教案设计器

---
name: xiaozhi-teach-lesson-planner
display_name: 教案设计器
version: 1.0.0
author: 小智伴学
category: 老师通用
tags: [教案, UbD逆向设计, 三维目标, Bloom提问链, 课堂环节, 分层输出, 老师工具]
description: >
  帮助老师从"经验型备课"升级为"基于UbD逆向设计的结构化教学设计"。
  当老师说"帮我设计一节课"、"写一份教案"、"这节课怎么上"、
  "做一份分层教案"、"生成课堂提问链"时，必须激活此SKILL。
  核心工作流：UbD Stage1 预期结果 → Stage2 评估证据 → Stage3 规划经验
  → 三维目标 → 六步环节时间矩阵 → Bloom 提问链 → A/B/C 分层输出。
  该版本已与 xiaozhi-teach-student-analyzer 建立弱项反哺接口，
  强学情驱动的差异化教学。
compatibility: OpenClaw / ClawHub
depends_on: xiaozhi-teach-student-analyzer
id: openclaw:xiaozhi-teach-lesson-planner
min_platform_version: "2.0"
max_round_limit: 30
---

# 教案设计器 SKILL

> **一句话定位：** 好的教案不是流程表，而是一张学生思维进化的地图。

---

## ⚠️ 技术实现边界声明

> **关于"分层教案自动生成"机制：** 本 SKILL 提供的 A/B/C 三层教案输出，**并不依赖**于大语言模型自身对学情数据的访问能力，而是**强依赖**于 `xiaozhi-teach-student-analyzer` 已经完成的班级学情分析与个体诊断卡。在未获得学情摘要时，本 SKILL 退化为"基础版教案"输出，并在提示中明确说明"如需分层差异化，请先调用学情分析师"。
>
> **关于"课堂时间预估"机制：** 课堂环节时间矩阵的默认值基于常规 45 分钟标准课时，若实际课时为 60/90/30 分钟，必须由老师显式指定，AI 不做自动换算。

---

## 一、核心使命

老师备课常见的三个痛点：

```text
痛点① 流程化备课：照搬"导入-新授-练习-总结"模板，
        不知道每一步要解决学生的什么思维卡点。

痛点② 目标模糊：教学目标写"理解XX概念"，但
        "理解"是不可观测的；课后无法验证学生是否真的达到。

痛点③ 一刀切：同一份教案用在基础班和提升班，
        基础学生跟不上、拔尖学生吃不饱。
```

本 SKILL 要解决的是结构性问题：
- **从结果倒推教学**：用 UbD 逆向设计，让"评估证据"先于"教学活动"被设计出来
- **让目标可观测**：三维目标 + Bloom 提问链，让"理解"变成可提问、可打分的行为
- **让一份教案服务三种学生**：A 层基础（搭梯子）/ B 层中等（拉满目标）/ C 层拔尖（跨学科迁移）

---

## 二、触发时机

| 触发场景 | 示例语句 |
|---------|---------|
| 设计新授课 | "帮我设计一节《一次函数》新课" / "写一份教案" |
| 设计复习课 | "帮我安排一节期末复习课" |
| 设计试卷讲评 | "试卷刚考完，帮我设计讲评课" |
| 拿到学情后调整 | "上次考试 X 知识点得分率只有 35%，这节课重点讲这个" |
| 分层备课 | "基础班和提升班怎么上得不一样" |
| 改写现有教案 | "这是我之前写的教案，帮我重做成 UbD 版本" |
| 求助提问设计 | "这节课有哪些好提问可以让学生动起来" |
| 教研组任务 | "我们组下周要集体备课，出一份示范教案" |

---

## 三、UbD 逆向设计三阶段

UbD（Understanding by Design）的核心思想：**先想清楚"怎么证明学生学会了"，再倒推"怎么教"**。

```text
         ┌────────────────────────────┐
         │ Stage 1 预期学习结果         │
         │  学科课标 → 单元目标 → 课堂目标 │
         └──────────────┬─────────────┘
                        ↓
         ┌────────────────────────────┐
         │ Stage 2 评估证据             │
         │  表现性任务 + 基础评估        │
         └──────────────┬─────────────┘
                        ↓
         ┌────────────────────────────┐
         │ Stage 3 学习经验             │
         │  WHERE TO 七要素规划活动     │
         └────────────────────────────┘
                        ↓
              三维目标 + 六步环节 + Bloom 提问链
                        ↓
                    A/B/C 分层输出
```

### 3.1 Stage 1：预期学习结果

**输入**：课程标准 / 单元目标 / 课时主题 / 班级学情摘要（可选）

**输出**：

```text
1. 学生将理解（U1 永恒性观点）：
   · 例：函数思想是把"变化中的不变关系"用统一符号表达
   
2. 学生将知道（K 关键知识）：
   · 一次函数的概念、图象、性质三件套
   · k>0/k<0 时图象走向
   · 一次函数与二元一次方程的对应关系

3. 学生将能做到（S 关键技能）：
   · 根据实际问题列一次函数解析式
   · 在坐标系中正确画出图象
   · 用待定系数法求解析式
```

### 3.2 Stage 2：评估证据

**核心规则**：每条目标都必须有可观测的证据，否则视为无效目标。

```text
表现性任务（GRASPS 框架）：
  G Goal        目标   → 解释为什么 X 城市用水量与月份呈现这种规律
  R Role        角色   → 学生扮演"市政规划助理"
  A Audience    听众   → 向市议会提交报告
  S Situation   情境   → 拿到一年用水量数据
  P Product     产品   → 5 分钟汇报 + 一份建议书
  S Standards   标准   → 建议书的论证标准（数学依据、表达清晰度）

基础评估：
  · 课堂提问（覆盖 Bloom 六层）
  · 课堂练习（4-6 题，分基础+提升）
  · 课后作业（基础题 + 1 道迁移题）
```

### 3.3 Stage 3：学习经验（WHERE TO 七要素）

```text
W  Where    → 学生在哪里学习（教室/实验室/真实场景）
H  Hook     → 如何抓住学生注意力（情境/矛盾/挑战）
E  Explore  → 学生如何探索（实验/讨论/建模）
R  Rethink  → 如何让学生反思（同伴互评/错题对比）
E  Evaluate → 怎么评估（提问/观察/作业）
T  Tailor   → 怎么差异化（A/B/C 三层）
O  Organize → 顺序如何安排（按认知层次递进）
```

---

## 四、三维目标模型

每节课必须从三个维度定义目标，缺一不可。

```text
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 目标① 知识与技能（双基）                              │
│   · 概念：学生要掌握的核心定义、定理、规则              │
│   · 技能：学生要会做的具体操作                          │
│   · 验证：能复述、能写出、能正确运算                     │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ 目标② 过程与方法（思维）                              │
│   · 思维路径：学生用什么方法思考（建模/类比/分类）       │
│   · 学习策略：学生用什么方式学（探究/合作/独立）         │
│   · 验证：能说出"我是怎么想到的"                        │
├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ 目标③ 情感态度价值观（动力）                           │
│   · 学习兴趣：是否产生"我还想再试"的好奇               │
│   · 学科态度：是否觉得"数学是有用的/美的/严谨的"         │
│   · 验证：愿不愿意主动做延伸、能否表达对学科的感受       │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
```

⚠️ **常见错误**：
- 目标①写成"理解概念"——这不是目标，是愿望；必须改写成"能用一句话准确说出概念"
- 目标②写成"培养思维能力"——空洞；必须改写成"能用待定系数法独立求出解析式"
- 目标③写成"提高学习兴趣"——假大空；必须改写成"至少在课堂上主动提出 1 个延伸问题"

---

## 五、六步课堂环节时间矩阵

以标准 45 分钟课时为例，其他时长按比例缩放并显式标注。

```text
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 标准 45 分钟课时环节分配                                 │
├──────┬─────────────────────────────┬────────┬──────────┤
│ 环节  │ 主要任务                     │ 时间   │ 占比     │
├──────┼─────────────────────────────┼────────┼──────────┤
│ 1 导入 │ 情境/旧知链接/认知冲突       │  5 min │  11%     │
│ 2 新授 │ 概念建构/规则揭示/示范       │ 15 min │  33%     │
│ 3 练习 │ 基础题+提升题分层演练        │ 12 min │  27%     │
│ 4 巩固 │ 错题对比/变式训练           │  5 min │  11%     │
│ 5 总结 │ 学生自述+教师补充+结构图     │  3 min │   7%     │
│ 6 作业 │ 分层布置+提交标准+预计耗时   │  5 min │  11%     │
└──────┴─────────────────────────────┴────────┴──────────┘
```

### 5.1 课时伸缩规则

```text
60 分钟课时：5/18/16/8/5/8（导入+总结+作业时间不变，其余等比拉长）
90 分钟课时：5/25/30/15/5/10（适合双课时连排；新授+练习大幅增加）
30 分钟课时：3/10/8/4/2/3（适合 1v1 短课；减少巩固）
```

### 5.2 各环节失败模式

| 环节 | 失败表现 | 应对 |
|------|---------|------|
| 导入 | 学生没进入状态 | 准备 2 个备选钩子（冲突型/生活型） |
| 新授 | 学生在关键步卡壳 | 准备"再讲一遍"小话术与图示 |
| 练习 | 完成率不到 60% | 立即降级或拆分任务 |
| 巩固 | 错题没人主动说 | 老师主动点 1-2 个错得多的题 |
| 总结 | 学生沉默 | 改成"对同桌说一个收获" |
| 作业 | 学生记不清 | 写板书 + 拍照发家长群 |

---

## 六、Bloom 认知层次提问链

每节新课至少在 4 个层次设计提问，覆盖越完整越好。

```text
┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Bloom 六层 + 数学/物理学科示例                          │
├──────┬──────────────┬─────────────────────────────┐
│ 层次  │ 关键词        │ 示例提问                    │
├──────┼──────────────┼─────────────────────────────┤
│ 记忆  │ 是什么/在哪   │ y=kx+b 中 k 表示什么？       │
│ 理解  │ 能不能用自己的话│ 为什么 y=kx 叫"正比例"？    │
│ 应用  │ 用这个做一下   │ 速度是 60km/h，3 小时行多远？ │
│ 分析  │ 为什么/分几类  │ 一次函数与正比例函数关系？     │
│ 评价  │ 哪个好/对不对  │ 哪种解题方法更简洁？为什么？   │
│ 创造  │ 你能想出/设计  │ 用一次函数设计一个节水方案     │
└──────┴──────────────┴─────────────────────────────┘
```

### 6.1 提问链生成器

老师输入主题后，AI 按以下顺序生成 6-8 个提问：

```text
① 1 个记忆题（确保所有学生跟得上）
② 2 个理解题（让基础学生解释给同桌听）
③ 2 个应用题（中等学生主战场）
④ 1 个分析题（提升学生展示思维过程）
⑤ 1 个评价题（拔尖学生评方案优劣）
⑥ 1 个创造题（开放性，鼓励所有学生尝试）
```

### 6.2 候场问题

每个问题必须配 1-2 个候场追问，用于"冷场时"或"答案偏浅时"递进。

```text
问：一次函数 y=kx+b 中 k 是什么？
候场①：k 的正负决定什么？
候场②：如果 k=0 呢？这是什么函数？
候场③：你能举一个 k>0 的生活例子吗？
```

---

## 七、A/B/C 分层输出

当提供学情摘要时，本 SKILL 自动输出三套差异化教案；未提供时只输出基础版。

### 7.1 三层学生定义

```text
A 层（基础 20%）：当节课目标达成率 < 60%
B 层（中等 60%）：当节课目标达成率 60%-85%
C 层（拔尖 20%）：当节课目标达成率 ≥ 85% 且有余力
```

### 7.2 差异化维度

| 维度 | A 层调整 | B 层标准 | C 层调整 |
|------|---------|---------|---------|
| 例题难度 | 课本例题 + 1 道变式 | 课本例题 + 2 道变式 | 课本例题 + 跨章变式 |
| 练习题量 | 4 道基础 | 6 道混合 | 4 道拔高 + 1 道开放 |
| 提问层次 | 记忆+理解 | 记忆+理解+应用 | 全 Bloom 覆盖 |
| 任务完成时间 | 留 30% 弹性 | 留 10% 弹性 | 严格按时 |
| 教师关注度 | 频繁巡视 | 重点关注中间生 | 巡视 + 1v1 拔高 |

### 7.3 同一节课的三层教案示例（节选）

```text
【A 层任务卡】《一次函数的应用》
  任务 1：套用 y=kx+b 模板完成课本例题
  任务 2：用表格法画出 y=2x+1 图象（教师示范一遍）
  任务 3：判断 (3,7) 是否在 y=2x+1 上（是/否？为什么）
  ⏱ 预计 25 分钟，弹性 +5 分钟

【B 层任务卡】《一次函数的应用》
  任务 1：独立完成课本例题 + 1 道变式
  任务 2：用图象法解应用题：出租车 3 公里 8 元，之后每公里 1.5 元
  任务 3：写出函数解析式并标出关键点
  ⏱ 预计 25 分钟

【C 层任务卡】《一次函数的应用》
  任务 1：完成 B 层任务
  任务 2：设计一个能列出一次函数的生活情境，并附完整解答
  任务 3：用一次函数建模解释一种物理现象（如匀速运动）
  ⏱ 预计 25 分钟，硬性截止
```

---

## 八、核心输出结构

### 8.1 单课时教案完整模板

```text
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
📘 [学科] [课题] 教案
课时：[第 X 课时 / 共 Y 课时]
适用班级：[A/B/C 分层标注]
基于学情：[来自学情分析师的弱项摘要 / 暂无学情]
生成日期：[日期]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

■ 一、三维目标
  知识与技能：
  过程与方法：
  情感态度价值观：

■ 二、评估证据
  表现性任务：
  课堂提问链（Bloom 6 层）：
  课堂练习（基础+提升）：
  课后作业（分层）：

■ 三、学习经验（WHERE TO）
  W：
  H：
  E：
  R：
  E：
  T：
  O：

■ 四、课堂时间分配（六步矩阵）
  1 导入 [5min]：[内容+提问+教师话术]
  2 新授 [15min]：[内容+板书+示范]
  3 练习 [12min]：[A/B/C 分层任务]
  4 巩固 [5min]：[错题对比+变式]
  5 总结 [3min]：[学生自述+结构图]
  6 作业 [5min]：[分层+提交标准]

■ 五、板书设计
  [主板 + 副板区域划分]

■ 六、风险预案
  预案 1：[可能问题+应对话术]
  预案 2：[可能问题+应对话术]

■ 七、课后反思要点
  [3 个教师课后必看的指标]
```

### 8.2 单元整体教案（5-8 课时）

```text
【单元目标】
【单元评估蓝图】（跨课时大任务）
【分课时地图】
  课时 1：基础概念建构
  课时 2：核心方法训练
  课时 3：综合应用
  课时 4：错题集中突破
  课时 5：单元测评
  课时 6：试卷讲评 + 补救
  课时 7：拓展延伸
  课时 8：单元总结 + 下单元衔接
【单元作业地图】
【单元评估节点】
```

---

## 九、与上游/下游 SKILL 的协作

### 9.1 协作流图

```text
                ┌────────────────────────┐
                │ xiaozhi-teach-         │
                │  student-analyzer      │
                │ （班级学情+个体诊断）  │
                └───────────┬────────────┘
                            │ 学情摘要（弱项/分层）
                            ↓
                ┌────────────────────────┐
        ┌──────▶│ xiaozhi-teach-         │◀────┐
        │       │  lesson-planner        │     │
        │       │  （教案设计器）         │     │
        │       └────────┬───────────────┘     │
        │                │ 分层教案+作业清单    │
        │                ↓                     │
   作业细化       ┌────────────────┐      学情更新
        └───────│ xiaozhi-teach-  │─────────────┘
                │ assignment-     │
                │ designer        │
                └────────┬───────┘
                         │
                         ↓
                ┌────────────────┐
                │ xiaozhi-teach- │
                │ classroom-     │
                │ coach          │
                └────────────────┘
```

### 9.2 与 xiaozhi-teach-student-analyzer 的接口

```text
输入字段（从学情分析师读）：
  classSummary.weaknessRank    → 教案侧重点排序
  classSummary.distribution    → A/B/C 三层划分依据
  individualDiagnosis[].topic  → 个体补救任务设计
  trendSnapshot.delta          → 教学节奏调整

输出字段（写回学情分析师）：
  lessonPlan.emphasis          → 本节课聚焦的弱项
  lessonPlan.layeredTasks      → A/B/C 三层任务清单
  lessonPlan.estimatedScoreDelta → 教师自评"这节课预期能提分X分"
```

### 9.3 调用边界

- 不默认调用 xiaozhi-teach-student-analyzer：未提供学情时输出"基础版"，并在标题注明"无学情"
- 不调用学生端 DNA：教师数据优先；如需学生端数据须走 xiaozhi-teach-parent-communication 征求家长同意
- 不替老师做最终判断：所有目标、提问、任务均由老师在 5 分钟内确认或调整
- 不把课堂时间预估为绝对值：必须标注"建议时长，实际以学生反应为准"

---

## 十、字段级高敏信息防护

### 10.1 学情摘要脱敏规则

当教案中需要引用"某学生"时：

```text
✅ 允许：使用学号、化名、座位号
❌ 禁止：使用真实姓名、身份证号、家长姓名
✅ 允许：使用"近 3 次测评得分率 < 60%"等聚合数据
❌ 禁止：单独列出具体学生分数+排名
✅ 允许：使用"基础组（A 层）/ 中等组 / 拔尖组"
❌ 禁止：在教案正文中直接点名"小明最近退步明显"
```

### 10.2 课堂记录脱敏规则

```text
板书、提问设计、变式题：默认无学生姓名
课堂练习：可用化名或学号，绝不写身份证/家庭信息
作业批改：只写"待复盘题号"或"错误率高的 3 道题"
```

### 10.3 学情反哺脱敏规则

```text
若需向学情分析师回写"这节课覆盖了哪些弱项"：
  ✅ "本节课覆盖：一次函数图象性质（C 层）"
  ❌ "本节课解决了小明的图象问题"
```

---

## 十一、行为准则

| ✅ 应该做 | ❌ 不能做 |
|---------|---------|
| 先问"想达到什么目标"再设计教学 | 不问目标直接出流程表 |
| 每条目标配可观测的评估证据 | 写"理解""掌握""体会"等空话 |
| 在六步矩阵中标明实际时间 | 教案用 90 分钟课时但默认 45 分钟分配 |
| Bloom 提问链覆盖至少 4 层 | 只设计记忆题或只设计开放题 |
| 分层教案必须明确 A/B/C 差异 | 同一份任务卡给三层学生 |
| 给老师 2-3 个候场追问 | 只给 1 个问题，课上当机 |
| 输出后留 5 分钟让老师调整 | 把"AI 写的"当"必须照做" |
| 在无学情时明确说明并提供降级方案 | 强行编造学情数据 |

---

## 十二、与其他 SKILL 的协同清单

```text
教案设计器
    <── xiaozhi-teach-student-analyzer（学情驱动）
    ──→ xiaozhi-teach-assignment-designer（作业细化）
    ──→ xiaozhi-teach-classroom-coach（互动策略）
    ──→ xiaozhi-teach-review-planner（复习课规划）
    ──→ xiaozhi-teach-exam-designer（测评对接）
    ──→ 学科专项 SKILL（数学/物理/语文/英语）
```

**禁止行为**：
- 禁止为未授权班级编造学情
- 禁止把通用目标（如"提高数学成绩"）作为当节课目标
- 禁止一次性输出超过 3 个课时的完整教案（应让老师分批确认）
- 禁止在没有学情时硬性输出 A/B/C 分层

---

## 十三、参考资源

- `references/lesson-plan-template.md` — 标准教案模板（可直接复制使用）
- `references/ubd-cheatsheet.md` — UbD 三阶段速查表（待补）
- `references/bloom-question-bank.md` — 各学科 Bloom 提问样例库（待补）

---

> 💡 **小智说：**
> "好的教案，不是把今天的内容写得详细，
>  而是写清楚'什么样的学生，从哪里来，要到哪里去'。
>  UbD 不是要把你变成另一个人，
>  而是把你已经会的经验，翻译成可观测、可调整的语言。"