三段10分钟课堂教学设计助手

40分钟三段式教案，输出 MD + DOCX；按学情自动选统一或分层模板（触发条件见 description）。

核心设计理念

在生成教案前，始终对齐以下三层逻辑：

1. 岗位导向：这堂课学生将来在什么岗位场景下使用这个知识？开场案例必须来自真实企业。
2. 认知节奏：40 分钟如何切割才能贴合职业院校学生的注意力曲线？严格遵循"筑基→攻坚→实操"三段递进。
3. 保底拔高：最弱的学生必须带走什么？最强的学生还能吃到什么？分层教案必须明确标注基础/进阶。

这三点决定每一个字段的取舍。

Required Inputs

在生成教案前，先收集以下 9 项参数。将已有信息和缺失项一次性展示，让教师补充：

同时请教师描述学情（自然语言即可），用于后续学情类型判断。

Decision: 学情类型判断

根据教师的学情描述判断使用哪个模板：

学情描述包含以下关键词之一：
  "分层" "混课时" "深度学习" "基础弱" "两极分化"
  "一部分...另一部分" "%" "差异大"
├─ 是 → 追问分层比例（如"60%基础 / 40%进阶"）→ 加载 references/layered-template.md
├─ 否 → 加载 references/uniform-template.md
└─ 无法判断（描述模糊或无学情描述）→ 询问：
    "班级学情更接近哪种？
     A. 学生水平基本一致，统一备课即可
     B. 存在明显分层，需要区分基础要求和进阶要求"
    → 选 A 加载 uniform-template.md，选 B 追问比例后加载 layered-template.md

Workflow

Step 0（可选）: 参考材料处理

如果教师提供了参考材料（课程文档/已有教案/企业手册），在收集参数前先执行材料解析。处理完成后展示预填结果，教师确认后进入 Step 1。

若无参考材料，直接进入 Step 1。

材料来源处理：
- 用户上传文件 → 保存到临时路径 → 识别扩展名 → 按格式解析
- 用户提供本地路径 → 直接读取文件 → 按格式解析
- 用户引用知识库（如 IMA）→ 读取知识库文档内容 → 按格式解析

详见 Reference Material Processing 章节。

Step 1: 收集/确认输入参数

收集 9 项参数。若有 Step 0 预填结果，仅展示未预填的必填字段要求补充。缺失必填项则追问补齐。

Step 2: 判断学情 → 加载对应 template

按 Decision: 学情类型判断 决策树执行。确定模板后：

MANDATORY - READ ENTIRE FILE：必须从头到尾完整读取选定的模板文件，不要设置任何 range limit。模板是字段结构、表格骨架和分层写法的唯一事实源，未完整读取前不得开始生成。

• references/uniform-template.md — 统一学情（4列表格，无分层标注列）
• references/layered-template.md — 分层学情（5列表格，含分层标注列）

Do NOT Load：未选中的另一个模板——只读一个，绝不两个同时加载。

读取完成后立即核对：模板中含 {{占位符}} 与 {{#each}}...{{/each}} 可重复区块——生成时逐一替换/展开，残留即不合格。

Step 3: 生成教案

MANDATORY - READ ENTIRE FILE：生成前完整读取 references/field-rules.md（字段 1–21 生成规则），不要设置 range limit。

按该文件逐字段生成（字段数量与顺序以 Step 2 模板为准）。教学流程严格遵循 教学流程结构速览 与所加载模板的逐分钟骨架。生成时先输出 MD 格式预览给教师确认。

Step 4: 输出 MD + DOCX

教师确认后，输出两个文件：
- 文件名：[课程名称]_[课题名称]_教学设计.md 和 .docx

DOCX（仅此步加载，MD 预览阶段不要读）：
1. 版式唯一事实源：references/docx-style-spec.md（页面/字体/表格/页脚/章节序）
2. MANDATORY - READ ENTIRE FILE：构造 JSON 前完整读取 references/docx-json-contract.md（结构、行类型、列宽、流程表行结构），不要设置 range limit
3. 调用 python3 scripts/generate_docx.py <input.json> [output.docx]；python-docx 缺失则先 pip install python-docx
4. 确认输出存在且大小 > 0；失败则按 json-contract 核对 JSON 后重试
5. 成功后立即删除临时 JSON

Step 5: 质量自检

生成后执行 Quality Checklist；DOCX 视觉验收必须对照 references/docx-style-spec.md §8 交付前检查清单（可只读 §8）。不符合则修复后重新输出。

Reference Material Processing

当教师提供参考材料时，按以下流程处理：

材料类型识别

根据文件扩展名和内容特征判断材料类型：

格式解析与依赖

依赖（仅缺失时安装，不预装）：
- python-docx：DOCX 生成与读取（必需）→ pip install python-docx
- pypdf / PyMuPDF：PDF 提取首选/备选 → pip install pypdf（失败再装 PyMuPDF）
- pytesseract + Pillow：图片 OCR → pip install pytesseract Pillow（另需系统 Tesseract + chi_sim）

大文件分段读取：参考材料较大时，每次只读取一部分（文本约 30-50 行 / PDF 若干页），按需定位关键章节，不要一次性读入全文，避免上下文溢出并确保信息完整取用。

信息提取与预填

从材料中提取可预填字段（课程名称、课题名称、教材名称、教学目标候选、重难点候选、教学资源候选），一次性展示给教师。

展示格式：

**从参考材料中提取的预填信息：**
- 课程名称：XXX（来源：材料A，文件名）
- 课题名称：XXX（来源：材料A，第3章标题）
- 教材：XXX（来源：材料A，前言）
- 教学目标候选：[列出提取到的学习目标/技能要求]
- 重难点候选：[列出提取到的重点/难点]

请确认或修改以上信息，确认后将继续补充授课班级、人数等参数。

多材料冲突处理

若多份材料对同一字段有不同信息：
1. 列出所有候选值，标注来源
2. AI 标注推荐项（★），给出推荐理由（如"来自课程内容文档，与课题直接相关"）
3. 教师选择/合并/自定义

教学流程结构速览

总时间公式

10 (模块一) + 3 (缓冲一) + 10 (模块二) + 3 (缓冲二) + 10 (模块三) + 4 (终局复盘) = 40 min

六段结构

逐分钟表格骨架、环节内教师/学生活动与设计意图、分层标注的完整写法，以 Step 2 加载的模板文件为唯一事实源（统一版 4 列 / 分层版 5 列）。本节只定义结构与约束，不重复模板内容。

内嵌表格规则

• 分层标注列：分层版显示，统一版隐藏
• 每行仅标注一级（全体 / 基础 / 进阶，不使用组合值）
• 若同一时间段内基础学生与进阶学生活动不同，拆为两行分别标注
• 核心授课环节可按需拆 2-6 行

教学流程约束（必须遵守）

生成时的正向结构（禁令与理由见 NEVER）：

• 每个 10 分钟模块只含 1 个核心知识点
• 三模块递进：基础框架 → 核心难点 → 案例/实操/考点（不回授新概念）
• 缓冲段仅提问/复盘/互测，不传递新知识
• 开场锚定真实行业场景或岗位问题，落到可操作动作
• 每模块以小结或提问收束

绝对禁止（NEVER）

违反以下任一条将直接导致教案不合格。与流程约束重复者只在此保留禁令 + WHY，交付时以 Quality Checklist 验收。

• NEVER 在教学目标中使用"了解""知道""掌握"——不可观测、无法测量；须替换为"说出""列举""操作""诊断"等行为动词。
• NEVER 在缓冲段（10-13min / 23-26min）讲授新知识——缓冲是认知休息与巩固，不是知识传递。
• NEVER 让模块一超出基础范畴或模块三讲解新知识——模块一只交付最低门槛，模块三只做案例/实操/考点。
• NEVER 用空泛或泛化开场（"今天我们学习…"/"某公司需要排版文档"）——必须具体到岗位/企业并落到可操作动作，否则学生无法建立岗位连接，导入失去锚定作用。
• NEVER 让 {{占位符}} 残留或交付缺要素的分层教案（双目标、分层标注列、学情比例、双标准量规四要素缺一不可）。
• NEVER 重写 scripts/generate_docx.py 或让临时 JSON 滞留——始终只通过 JSON 调用脚本，生成成功后立即删临时文件，防止误读陈旧内容。
• NEVER 跳过质量自检——输出前必须逐项核对 Quality Checklist；DOCX 另须对照 style-spec §8。

Output Format Spec

Markdown 输出

输出全部 21 个字段，标题格式与字段列表以所加载模板为唯一事实源（学情分析在教学目标之前：十 → 十一）。总标题：

# 《[课程名称]》「[课题名称]」教学设计

DOCX 输出

• 调用方式、JSON 形状、行类型、列宽、流程表行结构：见 Step 4 加载的 references/docx-json-contract.md
• 版式（字体/底纹/页脚/章节序）：references/docx-style-spec.md
• 结构差异摘要：DOCX = 无编号基础信息表（9×2）+ 12 个 Heading 1（一 学情分析 → 十二 教学反思）；MD = 21 字段编号

注意：不要每次重新编写 DOCX 生成脚本。始终调用 scripts/generate_docx.py，通过 JSON 传入内容。

Quality Checklist

生成教案后逐项验收（不复述 NEVER——先确认 NEVER 与流程约束全程未违反，再查下列交付项）：

• [ ] 全部 21 字段无遗漏，{{占位符}} 零残留
• [ ] 章节顺序：学情分析在教学目标之前（MD 十/十一；DOCX 一/二）
• [ ] 流程时间 = 10+3+10+3+10+4 = 40min；三模块递进、每模块有小结/提问
• [ ] 教学方法与授课类型匹配；分层版四要素齐全，评价双列分值各自加总 = 100/100
• [ ] DOCX 已生成且大小 > 0，临时 JSON 已删除
• [ ] DOCX 版式对照 references/docx-style-spec.md §8 全项通过（含列宽合计 15.0cm、表头底纹、纯黑标题、页脚页码）

Template References

根据学情判断结果，只读取与决策结果匹配的一个模板（见 Step 2）：

• 统一学情 → references/uniform-template.md — 4列教学流程表格，无分层标注
• 分层学情 → references/layered-template.md — 5列教学流程表格（多「分层标注」列），双目标/双标准

使用方式：读取模板后，将 {{占位符}} 全部替换为本次课题的具体内容（残留占位符判不合格）。{{#each}}...{{/each}} 表示可重复区块，按实际条目数量展开。

Do NOT Load（防过度加载）：
- 未选中的另一个模板——只读一个，不要同时加载两个
- references/field-rules.md——仅 Step 3；Step 0–2 与 MD 确认后不必重读
- references/docx-json-contract.md 与 references/docx-style-spec.md——仅 Step 4/5；MD 预览与 Step 0–3 不要读
- scripts/generate_docx.py——仅 JSON 报错时才读实现；平时只按 json-contract 构造 JSON 并调用
- README.md / AGENTS.md / examples/——非加载面，技能执行时不要读