一句话生成小学数学教学设计

> 可复用的小学数学教学设计模板。用户提供教案（及可选的课堂数据、学情名单），即可生成完整的分析报告或优化方案。
> 支持两种独立模式：课堂分析报告生成 / 一句话生成教学设计。启动时先判定模式，再执行。

输入参数说明

基本信息（模式 A/B 共用，必填）

输入文件（根据模式选择）

工作目录

所有文件均使用相对路径，输出文件统一放在当前工作目录的 outputs/ 文件夹下。

触发条件

当用户提供以下任意组合时自动激活：
- 原始教案/教学设计文档
- 单元课标要求
- 课堂观察数据（教学环节时序、师生话语时长、互动行为记录等）
- 课堂分析报告 PDF（智慧教室监测平台导出）
- 班级学情分层名单
- 明确要求"课堂教学分析报告""课堂诊断""循证教研""教学优化""备课优化"

使用模式（启动分流——必须先读）

本 skill 支持两种完全独立的模式。启动后第一件事：根据用户提供的数据，判定走模式 A 还是模式 B。不要混用，不要同时输出两套产物。

模式 A：课堂分析报告生成

触发条件（任一）：提供课堂观察数据 / 课堂视频并描述 / 上传课堂报告 PDF / 明确要求"生成课堂分析报告"

执行路径： Step 1 → Step 2（生成报告） → Step 4（教研复盘）

核心输出： outputs/01_课堂分析报告.md + outputs/05_指标对比表.md + outputs/06_教研反思稿.md

不执行： Step 3（教学素材生成）—— 报告模式下不自动生成学习单/提问清单/活动卡，除非用户额外要求

模式 B：一句话生成教学设计（从题目/教案）

触发条件（任一）：
- 用户提供教案（{{lesson_plan}}），要求"优化教案""备课优化""分层教学""提问优化" → B-优化分支
- 用户仅给一个题目（课程名称/课题，如"用字母表示数"），无原教案，要求"生成教学设计""帮我备一课""写个教案" → B-生成分支（从零生成，本技能核心新能力）

B-优化执行路径： Step 1（解析原教案）→ Step 0（教材定位+课标对标+名师/刊物检索，必做） → Step 3（生成素材，含原教案差距分析）
B-生成执行路径： 直接 Step 0（三步前置） → Step 3（从课标+教材+名师+刊物生成完整素材，无需原教案）

核心输出（两分支相同，默认 3 份）： outputs/03_优化后教学设计.md（含「教材版本对照」「课标对标表」「名师/刊物参照」，各环节以【提问语】【衔接语】【评价语】并列标注）+ outputs/04_分层学习单.md + outputs/06_活动任务卡.md（含独立「提问语支架库」）。

可选增项（用户要求"提问优化/语言优化"或确需时再生成）： outputs/05_提问清单.md（含衔接语与提问话术）、outputs/07_教学语言优化.md（含评价语库）。

> B-生成分支顶部必须含「教材版本对照」段：标明该课题在人教版/北师大版/青岛版（五四制/六三制）的册次、单元、情境与难点（用 Grep references/textbooks_versions.md 的「五、常见课题三版本对照表」）。

不执行： Step 2 + Step 4 —— 无课堂数据无法生成分析报告

无课堂数据时的降级规则

如果数据不足以支撑模式 A 的三大分析模块（缺少话语时长、互动记录等），禁止编造数据填充报告。逐模块降级策略：① 模块一（教学组织结构）→ 基于教案反推 1.1 教学关键环节、1.2 教学内容激活；② 模块二（师生课堂交互）→ 无话语时长则只定性判断授课模式，量化占比标注"需课堂录音/视频数据"；③ 模块三（教师教学表现）→ 无语速/嗯啊/话语类型统计则跳过，标注"需课堂录音转写"。所有缺失处统一标注"需课堂录音/视频数据"，不臆造数字。

报告总体结构（仅模式 A 使用）

模式 A 生成的课堂分析报告共 12 页。完整结构、字段定义、推荐值、工作流见 references/report_structure.md。

三大分析模块（仅模式 A 使用）

模块完整执行规则和字段定义见 references/report_structure.md。

模块一：教学组织结构

环节类型：新知讲解 / 课堂活动 / 展示与评价（3 种，不可混用）。知识点首次激活时机是否合理。

模块二：师生课堂交互

授课模式判定（混合/对话/练习/讲授）；话语分布推荐：教师 ≤60%、学生 ≥30%、沉默 ≤15%。

模块三：教师教学表现

11 种话语类型中"高促进+中促进"占比推荐 ≥55%；语速 200-250 字/分钟。

模式 B 三大强化项（本次技能升级核心）

模式 B 必须落实以下三点，缺一则视为未完成任务。

① 课标检索与对标（Step 0-课标）

优先使用已嵌入的权威课标文件（无需联网）：用 Grep 在技能 references/ 中检索本课课题/关键词，抽取对应原文。
- 数学：references/数学课标2022_全文.md（官方 2022 课标 5月9日版全文，11.3万字）+ references/数学课标2022.docx（原文件）。
- 检索示例：Grep "用字母表示数" references/数学课标2022_全文.md → 抽取「内容要求/学业要求/教学提示」原文。
- 仅当嵌入文件未覆盖时，才用 WebSearch 补充（如最新修订动态）。

提取并落盘到 outputs/03_优化后教学设计.md 顶部的「课标对标表」：
- 所属主题/学段（如：数与代数 → 数量关系 → 第二学段/第三学段，注意学段校准）
- 本课聚焦的核心素养表现（如：符号意识、推理意识、模型意识/应用意识）
- 内容要求（课标原文摘录）
- 学业要求（学生学完应达到的表现）
- 教学提示（课标给教师的"怎么教"建议）
- 对标结论：原教案与课标的差距 + 优化点

> 数学聚焦速查：references/curriculum_standards_math.md（含已核对的符号意识定义、用字母表示数原文、第二学段数量关系要求，及学段校准说明）。务必先读其中的"学段校准"，避免把"用字母表示数"误标为第二学段内容要求（它正式位于第三学段，五四学制四上属参照第三学段、适当降低）。

② 名师参照（Step 0-名师）

优先参照张齐华（社会化学习范式）：数学学科默认检索"张齐华 + 本课课题"。用 WebSearch 检索"张齐华 用字母表示数 教学设计 课堂实录"等，并优先读内置速查 references/master_teacher_math.md 的「张齐华」章（社会化学习四环节、学习单四模块、活动链、替换法提问训练）。可同时以吴正宪为对照参照。

可选范式·马芯兰数学教学法（知识结构教学）：当用户要求"用马芯兰范式/知识结构教学/渗透迁移"或本课适合"抓概念网络、重算理、强说理"时，在 03 显式标注「方法论参照（马芯兰·知识结构教学）」段；其五环节/知识树/数学语言表述等输出结构已在本技能内联（见下方「马芯兰范式·输出结构差异」），可直接套用。仅当已安装 xiaoxue-beike-zhushou 技能且其 references/maxinlan_methodology.md 存在时，才额外读取该文件作为深度补充（路径：~/.workbuddy/skills/xiaoxue-beike-zhushou/references/maxinlan_methodology.md）；若未安装，不阻断生成，以内联说明为准。各环节"设计意图"处点明运用的原理（渗透 / 迁移 / 交错 / 训练）及所选课型（渗透课/结构课/变式课/说理训练课/思维训练课）。该范式与张齐华范式可互补：用"知识结构/渗透迁移"定内容组织与算理逻辑，用"社会化学习/学习单"定课堂活动与互动形态。

马芯兰范式·输出结构差异（与张齐华对照，生成时直接套用）：
1. 03 顶部「名师参照」改为「方法论参照（马芯兰·知识结构教学）」；新增「知识结构图（知识树预览）」段——呈现本课在单元知识网中的"生长点"（如：长方形面积 → 平行四边形面积 → 三角形/梯形面积），连接处标红"转化思想"作为贯穿主干。
2. 教学流程改为五环节：创设情境·激发冲突 → 操作探究·动手又动口 → 建构结构·纳入知识树 → 迁移练习·分层快反馈 → 整体回顾·拓展延伸（整体—部分—整体）；每环节仍保持【提问语】【衔接语】【评价语】并列标注，文末保留「核心提问语库」。
3. 强化"数学语言表述"（呼应马芯兰"语言是思维的外化"）：03 探究环节设专门提问语要求"用'先…再…然后…'有条理说清过程"；04/06 增设「我会说」模块与「数学语言表述卡」（表述支架）。
4. 04 学习单模块改为「复习旧知·搭梯子 → 我的操作与研究 → 我会说 → 当堂快反馈」，并加「知识树填空卡」。
5. 06 任务卡增设「数学语言表述卡」「知识树卡」「迁移卡」（为后续课埋"转化"可迁移伏笔）+ 当堂快反馈评价。
6. 文件命名：马芯兰版建议加 _马芯兰 后缀（如 03_优化后教学设计_平行四边形的面积_马芯兰.md），与张齐华版并存，便于教师对照两种范式。

提取名师的设计理念、标志性活动、学习单结构、典型提问/评价语，在 outputs/03_优化后教学设计.md 中显式标注「名师参照（张齐华）」段落，并在各环节"设计意图"处点明"参照张齐华××做法"（如社会化学习四环节、存钱罐 a+5、数学门诊部、替换法提问）。

> 已内置数学名师速查：references/master_teacher_math.md（张齐华：社会化学习四环节+学习单四模块+《用字母表示数》活动链+替换法提问；吴正宪：五水平表征、立序四步、对比法）。当前用户指定优先参照张齐华。

③ 强化三类课堂语言：提问语 / 衔接语 / 评价语（必须成体系，禁止只列其中两类）

> 硬性规则（默认 3 核心产物即必须满足，三类缺一不可）：三类语言必须以并列板块形式显式写入核心产物，不得只零散混入环节叙述——这是历史教训（曾漏"提问语"）。
> - 【提问语】：写入 03 每个教学环节的独立板块（与【衔接语】【评价语】并列标注），并在 06 设独立「提问语支架库」模块；03 文末可汇总「核心提问语库」（按 导入 / 探究 / 深化 / 总结 四段）。
> - 【衔接语】：写入 03 每个大环节之间。
> - 【评价语】：写入 03 各环节与 06 评价卡。
> - 仅当用户要求"提问优化/语言优化"或确需独立成册时，才额外生成 05_提问清单.md / 07_教学语言优化.md（此时 05/07 为三类语言的扩充版，不与 03/06 的并列标注冲突）。

• 提问语（必做）：每题给出"可直接念的完整提问话术"，按 导入 / 探究 / 深化 / 总结 四段设计，标注名师来源与预设回答；03 中格式为 **【提问语】** "……"（可多句或编号链）。设计规则、理答与四段维度见 references/question_template.md。
• 衔接语（必做）：每个大环节之间 1-2 句过渡语（承上启下、激发期待），03 格式 **【衔接语】** "……"，写入 03（与 05 可选扩充）。规则见 references/question_template.md 的"衔接语设计"块。
• 评价语（必做）：过程性 / 激励性 / 诊断性分层语，写入 03 各环节（**【评价语】** "……"）与 06 评价卡；独立版见 07（references/language_polish_template.md）。

环节标准结构（🔴 硬性强制，模式 B 03 每个教学环节必须齐备）： 三类语言只是"话术板块"，环节不得退化为"三列语言 + 一句任务"。每个环节须按以下 7 项展开（顺序可微调，缺一项即视为任务未完成）：
1. 【学习目标】：本环节要落实的具体子目标（对应核心素养/课标学业要求的一小步，可观察可检测）。
2. 【师生活动】：教师怎么做（组织/示范/巡场/小结）+ 学生具体干什么（独学/共学/操作/展示），写成可执行的步骤，而非一句笼统"任务"。
3. 【典型预设生成】：学生可能的回答、典型错误、常见迷思（至少 1–2 条），作为教师理答的依据。
4. 【教师理答】：针对"正确 / 部分正确 / 错误 / 沉默"四类反应分别怎么接（呼应上方理答原则），不止于夸。
5. 【分层支持】：本环节 A(学困)/B(中等)/C(优等) 三层分别怎么分化推进（支架 / 挑战 / 拓展）。
6. 【板书设计】：本环节板书写什么（关键词 / 式子 / 关系箭头）。
7. 【评价要点】：用什么一句话标准判断学生本环节达标。
> 三类语言【提问语】【衔接语】【评价语】作为上述结构中的"话术"板块保留并列标注；它们不是环节的全部，而是嵌入师生活动与理答之中的可念话术。

提问优化（模式 B 核心；模式 A 可选附带）

理答话术核心原则（模式 A/B 通用）： 禁止单一 "Good/Very good" 回应；正确答——描述具体行为；部分正确——补全 + 同伴互助；错误答——不否定 + 引导自查；沉默——降低难度 + 结对讨论。（详细模板见 references/question_template.md）

提问配比（8:4:3）： 8道基础封闭式 + 4道递进追问 + 3道深度思辨题。候答时长：3-5秒 / 8-12秒 / 15-20秒。分层匹配：学困生→基础题，中等生→追问，优等生→思辨题。

分层教学素材生成（模式 B 专属）

三层差异化支架（数学默认·社会化学习单四模块）：A层(多支架小步子：填空/图示/具体数提示) / B层(标准四模块：开放度适中) / C层(开放+替换法提问+实践作业)。巡场话术分层：A组→给支持 / B组→给挑战 / C组→给拓展。（详细模板见 references/tiered_material_template.md，含英语课对照）

课堂教学语言优化（模式 B 专属）

三色标记：红(重复) / 黄(冗余) / 蓝(可合并)。负面转正向：变批评为引导、变强制为选择、变否定为纠错。四类应急话术卡：沉默应对/错误应对/超时应对/跑题应对。（详细模板见 references/language_polish_template.md）

工作流程

Step 1：解析输入（模式 A/B 共用）

读取原始教案 → 提取教学目标/教学流程/核心知识点 → 判定学科 {{subject}} 与学段 {{stage}} → 选定模式

Step 0：教材定位 + 课标对标 + 名师/刊物检索（模式 B 必做前置，三步顺序执行）

0.0 教材版本定位（新增，必做）：用 Grep 在 references/textbooks_versions.md 检索课题 → 命中「五、常见课题三版本对照表」一行，得到该课题在人教版 / 北师大版 / 青岛版（五四制/六三制）的册次、单元、情境与难点。向用户确认学制/年级（青岛版必须区分五四制/六三制），并在 03 顶部生成「教材版本对照」段。未命中则 Grep 文件二~四节各版本目录定位。

0.1 课标对标：优先 Grep 嵌入的 references/数学课标2022_全文.md（数学）→ 抽取核心素养/内容要求/学业要求/教学提示 → 形成「课标对标表」（注意学段校准，见 references/curriculum_standards_math.md）。未覆盖时 WebSearch 补充；用户已提供 {{curriculum_standard}} 则跳过。

0.2 名师与优秀设计检索（含微信/刊物）：
- 名师：WebSearch "张齐华/贲友林/吴正宪/俞正强 + 本课课题 + 教学设计 课堂实录"，并读 references/master_teacher_math.md 对应章，形成「名师参照」。
- 刊物/微信：WebSearch "《小学教学设计》/小学数学教师 + 本课课题"、"小学数学 本课课题 优秀教学设计 公开课"，来源清单见 references/design_sources.md。
- 形成「设计参考来源」清单（公众号/刊物/名师+课题）写入 03 末尾，绝不编造未检索到的来源。

Step 2：套用模板生成报告（仅模式 A）

按 references/report_structure.md 的 12 页结构依次生成。

Step 3：生成配套教学素材（仅模式 B）

按三层学情生成可打印教学素材；所有产物需体现 Step 0 的课标对标与名师参照，并强化提问语/衔接语/评价语。

紧凑性约定（🔴 硬性强制，避免页数膨胀与重复）：① --- 仅作细分割线、不再分页（docx 导出同样不分页）；② 各环节"设计意图"聚焦不展开，控制在三行以内（点明方法论/名师参照即可，不做长篇论述）；③ 03 的「核心提问语库」与正文提问语不重复展开（库仅为速查汇总）；④ 表格优先于大段文字罗列；⑤ 同一内容禁止在 03/04/06 间大面积重复（同一知识点只在 03 详述，04/06 仅做支架化转写）。目标：核心三份每份控制在可打印页数内；交付前按「输出前自检清单」逐条核对。

Step 4：生成教研复盘材料（仅模式 A）

指标对比表（17 项指标） + 标准化教研反思稿。

Step 5：导出 Word 文档（模式 B 推荐，默认执行）

生成 .md 后，用 references/build_docx.py（python-docx）把核心三份（03/04/06）转为可编辑 .docx，方便直接打印/二次编辑；可选两份（05/07）用户要求时一并导出。

运行方式（隔离 venv，勿污染全局）：

~/.workbuddy/binaries/python/envs/default/Scripts/python.exe \
    references/build_docx.py <md1> [md2] [md3] [-o outputs/]

• 每个 .md 生成同名 .docx（如 03_优化后教学设计_小数的意义.md → 03_优化后教学设计_小数的意义.docx）。
• 样式约定：正文宋体小四、标题黑体加粗（含大纲级别，导航窗格可见）、表格带网格且表头浅蓝底、分隔线 --- 渲染为细分割线（不再分页，避免页数膨胀）、**加粗**/代码 高亮。段间距已收紧（标题前 6/后 2，正文后 2），默认即紧凑。
• 字体与表格规范详见 references/build_docx.py 顶部说明。

输出结构

所有文件输出到 outputs/ 文件夹（相对于当前工作目录）。

模式 A 产物

1. outputs/01_课堂分析报告.md — 12 页结构化报告
2. outputs/05_指标对比表.md — 17 项指标优化前后对比
3. outputs/06_教研反思稿.md — 标准化教研反思

模式 B 产物（默认 3 份核心 + 2 份可选）

核心三份（每次必出，并默认导出 .docx）：
1. outputs/03_优化后教学设计.md → .docx — 完整 40 分钟优化教案，顶部含「教材版本对照」「课标对标表」「名师参照」，各环节以【提问语】【衔接语】【评价语】并列标注（含文末「核心提问语库」）
2. outputs/04_分层学习单.md → .docx — A/B/C 三层社会化学习单（我的目标/研究/组内过关/当堂检测）
3. outputs/06_活动任务卡.md → .docx — 小组共学制度+操作卡+数学门诊部+展示模板+评价卡+巡场话术（参照张齐华社会化学习；模板见 references/activity_template.md）

可选两份（用户要求"提问优化/语言优化"或确需时再生成，同等导出 .docx）：
4. outputs/05_提问清单.md → .docx — 15 题阶梯式 + 环节衔接语 + 可直接念的提问话术
5. outputs/07_教学语言优化.md → .docx — 三色标记 + 负面转正向 + 课堂评价语库 + 四类应急话术

> 导出 .docx 由 Step 5 统一执行，使用 references/build_docx.py（python-docx，隔离 venv 运行）。若用户只要 .md 不要 .docx，可跳过 Step 5。

学科与课标/名师适配（通用）

本技能默认不限定学科，按 {{subject}} 切换检索方向：

通用规则：
- 模式 B 启动时，先按上表完成"课标检索 + 名师参照"两步，再生成素材。
- 数学学科请重点对标"符号意识/抽象能力/模型观念"。给定题目生成时，必须先做 Step 0.0 教材版本定位（人教/北师/青岛三版本，青岛须分辨五四制/六三制）。
- 名师参照整合：张齐华（社会化学习四环节+学习单四模块，组织骨架）、贲友林（学为中心，从学生经验出发、深层互动、"直接引/学着说"学生话）、吴正宪（立序四步+特殊与一般对比，概念台阶）、俞正强（种子课，确定→不确定点破字母表示未知量必要性）。四者互补，生成时统一标注「名师参照」。另可选马芯兰数学教学法（知识结构教学，本技能已内联其五环节/知识树/数学语言表述；若已安装 xiaoxue-beike-zhushou 技能则额外读其 references/maxinlan_methodology.md 作补充）：以基本概念为纲、纵横知识网络、渗透/迁移/交错/训练八字方法、五种专门课型，用于定内容组织与算理逻辑，与"社会化学习"范式互补。
- 优秀设计须结合网络：微信（小学教学设计、小学数学教师等公众号）、刊物（《小学教学设计》《小学数学教师》等）、国家中小学智慧教育平台公开课，来源见 references/design_sources.md，检索后列入产物「设计参考来源」。
- 模式 A 模板适配提示：经核查，references/report_structure.md（12 页结构）、references/discourse_types.md（11 类话语定义）均为中文可读模板，可直接用于中文数学课堂分析报告生成，无需做语言翻译；仅 references/reflection_template.md 若呈英文则按中文教研口吻改写即可（模式 B 模板已全面数学化，无需适配）。生成时所有术语（环节类型/话语类型/指标名）一律用中文呈现。
- 联网检索结果与内置速查互校；若检索到的名师设计与内置速查冲突，以检索到的权威来源为准，并更新速查文件。

输出前自检清单（质量门禁）

> 每次生成产物后、交付前逐项核对；任一未满足即视为任务未完成、必须补齐。这是防止"漏提问语""缺课标对标""学段标错"等历史失误的强制关卡。

模式 B 自检（生成/优化教学设计）

• [ ] 03 顶部三段齐全：教材版本对照（B-生成必含，标明人教/北师/青岛册次单元难点）+ 课标对标表（含学段校准）+ 名师参照
• [ ] 每个教学环节均含 【提问语】【衔接语】【评价语】 三列并列（禁止只列其中两类）
• [ ] 每个教学环节实质模块齐全：均含 7 要素（【学习目标】【师生活动】【典型预设生成】【教师理答】【分层支持】【板书设计】【评价要点】），三类语言为其中话术板块——禁止退化为"三列语言 + 一句任务"
• [ ] 03 文末含「核心提问语库」（导入/探究/深化/总结 四段）
• [ ] 04 含 A/B/C 三层学习单、06 含活动任务卡（含「提问语支架库」/评价卡）
• [ ] 学段校准已执行（读 curriculum_standards_math.md 的"学段校准"），未误标课题学段
• [ ] 紧凑性达标：设计意图≤3行（聚焦不展开）、无跨 03/04/06 大面积重复、--- 仅细分割线不分页
• [ ] 已导出 .docx（用户明确只要 .md 时方可跳过）

模式 A 自检（课堂分析报告）

• [ ] 01 按 report_structure.md 12 页结构生成，三大模块齐全
• [ ] 每个分析小节含"核心发现 + 数据呈现 + 教学启示"三段式
• [ ] 所有术语中文呈现（环节/话语/指标），话语类型引自 discourse_types.md
• [ ] 数据不足处已标注"需课堂录音/视频数据"，未编造数据
• [ ] 05 指标对比表（17 项）+ 06 教研反思稿已生成

数据依赖

关于模板 PDF

生成报告时以 references/report_structure.md 的结构定义为准（注：原"大规模智慧教室监测平台分析报告_template.pdf"未随技能分发，以本 md 结构为准）。

模板可移植性说明

本 skill 已具备以下可移植特性：
- 所有文件路径均使用相对路径（references/、outputs/）
- 所有用户信息使用 {{}} 占位符，无硬编码的个人身份信息
- 输入参数通过 {{lesson_plan}}、{{report_pdf}} 等变量可配置
- 学科适配规则集中在末尾单独节，方便定位和修改
- 参考模板文件按功能独立拆分，可按需增删