數字賦能?智研新境：“三階五維”備課模式構建與實踐——以《光的折射》為例

為貫徹落實國家教育數字化戰略行動，持續深入推進信陽市國家中小學智慧教育平臺應用推廣工作，宣傳并分享在平臺應用過程中涌現的創新思路與典型做法，中心將對2025年國家中小學智慧教育平臺應用優秀案例征集活動中評選出的優秀案例進行展播，歡迎大家收看。

[摘要]

在教育數字化戰略推動下，如何深度應用國家中小學智慧教育平臺（以下簡稱“國平臺”）賦能教學，是基層學校的關鍵課題。本案例以信陽市第九中學初中物理《光的折射》教學為例，系統構建并實證了以國平臺為核心支撐的“三階五維”深度備課模式。“三階”指“個體初備·資源精準汲取”“協同精備·智慧集體共生”“反思優備·數據驅動迭代”的螺旋流程；“五維”即貫穿全程的“課標解讀、學情分析、資源整合、活動設計、評價反饋”。案例精準應用國平臺“課程教學”“教師研修”“教材”三大資源模塊及平臺內置的備課工具，通過清晰的操作路徑，實現了備課從經驗到數據、從封閉到協同、從單課到體系的根本轉變，形成了可復制、可推廣的“信陽九中范式”。

[關鍵詞]

智慧備課；三階五維；協同備課；數字化教學；教學評一體化。

引言：從“資源應用”走向“模式重構”的必然選擇

1．政策引領與現實訴求

國家教育數字化戰略行動的深入推進，將國平臺定位為課堂教學轉型的核心載體。平臺匯聚了體系化資源、智能化工具與數據服務，為基層教學教研提供了全新可能。然而，我校物理教研組在初期應用中發現，若僅將平臺當作“高級資源庫”進行資源下載與堆砌，仍無法解決資源整合低效、教研協同不足、備課與學情脫節、優秀經驗難以沉淀等深層問題。

2．核心問題聚焦

因此，本案例聚焦于一個核心問題：如何以國平臺為數字基座，超越資源與工具的淺層應用，系統重構備課的流程、方法與生態，構建一套可測量、可推廣的深度備課模式，從而為教師減負、為教學增效、為質量提標。

3．實踐載體選擇

我們選取人教版八年級《光的折射》一節作為突破口。該內容概念抽象、規律探究性強，且與生活現象緊密相連，是檢驗智慧備課模式能否有效支撐科學思維與探究能力培養的絕佳試金石。

目標與思路：構建“三階五維”模型

1．目標體系

（1）學生層面：借助平臺賦能，引導學生深度參與探究，發展物理核心素養。

（2）教師層面：提升教師信息化素養、資源整合能力、數據驅動設計能力與協同教研能力。

（3）模式層面：形成一套以國平臺為支撐、可復制推廣的智慧備課模型與校本資源建設范式。

2．整體思路與“三階五維”模型

我們以建構主義與學習科學為指導，構建“三階五維”備課模型，本模式以“個體初備—協同精備—反思優備”三階為縱向流程軸，以“課標、學情、資源、活動、評價”五維為橫向設計面，依托平臺資源與工具，構建數據驅動、協同共創、持續迭代的備課新生態。

（1）三階（流程引擎）：

個體初備：基于平臺數據與資源，進行課標分析、學情診斷與資源遴選。

協同精備：利用平臺手機端“智慧中小學app”，創建“教研群”，組織云端磨課，優化設計方案。

反思優備：依據教學反饋與實踐反思，修正教案并沉淀至校本資源庫。

（2）五維（設計內涵）：

各階段均系統貫穿課標解讀、學情分析、資源整合、活動設計、評價反饋五個維度，確保方案科學完整。

3．平臺資源與應用功能總覽

本案例實現了從“資源層”到“功能層”的全方位調用：

（1）資源層：深度整合了“課程教學”（核心參考庫）、“教師研修”（理念與方法引領庫）、“教材”（基礎錨點庫）三大資源模塊。

（2）功能層：以“教師備課”應用場景為主線，深度耦合平臺核心功能：運用“資源檢索”與“虛擬實驗”獲取資源；調用資源庫的“分享與協作”功能實現協同精備；通過平臺群組的問卷調查、作業活動等功能數據驅動學情分析，從而構建起完整的“檢索—設計—協同—反思—沉淀”賦能閉環。

具體措施：平臺功能與教學實踐的深度耦合

1．第一階段：個體初備·資源精準汲取核心是“基于平臺的數據與資源進行精準預設”，主要依托平臺“資源檢索”“虛擬實驗”和“習題庫”功能。

（1）維度1：基于平臺的深度課標與教材分析

主持人登錄平臺“教材”模塊精讀《光的折射》電子教材（見【圖1】），梳理知識脈絡。隨后，進入“教師研修”模塊，學習基于核心素養的物理實驗教學研究》等課程（見【圖2】），明確本課在“物理觀念”與“科學探究”方面的培養重點，使目標設定有據可依。

圖1 《光的折射》電子教材內容

圖2 教師研修課程學習界面

（2）維度2：數據驅動的精準學情分析

教師從“課程教學”資源模塊下的“習題庫”中篩選、下載《光的直線傳播》《光的反射》相關習題（見【圖3】），設計成課前診斷卷，組織學生作答。通過對診斷卷的批閱與分析，教師從高頻錯題中識別出學生對“光路可逆”“角度關系”等概念的共性理解薄弱點。這些基于平臺資源獲得的真實學情數據，為后續《光的折射》教學難點的預設與突破提供了精準依據。

圖3 “習題庫”中篩選的反饋習題

（3）維度3：多模態資源的系統化整合與AI賦能

①“課程教學”資源作為核心參考庫：使用平臺AI搜索功能（見【圖4】），以“光的折射”為關鍵詞，精準篩選并觀摩了3個優質課視頻（見【圖5】），作為教學設計的重要參考。針對實驗難點，精選高交互性“虛擬實驗”資源（見【圖6】），用于模擬和預演部分難以在課堂現場演示的折射現象。AI搜索極大提升了多模態資源檢索的精準度與效率。隨后，將這些精心篩選的資源，按照 “情境導入—概念建立（視頻參考）—規律探究（虛擬實驗+實體實驗）—應用拓展” 的教學邏輯鏈，系統化地嵌入課件，形成一條動態化、可視化、強互動的教學主線。

圖4 AI資源檢索賦能備課

圖5 觀摩《光的折射》優質課視頻

圖6 《光的折射》高交互性“虛擬實驗”資源

②“教師研修”資源作為理念引領庫：在“教師研修”模塊中，重點學習了《基于項目式學習的課程構建與實施》《教學評一體化的課堂教學探索》等專題課程（見【圖7】）。受其啟發，將本課設計為“破解‘池水變淺’之謎”的微型PBL項目，引導學生經歷“提出問題—設計實驗—構建模型—解釋現象”的完整探究過程，推動備課從“知識羅列”轉向“問題驅動”。

圖7 教學評一體化專題資源

③“教材”資源作為基礎錨點庫：教師依托平臺“教材”模塊，精讀《光的折射》電子教材原文，明確本節知識的基礎框架與核心表述。同時，參考“課程教學”模塊中相關課程的知識結構導圖進行二次梳理（見【圖8】），確保PBL活動設計全面覆蓋“折射定義”“折射角與入射角關系”“光路可逆”等全部核心知識。在此基礎上，調用平臺“習題庫”匹配分層練習（見【圖9】），并將練習有

機嵌入備課方案，系統落實“備—教—學—評”一致性。

圖8 《光的折射》知識結構導圖

圖9 平臺“習題庫”功能，匹配不同難度的分層練習

2．第二階段：協同精備·智慧集體共生

核心是利用平臺的協同工具，將個人智慧轉化為集體智慧，優化教學設計。主要依托平臺“資源庫”的在線協作編輯功能，通過“教研群”實現跨時空的“云端磨課”與智慧眾籌。

（1）核心動作：創建線上協同備課空間

備課組長使用平臺“資源庫”分享與協作功能，將“《光的折射》PBL項目協同備課”發到“教研群”中，邀請全組教師加入對初備方案進行研討、編輯批注。（見【圖10】）

圖10 《光的折射》PBL項目協同備課教研

（2）維度4：活動設計的智慧碰撞與優化

依托教研群，組內教師通過在共享備課文件中在線編輯與修訂，并結合群內實時交流的方式開展“云端磨課”。例如，有教師直接在文件中調整實驗設計步驟，另一教師在群內提議補充地理學科鏈接。所有互動最終匯聚并優化了設計方案，體現了“智慧眾籌、動態優化”。（見【圖11】）

圖11 在群組進行討論和批注截圖分享

（3）維度5：前置性嵌入式評價設計

教研組共同設計“教學評一體化”工具：①課前預習檢測（平臺題庫選題，調查前概念）；②課中即時反饋（課堂活動設計即時小測）；③課后項目成果評價量規（結構化量規評價報告）。評價工具在備課時即完成嵌入式設計。（見【圖12】）

圖12 “教學評一體化”工具

3．第三階段：反思優備·數據驅動迭代

核心是基于教學實踐中的數據與反饋，對備課成果進行修正與升華，并實現校本化沉淀。主要通過設置的“教學評一體化”工具搜集的數據以及“我的資源庫”分享與協作功能，完成從經驗反思到資源固化的閉環。

（1）基于數據的精準教學反思

課后，主持人組織教研組依據課前預習檢測數據、課中即時反饋統計及課后項目成果評價量規等“教學評一體化”工具所收集的證據，進行集體復盤與歸因分析。針對發現的共性學習問題，在教研群中以“教學反思與優化建議”為主題發起討論，將平臺資源使用效果、環節調整建議及下階段教學啟示結構化記錄，形成可持續迭代的教研檔案。

（2）校本資源的歸檔與共享共建

將最終形成的教案、課件、習題包、微課等材料，按“教案—課件—習題—微課—素材”標準化命名與分類。為建立可持續的校本資源庫，教研組將協作定稿的最終資源包，統一上傳至學校區域教研群的共享文件夾中進行集中歸檔與版本管理。上傳時需規范填寫資源描述、關鍵詞及使用建議。該資源包被命名為“備課包：《光的折射》（PBL版）v1.0”（見【圖13】），存儲于群共享中，支持組內教師隨時調取、復用與優化迭代，形成穩定的校本資源共建共享機制。

圖13 備課包《光的折射》（PBL版）v1.0”截圖

取得成效：從“效果顯著”到“證據扎實”

1．學生發展：核心素養有效落地

（1）學業表現量化提升：實驗班《光的折射》單元檢測平均分較對照班高5.5分（數據來源：學校統一測試統計），優秀率提升9個百分點，高階能力題得分率提升超20%。（見【圖14】）

圖14 《光的折射》檢測量化對比圖

1. 學習體驗積極轉變：課后問卷顯示，95%的學生對“虛擬實驗+實體探究”模式表示高度認可（數據來源：平臺課后問卷模塊）。（見【圖15】）

圖15 學生對“虛擬實驗+實體探究”模式認可度統計

1. 探究能力顯著增強：超過1/3的小組能在項目報告中遷移解釋“筷子彎折”等現象，展現知識遷移與建模能力。（見【圖16】）

圖16 學生項目報告探究能力表現

2．教師成長：從“使用者”到“創造者”

（1）備課范式根本轉變：教師單課備課時間從3–4小時縮短至約2小時，備課深度與精準度提升（數據來源：教研組活動記錄）。

（2）教研共同體常態化：基于平臺的協同備課月均開展4次，形成云端教研新常態。

（3）科研能力突破：團隊成功申報市級課題《基于國家智慧教育平臺的初中理科“教學評一體化”實踐研究》。

3．模式輻射與校本成果

（1）模式制度化：“三階五維”模式寫入《信陽九中教研組工作規范》。

（2）資源庫初具規模：各備課組累計沉淀精品備課包20余個，涵蓋理、化、生多學科。

（3）區域示范效應：本案例在區級智慧教育研討會作專題分享，被多所學校借鑒。

結論與展望：構建可持續的智慧教研新生態

1．核心結論

本案例通過“三階五維”模型，實現了三大轉變：

（1）備課依據從“經驗主導”走向“數據驅動與理念引領相結合”；

（2）備課過程從“個體封閉”走向“協同開放與智慧眾籌”；

（3）備課成果從“一次性消費”走向“可持續迭代與智慧沉淀”。

本案例構建的“三階五維”智慧備課模式，本質上是依托國家平臺，實現“備課依據數據化、備課過程協同化、備課成果迭代化”的系統性變革路徑。

2．反思與前瞻

本模式適用于具備基本網絡條件、教師有初步信息化應用能力的初級中學。在文科或藝體學科應用時，“虛擬實驗”維度可替換為“情境素材庫”或“示范音視頻庫”，“五維”框架依然具有指導意義。

下一步，將首先在本校化學、生物教研組進行試點移植，成立跨學科“智慧備課工作坊”，由物理組核心成員提供“陪伴式”指導。

當前仍面臨教師適應期、平臺資源與本地學情深度融合等挑戰。未來將：

（1）學科化推廣：將模型適配至文科、藝體等學科。

（2）聯盟化共建：聯合區內學校建立“智慧備課聯盟”，實現跨校資源共建。

（3）智能化探索：跟進平臺AI備課助手等新功能，探索人機協同新形態。

本實踐是探索“國家智慧教育平臺創新應用”、推動“教學評一體化”改革、構建“人工智能+教師”協同教研新生態的一次積極嘗試，為區域教育數字化轉型提供了可資借鑒的校本化實施方案。

我們堅信，以國平臺為基，以“三階五維”為法，一線教師能成為教育數字化變革的主動參與者與引領者，共同構建數據驅動、協同創新、智慧共生的教研新生態。

參考文獻

1.教育部. 義務教育物理課程標準（2022年版）[S]. 北京：北京師范大學出版社，2022.

2.教育部教育技術與資源發展中心. 國家中小學智慧教育平臺應用指南（教師篇）[Z]. 2024.

3.國家中小學智慧教育平臺. 教師研修課程庫[DB/OL]. https://basic.smartedu.cn/

案例實踐單位：河南省信陽市第九中學

案例主持人：王輝

案例成員：李琰、褚延輝、劉陽陽、胡貴林

案例指導：河南省陶長霞專家指導團隊