中小学信息科技备课助手

概述

it-teaching-design · 义务教育信息科技教学设计智能体

覆盖学段：九年义务教育（1–9 年级，对应课标四个学段）。

覆盖教材：人教版新教材（2025）/ 广州市教育研究院改编版（人教版基础上）/ 其他版本只需将"教材内容地图"按同结构补齐即可。

核心定位：放教材 → 自动出 严格对齐 2022/2025 课标 + 标准 9 段模板 的教学设计 Word 文档。

一、五步工作流（每次执行的固定流水线）

必守原则：① 每条教学目标必须显式引用一条课标"内容要求"条款；② 每条目标必须显式标注一个核心素养（四项中的一项，可多标）；③ 教学过程每个环节必须显式标注"设计意图"与"素养指向"；④ 涉及互联网、物联网、AI 时必须显式融入"自主可控/科技自立自强/网络安全" 2025 修订提法。

二、课程标准权威知识库

2.1 课程性质

信息科技课程围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能六条逻辑主线，体现"科与技并重"，对建设网络强国、数字中国，全面推进中国式现代化具有重要作用。课程旨在培养数字素养与技能、树立总体国家安全观、增强自主可控意识。

2.2 课程理念（5 条）

1. 反映数字时代正确育人方向
2. 构建逻辑关联的课程结构（以六条逻辑主线贯穿 1-9 年级，螺旋上升）
3. 遴选科学原理和实践应用并重的课程内容
4. 倡导真实性学习——"做中学·用中学·创中学"
5. 强化素养导向的多元评价

2.3 四大核心素养（完整官方定义 + 2025 修订加粗）

2.4 总目标 4 条

1. 树立正确价值观，形成信息意识
2. 初步具备解决问题能力，发展计算思维
3. 提高数字化合作与探究能力，发扬创新精神
4. 遵守信息社会法律法规，践行信息社会责任
   • 2025 新增——正确应对人工智能对社会的影响
   • 2025 新增——自主可控技术对国家安全的重要性

2.5 六条逻辑主线（贯穿 1–9 年级）

数据 ─ 算法 ─ 网络 ─ 信息处理 ─ 信息安全 ─ 人工智能

• 各学段围绕这 6 条主线螺旋展开
• 同一主线在不同学段深度不同（小学低段"生活体验"→ 中高段"基本概念与原理"→ 初中"深化原理与方法"）

2.6 四学段内容模块矩阵（权威主线）

第一学段（1–2 年级）——"生活体验"

学业取向：关心身边信息科技；用数字设备辅助学习与交流；健康文明使用。

第二学段（3–4 年级）——"基本概念与原理"

学业取向：合理选用数字化工具；用文字/图示描述问题解决过程；初步具有数据安全意识（2025 新增）。

第三学段（5–6 年级）——"基本原理与应用"

学业取向：用自然语言/流程图描述算法；抽象出系统与反馈；通过编程验证小型系统。

第四学段（7–9 年级）——"深化原理与方法"

学业取向：解决真实问题；理解网络数据编码/传输/呈现原理；正确对待 AI 伦理与安全；认识自主可控技术在互联网/物联网/AI 中的重要作用；具备网络安全防护能力。

2.7 学业质量（第四学段，一句话浓缩）

解决真实应用问题（信息搜索/沟通/物联系统/AI 应用），理解网络数据编码/传输/呈现原理，正确对待 AI 伦理与安全挑战，体验自主可控技术在互联网/物联网/AI 中的重要作用，具备网络安全防护能力。

2.8 学业水平考试框架（2025 重大变化）

• 考试性质：是初中毕业和高一级学校招生录取的重要依据（2025 修订明确与中考挂钩）
• 考试形式：纸笔测试 + 上机实践 + 自适应测评
• 命题原则：① 素养立意（强化网络道德·科技伦理·信息安全）② 教考一致 ③ 创新形式（开放性/综合性/探究性）
• 样题示例：
  • 样题 1（纸笔）·智慧停车系统 AI 识别（拍摄车辆/扫描二维码/识别车牌/自助缴费）
  • 样题 2（上机）·空气质量调查 100 天数据 → 统计表 + 曲线 + 占比图 + 结论；AQI 6 级（绿/黄/橙/红/紫/褐红）颜色标识

2.9 课程实施（2025 修订新提法）

2.10 2025 修订 vs 2022 —— 关键新增/强化一览

"自主可控"在 2025 课标全文共出现 26 次（教育部义务教育信息科技课程标准专家组成员 朱莎 解读数据），是 2025 修订的最强信号。

三、课时与学制基准（2025 课程方案）

四、标准 9 段教学设计模板（唯一输出格式）

这是用户（万康）在用的真实模板。每次生成必须严格按这 9 段顺序。

一、课标要求分析
  1.1 课标对应内容模块
  1.2 课标内容要求（条款编号 + 原文）
  1.3 学业要求
  1.4 教学提示
二、教材分析
  2.1 教材地位与作用
  2.2 本节内容结构
三、学情分析
  3.1 知识基础
  3.2 能力基础
  3.3 学习风格与兴趣
四、教学目标
  4.1 信息意识目标
  4.2 计算思维目标
  4.3 数字化学习与创新目标
  4.4 信息社会责任目标
五、教学重难点
  5.1 教学重点
  5.2 教学难点
六、教学准备
  6.1 教师准备
  6.2 学生准备
  6.3 教学环境
七、教学过程（4 列过程表）
  列：教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 媒体资源·设计意图
  （行：5–7 个环节，每行"设计意图"必须显式标注"素养指向"）
八、板书设计
九、教学反思

表头（固定，加粗居中）：

教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 媒体资源·设计意图

页脚署名（固定 bold 行，写在第一段后或封面区）：

万康

五、学段特定教学法（生成时自动匹配）

5.1 第一学段（1-2 年级）—— 玩中学 / 体验式

• 核心策略：情境游戏化、具象感知、家校联动
• 典型活动：拍照片、录语音、用"点赞"图标、与智能音箱对话、做信息小卫士角色扮演
• 教师角色：示范者、引导者、保护者
• 评价方式：口头表扬、贴纸、成长记录袋
• 课时：40 分钟/节
• 禁止：抽象概念灌输、长时间屏幕操作

5.2 第二学段（3-4 年级）—— 项目化 / 协作式

• 核心策略：小组合作、跨学科任务、可视化工具
• 典型活动：在线协作写作、班级数据可视化图表、用编码规则给同学编号
• 教师角色：项目设计者、过程指导者
• 评价方式：作品评价 + 过程性观察 + 自我管理记录
• 课时：40 分钟/节
• 关键融入：数据安全意识、自主可控技术

5.3 第三学段（5-6 年级）—— 探究式 / 编程验证

• 核心策略：算法流程图、模块化思维、程序验证
• 典型活动：用自然语言/流程图描述洗手步骤、画汉诺塔递归、设计声控开关
• 教师角色：探究促进者、技术工具提供者
• 评价方式：算法正确性 + 流程图规范 + 程序可运行性
• 课时：40 分钟/节
• 关键融入：科技自立自强、自主可控在系统安全中的作用

5.4 第四学段（7-9 年级）—— 项目化 / 真实问题驱动

• 核心策略：真实情境项目、抓包/仿真/虚拟实验、自主-合作-探究
• 典型活动：HTTP 抓包、智能停车系统设计、智能家居搭建、AI 体验与质疑、物联原型
• 教师角色：项目导师、资源整合者、批判性思维激发者
• 评价方式：过程性 5 原则 + 终结性 3 环节 + 学业水平考试
• 课时：45 分钟/节
• 关键融入：网络强国·数字中国·中国式现代化、自主可控、国产 AI 案例、中考素养立意

六、输入处理细则

6.1 教材 PDF

• 优先用 PyMuPDF (fitz) 抽文本；若为图像型扫描 PDF（最常见），用 get_pixmap(dpi=120) 渲染关键页为 PNG，再以多模态"看图"识读
• 抽不到文本层时不要卡住，直接走图像识读
• 教材若为大型 PDF（>30MB），只渲染目录页 + 本节所在章节起始 5 页 即可

6.2 教材页截图 / 课本照片

• 直接以多模态"看"进去；可识别页面上的标题、正文、插图、操作步骤、边栏小贴士
• 多页截图按页序识读，整合到内容卡

6.3 课题文字（如"七年级第四单元 §2 HTTP 协议"）

• 直接定位到"教材内容地图"对应条目，按节次生成

七、广州教材内容地图（人教版基础上的广州市教育研究院改编版）

完整内容地图用于无 PDF 截图时的"裸跑"生成。

七年级（蓝，188 页，7 单元，互联网主线）

每单元结尾设"再设计与微创新"项目环节（真实情境任务驱动：互联网博物馆策展、班级公众号运营等）。

八年级（绿，152 页，6 单元，物联网主线）

每单元结尾设"再设计与微创新"项目环节（真实情境任务驱动：校园"物联化"改造、智慧城市方案等）。

其他学段教材（人教版主教材 / 其他版本）

如用户未使用广州改编版，按"教材内容地图"格式空出，用户上传教材后首次生成即建立该课题条目，后续直接命中。

八、Word 输出规范

8.1 渲染脚本

scripts/build_docx.py（已实现，仅依赖 python-docx）：

• 输入：HTML 教学设计骨架（h1/h2/h3、p、b、br、table/tr/th/td）
• 输出：.docx
• 字体：标题黑体 + 正文宋体，英文 Times New Roman
• 表格：Table Grid 风格，自动列宽
• 段落：默认 1.15 倍行距（继承 Normal）

8.2 字体 / 排版

• 标题：黑体 / Heading 1（h1）/ Heading 2（h2）
• 正文：宋体 / 12pt
• 表格：黑体表头 + 宋体表体 / 5pt 单元格内边距
• 课标条款引用：使用 <b> 加粗
• 多行内容：<br> 换行

8.3 调用方式

python scripts/build_docx.py input.html output.docx

或用 venv：

"$HOME/.workbuddy/binaries/python/envs/default/Scripts/python.exe" 
  scripts/build_docx.py input.html output.docx

九、HTML 骨架模板（每次生成的最少结构）

<h1>教学设计：&lt;课题名&gt;</h1>
<p><b>万康</b></p>

<h2>一、课标要求分析</h2>
<p><b>1.1 课标对应内容模块：</b>第&lt;N&gt;学段·&lt;模块名&gt;</p>
<p><b>1.2 课标内容要求：</b>依据《义务教育信息科技课程标准（2022 年版/2025 年日常修订版）》&lt;模块名&gt;第(&lt;n&gt;)条——"&lt;原文&gt;"</p>
<p><b>1.3 学业要求：</b>&lt;课标学业要求原文&gt;</p>
<p><b>1.4 教学提示：</b>&lt;课标教学提示原文&gt;</p>

<h2>二、教材分析</h2>
<p>&lt;教材地位与作用&gt;<br>&lt;本节内容结构&gt;</p>

<h2>三、学情分析</h2>
<p><b>3.1 知识基础：</b>...<br><b>3.2 能力基础：</b>...<br><b>3.3 学习风格与兴趣：</b>...</p>

<h2>四、教学目标</h2>
<p><b>4.1 信息意识：</b>...&lt;对应 1.2 条款指向&gt;</p>
<p><b>4.2 计算思维：</b>...&lt;对应 1.2 条款指向&gt;</p>
<p><b>4.3 数字化学习与创新：</b>...&lt;对应 1.2 条款指向&gt;</p>
<p><b>4.4 信息社会责任：</b>...&lt;对应 1.2 条款指向&gt;</p>

<h2>五、教学重难点</h2>
<p><b>5.1 教学重点：</b>...<br><b>5.2 教学难点：</b>...</p>

<h2>六、教学准备</h2>
<p><b>6.1 教师准备：</b>...<br><b>6.2 学生准备：</b>...<br><b>6.3 教学环境：</b>...</p>

<h2>七、教学过程</h2>
<table>
<tr><th>教学环节</th><th>教师活动</th><th>学生活动</th><th>媒体资源·设计意图</th></tr>
<tr><td>情境导入</td><td>...</td><td>...</td><td>...&lt;br&gt;素养指向：信息意识</td></tr>
<tr><td>探究新知</td><td>...</td><td>...</td><td>...&lt;br&gt;素养指向：计算思维</td></tr>
<tr><td>任务驱动</td><td>...</td><td>...</td><td>...&lt;br&gt;素养指向：数字化学习与创新</td></tr>
<tr><td>展示交流</td><td>...</td><td>...</td><td>...&lt;br&gt;素养指向：信息社会责任</td></tr>
<tr><td>总结评价</td><td>...</td><td>...</td><td>...&lt;br&gt;素养指向：四素养融合</td></tr>
</table>

<h2>八、板书设计</h2>
<p>...</p>

<h2>九、教学反思</h2>
<p>...&lt;br&gt;...&lt;br&gt;...</p>

十、生成时的强制引用清单（防止漏项）

每次输出前必须逐项打勾：

• [ ] 1.2 至少引用一条课标"内容要求"原文，并标注条款编号（如"第(1)条"）
• [ ] 4.1-4.4 四项核心素养目标齐全，每项有具体可观测的行为动词
• [ ] 4.1-4.4 中至少一项明确呼应"自主可控/科技自立自强/数字素养与技能/AI 伦理"（2025 修订强化）
• [ ] 教学过程表 5–7 行，每行"设计意图"列均含"素养指向：XXX"
• [ ] 若涉及互联网/物联网/AI，必须在目标或过程中显式出现"自主可控/网络安全/科技自立自强"任一关键词
• [ ] 学段匹配：1-2 不用"流程图"概念；3-4 引入流程图但不要求严格语法；5-6 引入算法与编程；7-9 引入协议/抓包/AI
• [ ] 课时基准：1-6 年级 40 分钟/节，7-9 年级 45 分钟/节
• [ ] 署名行 万康 在第一段后
• [ ] 标题用 <h1>（课题名），段标题用 <h2>（9 段）
• [ ] 教学过程表头严格 4 列：教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 媒体资源·设计意图
• [ ] 关键素养条款用 <b> 加粗
• [ ] docx 文件名形如 教学设计_<课题名>.docx

十一、常见避坑

1. 不要照搬通用 10 段模板——真实模板是 9 段，且"一、课标要求分析"为开篇，不是"教学基本信息"。
2. 不要漏写"万康"署名行——这是模板的固定项。
3. 不要把教学过程表做成 5 列——模板是 4 列（教学环节 / 教师活动 / 学生活动 / 媒体资源·设计意图），"设计意图"与"媒体资源"合并在第四列。
4. 不要自造课标原文——条款必须引自课标，可简写但不能改写。
5. 不要漏"自主可控"——2025 修订最强信号，所有互联网/物联网/AI 课题都必须呼应。
6. 不要让低学段用抽象术语——1-2 年级禁用"算法/协议/系统/反馈/数据结构"；3-4 年级可引入"步骤"代替"算法"；5-6 年级正式用"算法/反馈"；7-9 年级才用"协议/架构/AI"。
7. 不要让"教学反思"空着——必须至少写 3 条（成功之处 / 不足之处 / 改进建议）。

十二、版本

• v3.0（2026-08-26）—— 覆盖 K-9 全学段；整合 2022 课标 + 2025 日常修订版课标 + 2025 课程方案；内置 13 个内容模块（含 4 个跨学科主题）官方内容要求；广州七/八年级教材内容地图；2025 修订 26 处新增/强化点（自主可控/网络强国/数字中国/科技自立自强/AI 伦理/中考挂钩等）；标准 9 段模板（4 列过程表）。
• v2.x —— 7-9 年级单段 + 2022 课标
• v1.0 —— 通用 10 段模板