |
| 跨学科实践课型 | 额外增加"跨学科项目设计+生成式AI赋能"可选模块 |
| 文件名冲突（同名文件已存在） | 自动追加 _v2 |
| openpyxl 未安装 | 提示安装：pip install openpyxl，先装后运行 generate_objectives_xlsx.py |
| HTML 模板模块缺失 | 对照 template.html 注释区块逐段检查，补缺项 |
| JSON 数据文件字段不足 | 对照 sample_data.json 字段逐条核查 |
运行环境（Windows / 隔离运行时）
生成 Excel 需要 openpyxl，使用隔离的 managed python 环境：
VENV="C:/Users/hybjy/.workbuddy/binaries/python/envs/default"
PY="C:/Users/hybjy/.workbuddy/binaries/python/versions/3.13.12/python.exe"
# 首次需要时创建 venv 并装依赖：
[ -d "$VENV" ] || "$PY" -m venv "$VENV"
"$VENV/Scripts/pip.exe" install -q openpyxl
# 运行生成脚本：
"$VENV/Scripts/python.exe" <脚本路径>
输出约定
- 文件名用中文章节名，形如
牛顿第一定律_核心素养课时目标.html / .xlsx，
写入用户当前工作目录（不要写进 skill 目录）。 - 不要覆盖用户已有的同名文件；如已存在，追加
_v2。 - 配色与既有教研材料一致：物理观念#534AB7 / 科学思维#0F6E56 / 科学探究#185FA5 /
科学态度与责任#993556 / 物理专属强调#B4543A。 - 涉及"涨跌配色"等无关，本技能不涉及。
质量自检（产出前必查）
对照 references/writing-rules.md 的检查清单逐项确认：动词是否可观测、是否有情境、
是否配可观测表现、是否落了至少 1 条物理专属理论、评价是否与目标一一对应（教—学—评一致）。
本轮新增必查项（基于四节实战反思）：
- 是否先查 topic-bank.md 并采用了库中的大概念/前概念/课型（命中时）？
- 实验是否对照"12 必做"准确标注（必做/非必做，未谎称）？
- ②SVG 模块是否按课型自适应（科学史/模型/多重表征/系统模型），无科学史未硬套？
- 是否明示本课"重点要素"（加粗/底色，未平均用力）？
- 理论标注是否统一用 ▲(物理专属/前沿) / ◆(强化落点)，主表/5E/映射/模板一致？
版本与改进记录
- v1.0：初版五步流程 + 四维速查 + 理论框架 + 叙写规则 + HTML 模板 + 参数化 Excel 生成器。
- v1.1（基于牛顿第一定律/光的反射/密度/热机效率四节实战反思）：
① 新增references/topic-bank.md（大概念/前概念/必做实验/课型/理论组合速查库）；
② 第 1 步显式"必做实验核对"、第 2 步引大概念范式；③ 第 4 步加"SVG 模块自适应规则" - 统一 ▲/◆ legend + 跨学科专项；④ 第 5 步 Excel 改为 JSON 数据文件驱动（消除 driver 脚本）；
⑤ writing-rules 质检新增 4 项；⑥ theory-framework 加"SVG 自适应/课型5E侧重/大概念范式"；
⑦ template.html 改自适应 SVG 模块 + 跨学科可选模块 + 统一 legend。
